连铸拉矫机的设计

连铸拉矫机的设计

0国内最大连铸坯生产为了提高产量，满足大h钢的生产需求，钢钢集团开运了大面积的连通性。最大连通性为280mm380mm，年产量为80万吨。拉矫机是大方坯连铸生产线上的关键设备,其设计参数的选择直接影响其性能。1拉紧机结构拉矫机由以下几个部分组成,结构如图1所示。(1)那就明白了机架为钳式,构件均为箱形结构,内部通水冷却,以防机体在热状态下变形。(2)驱动程序拉矫机主传动电机采用矢量控制型变频电动机,有四象限运行功能,适应连续工作、高温、频繁启动和制动要求,低速时转矩平滑,无爬行现象。(3)提高使用寿命技术辊子装置可分为主动辊与从动辊。拉矫辊采用热疲劳强度高的25CrMn4钢制造,提高了使用寿命。采用自动调以双排滚子轴承支承,辊子中心通水冷却,上下辊安装要求严格,保证平行和对中。(4)热压调节为了解决拉矫机长时间处于高温辐射下,其构件将发生高温蠕变。该设备使用了大量的水冷构件。上、下横梁、拉杆及辊子都采用内部通水冷却,传动系统也采取了防热措施。压下装置由一个可绕固定轴摆动的框架和一个固定在框架顶端的液压缸组成,压力分冷压和热压两种:冷压用于各流拉矫机传动辊压下缸送装引锭杆和用引锭杆拉坯,为液压室内机侧手动调节;热压用于拉矫机传动辊压下缸连续铸造拉坯,可机侧手动调节,也可在主控室内远程电动调节并监视,具有备用的调压回路。为了防止由于管路泄漏造成事故,设置旁路安全阀装置,保证生产顺利进行。(5)高温下不易润滑拉矫机处于高温、潮湿的恶劣环境下,干油在高温下会很快碳化,根本不能起润滑作用。因此本设备采用了具有国际先进水平的德国莱伯斯油气润滑技术用于轴承和链润滑。2拉坯阻力的计算拉矫机的设计主要是计算拉坯力,如图2所示。从弧形铸机的辊列中拉出铸坯所受到的阻力(包括帮助拉坯的下滑力),统称为拉坯阻力,拉坯阻力是设计铸机驱动系统的基本依据,包括结晶器内的阻力、二次支撑装置的阻力、铸坯矫直阻力、铸坯自重下滑力和其它阻力。2.1造安装精度、变形条件及振动方式的确定铸坯在结晶器内的阻力主要包含铸坯与结晶器内壁的粘结力和铸坯运动的摩擦阻力两部分,该阻力的大小与结晶器的内腔尺寸、制造安装精度、变形情况、润滑条件及振动方式有关,按式(1)计算。F1=9.8μγ(Bmax+D)h2002×10-3=11093N(1)式中,μ为结晶器铜壁和热坯之间的摩擦系数,μ=0.5;γ为钢水的密度,7.0g/cm3;Bmax=38cm;D为结晶器厚度,D=28cm;h0为结晶器液面至下口的垂直距离,h0=70cm。2.2铸坯冷缩阻力阻力F2包括:铸坯坯壳与二次支撑装置夹辊间及夹辊轴承中的摩擦阻力,铸坯“鼓肚”或冷却不均匀引起铸坯变形以及铸坯冷缩时产生的阻力等。该阻力可按经验数据选取。F2=KS×9.8=125126N(2)式中,K为系数,K=12kg/cm3;S为在二次冷却支承装置内的铸坯断面积,S=28cm×38cm。2.3为避免接近当铸坯通过矫直区时受到矫直力的计算方法如下。(1)矫直辊与铸坯间的滑动温度3g1在正常拉坯条件下,铸坯所受的矫直力对拉坯产生两方面的阻力,一是矫直力在矫直辊处引起的摩擦阻力,二是矫直力在铸坯运动方向所产生的矫直阻力。F31=∑i=1n(μ1+cos∂i)ZDKF31=∑i=1n(μ1+cos∂i)ΖDΚ(3)式中,n为矫直辊数;μ1为矫直辊与铸坯间的滚动摩擦系数,μ1=0.024～0.03;θi为i号矫直辊与铸机水平中心线的夹角;θ1=72.6264°,θ2=84.0856°,θ3=90°;ZDK为液压缸加在矫直辊上的压力,ZDK=490000N。将各值代入式(3)得F31max=211505N(2)确定滚动轴承中三种设置F32=∑i=1nμ1PiF32=∑i=1nμ1Ρi(4)式中,n为矫直辊数,n=3;μ1为矫直辊与铸坯间的滚动摩擦系数,μ1=0.024～0.03;Pi为i号矫直辊上的矫直反力,Pi=BD24Ls×σS=Ρi=BD24Ls×σS=270335N。将Ls=135cm,σs=500MPa,B=38cm,D=28cm各值代入式(4)得F32max=8110,N。F3=F31max+F32max=219615N2.4诸力对o点风力的平衡在二次冷却区内的铸坯因其自重而下滑,这有助于拉坯。根据诸力对o点力矩的平衡条件,铸坯自重产生的下滑力F4为F4=667R3−r3R+rBγ×9.8=94038NF4=667R3-r3R+rBγ×9.8=94038Ν(5)2.5阻力之和其他阻力主要包括切割阻力和有关的辊道阻力,计算时可按各种阻力之和的10%选取。综上所述,在正常拉坯条件下,从结晶器拉出至铸坯被切断为止,总的拉坯阻力F为F=F1+F2+F3-F4+F5=287944N3拉桥机机枪的功率确定3.1拉坯阻力公式N1=Fvp61200η=5.2Ν1=Fvp61200η=5.2kW(6)式中,F为拉坯阻力,N;υp为最大拉速,υp=1m/min;η为总效率,η=90%由于受力不同,速度不同,传动辊在拉坯时的功率和送引锭杆时的功率是不同的,应分别计算,最后取计算的最大值作为选择电动机的依据。3.2电机功率的计算N2=Pcvd61200η=7.7Ν2=Ρcvd61200η=7.7kW(7)式中,Pc为送引锭杆的阻力,包括传动辊的摩擦力、引锭杆自重产生的下滑力、引锭杆自重产生的摩擦力;Pc=106036N;υd为送引锭杆的最大速度,υd=4m/min;η为总功率,η=90%。以上计算均为正常拉坯和正常送引锭杆时所需的电机功率。如果考虑到事故状态,F事故(拉坯阻力)=3F,则N1′=3N1,3辊传动,则每辊电机功率为5.2kW;考虑到送引锭杆需要点动控制,则N2′=2N2,3辊传动,则每辊电机功率为5.1kW。由于现场还有许多未知因素,因此该拉矫机的电动机功率值取为6.6kW,电动机转100r/min/1000r/min/2000r/min;拉坯时,电动机转速在额定基础上往下调(恒转矩);送引锭杆时,电动机转数在额定基础上上调(恒功率)。4拉紧器直段的主要参数的确定现代大方坯连铸机大部分采用带液相进行矫直,为了保证铸坯质量,防止铸坯内裂,采用的主要方法是多点矫直技术。4.1初定基本半径的计算连铸机的基本半径主要与铸坯厚度有关,根据经验,一般合金钢大方坯取铸坯厚度的40～50倍作为基本半径。也可用下式计算初定基本半径。R=(12～14)a0.8S0.3υ0.3(10)式中,R为初定基本半径,计算结果可取为50的整倍数,mm;a为铸坯厚度,a=280mm;S为钢种系数,普碳钢S=1,高碳钢S=2,低合金钢S=3;υ为拉坯速度,υ=1000mm/min。4.2多点矫直或比实际矫直为使大方坯连铸机在拉矫过程中的矫直变形率降低到<0.1%甚至<0.05%,需采取多点矫直。εmax=D−2S2R−D×100%εmax=D-2S2R-D×100%(9)式中,S为坯壳厚度,0.115m(S取矫直区内的平均值)。计算结果εmax=0.211>0.1～0.2%,因此应进行多点矫直。4.3为0.1%的产品假设n=εmax/ε′×100%=2.11次(10)式中,ε′=0.1%按产品假设每次的变形率<0.1%是可以满足要求的。计算结果应分3次进行矫直,每次的变形率为0.065%左右。4.4矫直点内铸坯厚度2s-R=Rx−1(D−2S)−ε(2Rx−1−D)(D−S)(D−2S)−ε(2Rx−1−D)(11)R=Rx-1(D-2S)-ε(2Rx-1-D)(D-S)(D-2S)-ε(2Rx-1-D)(11)式中,ε为矫直点处坯壳的变形率,取0.065%;S为矫直区内凝固坯壳厚度,根据经验公式,取S=0.110～0.120m;D为铸坯厚度,D=0.28m。将上述值代入式(11),得R1=16.256m,取R1=16mR2=31.714m,取R2=31mR3=∞5温多尘施工(1)采用了国际先进的钳式结构,重量轻,使用、调整、维修方便;(2)拉矫机主传动减速机采用螺旋伞齿轮行星减速机,采用外壳和内部同时冷却新工艺,以适应高温多尘的工作环境;(3)三点矫直,铸坯经拉矫机后,不会产生表面裂纹和内部裂纹;(4)选用了德国莱伯斯油气润滑技术,减少设备的故障率,大幅度提高轴承的使用寿命;(5)主传动系统采用立式安装电机和防热措施,富有新意,得当合理,效果显著;(6)机架布置安装方便,检修容易,对弧准确。更换备品时,只须打出定位销轴和拆开