连铸大包滑动水口液压系统毕业设计开题报告

1、安徽工业大学毕业设计开题报告课题名称连铸大包滑动水口液压系统设计学 院机械工程学院专 业机械设计制造及其自动化姓 名学 号指导老师开题日期：2012年2月13日设计题目：连铸大包滑动水口液压系统设计一、 课题简介大包滑动水口液压回路控制大包滑动水口的开闭，而大包滑动水口是连铸的关键设备之一。该文简要阐述了大包滑动水口的组成及工作原理，并详细介绍了根据工艺要求来设计的液压回路。主要包括系统的设计与计算以及元件的选型，该系统要使滑动水口在一定负载下按给定速度打开与闭合，并能实现点动，以控制水口开度的大小，从而控制钢水流下的速度，同时考虑到突然停电的情况，系统中设置了蓄能器，使系统在泵停止工作时，滑

2、动水口仍能开关两到三次，从而防止钢水在钢包中冷却凝固。关键词：连铸、活动水口、液压系统、设计二、选题背景及意义在推广氧气转炉炼钢之后，钢铁工业飞速发展，轧钢生产发展得很快, 铸锭与炼钢的矛盾日趋尖锐。连续铸钢技术的应用, 使整个钢铁工业发生了革命性的转变, 所以有人曾说过：“炉外精炼、森吉米尔轧机和连铸是当代钢铁工业中三项最重要的新技术。”大包滑动水口是连铸的关键设备之一，滑动水口是安装在钢包底部的装置,一千多度的钢水,就是经过它进入中间包或激振器内,滑动水口可以随时开闭,起到控制钢温、调节钢流的作用,保护着钢包下面的设备和操作人员的安全。从塞棒式控制钢流开始,逐步发展到装在包外的滑动水口机构

3、,从刚性机构发展到稳定的弹性机构,安全性大幅提高。现在,国内各大钢厂越来越多地使用先进的滑动水口,但多数是进口的,国产化程度还有待提高。所谓滑动水口,就是利用安装在钢包底部铁壳外面的两块用耐火材料制成的平板(上面的称上滑板,下面的称下滑板),并依靠机械的力量把两块板靠紧,达到近乎没有间隙的程度。通过外部的驱动力量,移动下滑板,使上、下滑板产生平行位移,由于上、下滑板上都有同样大小的注孔,且上滑板注孔连接上水口砖,直通钢包内钢水,下滑板注孔连接下水口砖。当上、下注口在移动中重合时,钢包内钢水,可通过上水口砖、上滑板、下滑板、下水口砖流出,进行浇注作业。当上、下注孔错开时,则注口关闭,浇注作业停止

4、。由于滑板的移动是和水口连接在一起进行的,所以称之为滑动水口。滑动水口的驱动方式可分为：人力驱动、液压驱动、电动缸驱动、风动缸驱动。钢水包滑动水口液压系统设计来源于某工厂的实际工程，鉴于钢包的高温和恶劣的工作环境以及随着钢包的不断增大，使人为控制滑动水口越来越困难，从而诞生了液压驱动的滑动水口机构。该系统的诞生与应用提高了生产效率，方便了工人操作，调高了钢厂自动化水平。在实际生产中，滑动水口开度需经常调整，动作比较频繁，如果压力不足，水口无法打开或关闭，除无法浇铸生产外，更严重的是，在浇铸中因事故停浇时，大包水口若不能关闭，将使中间包溢钢而烧毁设备，甚至会造成人身伤亡事故发生。因此，设计合理可

5、靠的大包滑动水口液压系统非常重要。三、国内外研究现状分析（一）连铸及滑动水口的发展本世纪30年代德国和原苏联进行过连续浇铸的研究。1946年美、英等国第一批工业性试验连续浇铸装置问世。50年代原西德、奥地利、英国、原苏联相继研制成功了立式连铸机, 并应用于实际生产。60年代出现了弧形连铸机, 至1960年末已有15个国家拥有连铸设备31台, 年产能力130万t。70年代以石油危机为契机, 世界上所有产业都力求节能。由于连铸既是节能, 又是扩大生产能力的重要措施, 日、欧美各国大量新建, 中等发达国家和发展中国家也相继引进连铸机。随着钢水处理、浇铸工艺、设备结构及检测、控制技术不断完善, 连铸技

6、术在世界范围内迅速发展。1980年末连铸机已普及到76个国家, 拥有各种类型连铸机969台, 年产能力猛增至3.13亿t 。80年代, 新建连铸机的势头不减,在欧美, 部分高炉、转炉、轧机等生产设备被关闭, 而连铸机作为钢铁工业现代化的象征却越建越多。1990年末, 拥有连铸机的国家和地区已达89个, 拥有各种类型连铸机1360台, 年生产能力5.58亿t。在日本, 新日铁公司的右烟、光、大分厂, 日本钢管公司的福山厂川崎钢铁公司的千叶厂均实现了全连铸, 连铸技术日臻完善。目前, 用现有的设备已能将全世界的钢产量全部实现连铸，设备制造业的主要活动不再是生产新铸机, 而是改造现有设备、提高连铸机

7、的利用率。60年代后期在世界范围内,由于连铸生产的的发展和炉外精炼工艺的开发,因而延长了钢水在钢包内的停留时间,使得原有的塞棒式浇注工具无法满足连铸和炉外精炼的要求。同时浇注工艺也要求提供准确、迅速、安全、可靠的浇注工具,因而促进了滑动水口浇注工艺的研究开发。滑动水口浇注工艺,作为一项新技术,是在19世纪末期,首先在美国,根据磨面的两个磨盘移动原理开发成功,并取得了专利。但由于当时,很难提供所需配套的高级耐火材料,因而使这项新技术未能及时推广使用。直到20世纪60年代,随着耐火材料制造工艺的发展,为滑动水口提供了较理想的材料,同时连铸工艺又迫切需要,这才促成了滑动水口浇注工艺的全面发展。年代初

8、,美国首先研制成功了弗洛康(Flocon)滑动水口。之后,瑞士研制成功了英特斯特普(INTERSTOP)和梅塔肯式(METACON)滑动水口。1969年日本呙川百炼公司首先引进了瑞士的梅塔肯式滑动水口,而后开发了三菱梅塔肯式滑动水口系列。新日铁和黑崎密业于1974年,引进了美国弗洛康式滑动水口,随后开发了YP式系列滑动水口并在广泛使用。我国滑动水口研制工作起步也很早。1940年,北京民间就有利用此原理制造的水车(运水工具)。而真正的研制工作是从1958年开始的,鞍钢首先提出了外上塞棒和旋转塞头的设想。虽然当时因各种原因未能成功,但实践证明这种思路是正确的,其先进性甚至超过了现今的滑动水口。直到

9、1965年后全国各地都开始了滑动水口的生产试验,70年代才真正在各大钢厂正式使用。滑动水口工艺已在全世界范围内得到普及。（二）国内的滑动水口液压系统发展我国在钢包上也基本上都安装了滑动水口。但应该承认,我国滑动水口和世界水平还有一定距离。不过,近几年的发展,已与世界水平相接近,并已出口到其他国家。在国内，滑动水口液压系统发展虽然起步较晚，但经过几十年的发展，已接近国际领先水平，满足工业实际要求。如宝钢i900板坯连铸机是中日联合设计制造的大型板坯机，是目前我国生产规模最大，自动化程度最高，工艺技术装备最先进的连铸机。该机滑动水口液压伺服系统满足一下要求：（1） 滑动水口有快速和慢速开闭的要求;

10、（2）当事故断电或其它原因要停止浇铸时，紧急关闭滑动水口，切断钢包的钢水流入中包;（3）大包在浇铸位置时，要求在满足浇铸条件时，能打开和关闭滑动水口;（4）大包转离浇铸位置或在等待位置时，要确保滑动水口液压缸要处于关闭状态。 四、本课题的任务与基本要求、设计内容（一）本课题的任务1.文献检索与综述。连铸的工艺及设备、滑动水口的工作原理及作用、滑动水口液压系统的要求。2.滑动水口液压系统工况分析，明确设计依据。3.确定液压系统的主要参数，初选液压系统、计算液压缸尺寸、计算液压缸所需流量等。4.拟定液压系统图。5.液压元件的选择和专用件的设计。6.液压系统性能验算。7.液压装置结构设计、编制技术文

11、件。8.说明书不少于45页、5000字英文文献翻译、300字中英文摘要。CAD部件设计图不少于2张A0（其中手绘1张A1图）。（二）本课题基本要求 1.液压系统原理图合理正确，执行机构能满足实际动作需求。 2.液压系统参数计算原理正确，结果合理。 3.液压原件的选择正确规范，控制性能较好，经济性较强。 4.液压系统性能较好，包括压力损失较小、系统效率高、液压冲击小和系统发热量较小等。 5.专用件设计结构性良好，安全可靠 6.零件图符合使用和制造工艺要求。 （三）设计内容组成 1.说明书（1）说明书内容依次为：封面、毕业设计任务书，中文摘要（300字以内）英文摘要（250实词以内）；目录、正文（

12、1，1.1，1.1.1）、结论、致谢、参考文献、附录（附录1：程序清单及其符号说明和使用说明。附录2：文资料翻译，要保留英文原文）。（2）正文1万字以上，全部为打印稿，小四号字。2图纸要求图纸主要包括：泵站装配图、泵电机组合装配图、阀台装配图、邮箱零件图、支架零件图、系统原理图等。3.工作日志要求在其上写草稿！包括老师的指导记录，并要求老师检查签字。4. 其它外文资料（英文原文4到5页，注意一定为复印件）的译文不少于5000汉字，用400格稿纸誉清或计算机打印，并与原文一起装订成册。报告（论文）或软件说明书的字数在1万字以上，含300字以内的中文摘要及外文摘要。开题报告：包括工作任务分析、调研

13、报告、文献综述或现场实习、方案拟定与分析及实施计划等，开题报告必须单独装订。五、预计可能遇到的困难，提出解决问题的方法1.预计可能遇到的困难（1）液压系统原理图的设计 在之前的学习过程中，学习过基本液压回路的原理和大型机械设备液压系统的分析，但尚未涉及到液压系统的设计。需要将之前所学知识整合、总结，了解液压系统的设计过程。（2）原件的选型 液压系统的设计涉及到液压原件的选择，比如液压泵、溢流阀、换向阀的选择问题，这是之前未接触过的。（3）图纸的画法 完整液压系统原理图的画法需要重新学习，和之前所学机械零件的原理图和装配图有所区别。2解决问题的办法以上问题都可以通过查看相关参考书、工具书，询问指

14、导老师、同学得到解决。六、完成本课题所需工作条件（如工具书、PC、试验、等）1.工具书机械设计手册、液压传动系统、工程液压机械等。2.软件Word2003、pdf、AutoCAD2007等。七、设计工作量及预期进度2.13-2.28：收集资料、参观实习、研读资料，计划安排2.29-3.07：方案设计3.08-3.15：设计计算3.16-4.16：图纸设计4.17-4.30：验算与修改5.01-5.15：说明书撰写5.16-6.04：图纸打印，说明书装订，答辩准备PPT八、文献综述（参考文献）1石守兴.滑动水口综述A.冶金设备，2001（10）：22-252童代义,柏峰.大包滑动水口液压回路设计及优化改进B.液压与气动，2011（3）：98-1003刘会领，汪勇波，李艳.钢包滑动水口液压系统的改进设计A.安徽工业大学学报，2007（24）：247-2494段连栋,王峰. 滑动水口液压系统改造B.液压与气动，2007（2）：845梅金波.连铸中间包滑动水口液压站的改进.浙江冶金，2002（4）：12-146姚建青，赵春禾，吴