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本科生畢業(yè)設計外文翻譯
題 目：Current Continuous-Casting Machines: Potentials for
Technological and Equipment Development
學生姓名：
學 號：
專 業(yè)：
班 級：
指導教師：
連鑄機器設備的技術潛力和發(fā)展
A. N. Smirnov1, A. L. Podkorytov 2
頓涅茨克國立工業(yè)大學
58 Artema St., Donetzk 83001, Ukraine
2 OJSC “Yenakiyevskiy Iron & Steel Works”
9 Metallurgov Ave., Yenakievo, Donetsk region, 86400, Ukraine
方坯連鑄技術發(fā)展的趨勢。
關鍵詞: 鋼坯、連鑄機、弧形鋼爐
前言
烏克蘭擁有世界上最大的鋼坯供應市場，表現(xiàn)最為明顯的是它的動態(tài)競爭和規(guī)范質量。在這種背景下，激起人們分析方坯連鑄技術和設備發(fā)展趨勢的興趣。
在冶金工業(yè)中，通過連續(xù)鑄造裝置【圖1】制造的鋼坯形式主要有斷面為矩形和圓形兩類（較小側的最大尺寸不大于 180-200毫米）。除此之外，鋼坯還可以通過軋制機軋制成各種形狀的成品如：圓鋼、方鋼、工字鋼等。
結果分析與討論
目前，世界上每年連續(xù)鑄鋼的產(chǎn)量為35-38億噸，在過去的數(shù)十年中，烏克蘭鋼坯生產(chǎn)有兩個以上的獨聯(lián)體冶金工廠包括五個烏克蘭鋼鐵工廠。在獨聯(lián)體國家，開放式股份公司“Yenakiyevskiy鋼鐵工程“可以說是全球最大的連鑄鋼坯制造商。
在六十年代初期，鋼鐵行業(yè)形成了工業(yè)規(guī)模，在八十年代中期由于鋼坯生產(chǎn)率的提高使其迅速發(fā)展。目前，每年每條連鑄生產(chǎn)鏈可以確保生產(chǎn)200-250萬噸鋼坯，這就為組合轉換器和電弧爐創(chuàng)造了機會。
生產(chǎn)由鋼化爐、鋼包爐和連鑄機組成。例如，德國BSE配備90電弧煉鋼爐，2個鋼包爐和2個五流連鑄機生產(chǎn)幾乎超過2百萬噸每年。[2] 現(xiàn)代電弧熔煉爐的持續(xù)時間是40 -45分鐘[4].產(chǎn)品的質量保證非常重要，因此它們要接受多個階段的隨機檢查，最初的產(chǎn)品質量只表示結果，成品的隨機測試對煉鋼生產(chǎn)技術水平是非常重要的。
當眾多煉鋼方法公諸于世時，制造商為了生產(chǎn)出低成本的高質量鋼，不得不封鎖煉鋼技術，比如在鑄造高品質特殊鋼時最容易二次酸化和連接噴嘴與中間包的連接，調節(jié)噴嘴和模具墻之間的距離是最困難的。應用低噴嘴實現(xiàn)噴嘴的耐用性其壁厚為12-15毫米。
在連鑄技術日益發(fā)展的趨勢下，對煉鋼的技術環(huán)節(jié)和連鑄機的運作效率要求越來越高，有時要除去鋼水中的夾雜物來改良鋼的質量?，F(xiàn)今，在眾多因素和限制下鋼水從中間包到連鑄機的效率要達到50-100，限制因素主要是兩個技術因素：計量噴嘴的惡化和中間包的磨損。
圖1 連鑄機
圖2 封閉的煉鋼法的一般模式的
1 -收集渠道鋼包;2 -鞘管;3 -塞;4 -中間包;5 -計量噴嘴;6 -浸入式水口;7 -連續(xù)鑄造模具;8 -隔熱混合物;9 -塑料耐火材料覆蓋;10 -金屬水庫;11 混合物
第一個是通過以下方式解決了鋼制備工藝的優(yōu)化擁擠以及??計量裝置噴嘴的快速變化。此裝置的應用確保鑄造過程的穩(wěn)定性，由于固定鋼，也減少了在區(qū)域中間的二次變色。中間鋼包工作的磨損通常是在渣線區(qū)，這是在這部分鋼水流動到中間鋼包和保護渣混合。當塑料耐火層中間鋼包用保護渣持續(xù)幾十個小時時，這就要求：
（1）沖洗耐火材料層中間位置
（2）中間包的鋼水溫度變化緩慢
（3）向鋼包澆注保護渣
以上是確保特殊裝置的應用程序，圖3給出了開放式股份公司Yenakiyevskiy工程的 室 6股連鑄中間鋼包
現(xiàn)在模具都是高精度模具，它表面涂有鉻、鎳和其他金屬，同時還設置冷卻系統(tǒng)，該系統(tǒng)通常是軟化水冷卻，冷卻水在冷卻管里水速不少于7-8公里/秒。噴霧冷卻是模具管冷卻系統(tǒng)的進一步發(fā)展，它需要的水比軟化水冷卻少30%，同時將模具管的耐久性提高了1.5-2倍。在結晶的初始階段非均勻增長會影響鑄坯的表面質量，涉及鑄坯表面穩(wěn)定技術法國IRSID中心所建議將液面自由充滿，與眾不同的是這種技術應用連續(xù)特殊結構陶瓷鑄造模具，在陶瓷和銅部分之間有多孔環(huán)模具，同時吹入氬氣并確保鋼水均質化。
它能夠抑制動壓液態(tài)金屬在上層液體浴鼓動，連鑄結晶器通過施加高頻的電磁場（100kHz以上熔體上[7]，這要求電感器在連鑄結晶器的上部。出現(xiàn)裂紋是可能的，因為其粘附到模具壁上。最小的附著力可以達到摩擦力的大小，鑄坯表面和模具之間的裂紋出現(xiàn)在一定的頻率和幅度之間。在過去十年中，大多數(shù)新設計的連鑄機配備了液壓驅動的模具，其允許非正弦狩獵條件（圖5）提高鑄造速度，提高質量坯的表面和次表面層[8]。
如果內應力達到限制值時，垂直縱向分割可出現(xiàn)沿鋼坯角的裂紋。由于模具底部的內應力非均勻的劣化在模具中，過高溫度的鋼坯冷卻后伴有高濃度有害雜質（S，P，錫，鉛，銻），這是確定金屬過熱冷卻缺陷。因為這個原因需要冷卻強度輔助區(qū)域，冷卻強度輔助區(qū)域應使鋼坯表面溫度會慢慢下降，對鋼坯和熱流和對鑄坯表面熱去除就幾乎平等的，連鑄機通常專門安裝噴水冷卻噴射器（圖6）。
水-空氣冷卻最近已被使用，對于水和空氣有兩個獨立的噴霧器，射流行成分散的水滴，睡噴圖案是由空氣的壓力參數(shù)決定。
圖3： Intermediate ladle of continuous-casting machine: 1 – steel jacket; 2 – metering nozzle; 3 – metal reservoir;
4 – gunned layer; 5 – concrete
圖4：連續(xù)鑄造模具:1 -二次氧化保護器;2 -陶瓷插入;3 -多孔環(huán);4 -超聲換能器;5 -銅模具的一部分
圖5模具運動速度的變化對正弦和非正弦的狩獵條件
圖6噴淋水的照片(左)和陳設的噴霧器鋼坯表面
圖7電磁攪拌的疊加模式和旋轉(左)和線性場鋼坯(右)
“軟”減少的鑄造方法是過去10-15年普遍用來消除軸向多孔性的和液化鋼坯中的30-50％的液體相的存在的。輕壓液化的可能性降低在坯料的軸向區(qū)被限定伸長固液相邊界。由于固化前的區(qū)域導致形成內部缺陷，不同階段的應變不應超過最大值。 其中一個有效的方法是用電磁循環(huán)鋼水[12]。
總結
1，世界鋼坯市場發(fā)展中鋼坯質量嚴格化要求在宏觀和微觀層面。
2，大部分的鋼坯生產(chǎn)廠家喜歡直接生產(chǎn)的輕型鋼坯。
3，創(chuàng)建高質量規(guī)模的鋼坯生產(chǎn)條件。
4，進一步改善鋼坯的質量會因應用程序的實現(xiàn)方法不同而保護鋼鐵免受二次氧化。
在最近的10-15年由于技術的改進提高和機器自動化水平的提高，方坯連鑄在傳統(tǒng)的基礎上不斷的更新，有效的提高了機器操作的自動化水平。
參考文獻
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7
本科生畢業(yè)實習報告
姓 名：
學 號：
專 業(yè)：
班 級：
指導教師：
目錄
第一章 前言…………………………………………………………………………2
第二章 實習過程……………………………………………………………………2
2.1實習時間………………………………………………………………2
2.2實習地點………………………………………………………………2
2.3實習目的………………………………………………………………3
2.4煉鐵廠報告……………………………………………………………3
2.4.1轉爐簡介……………………………………………………………3
2.4.2轉爐煉鋼工藝流程…………………………………………………3
第三章 設計題目相關
3.1 連鑄機相關知識………………………………………………………4
3.1.1 連鑄概述……………………………………………………………4
3.1.2連鑄機的機型及特點………………………………………………5
3.1.3連鑄機的優(yōu)點………………………………………………………5
3.2切頭切尾收集運送裝置的相關知識…………………………………5
3.2.1切頭切尾收集運送裝置的傳動原理………………………………5
3.2.2收集運送裝置的整體布局…………………………………………6
第四章 設計思路…………………………………………………………………6
第五章 結束語………………………………………………………………………6
第一章 前言
畢業(yè)實習是我們機械設計制造及其自動化專業(yè)知識結構中不可缺少的組成部分，它同以前的金工實習、機械設計課程設計、機械制造工藝實習、生產(chǎn)實習等一樣，作為機械制造專業(yè)中一個不可或缺的組成部分，并作為一個獨立的項目列入專業(yè)教學計劃當中。其目的在于通過實習使我們進一步了解設備的形狀、功能、工作位置等更深一層的內容，加深感性認識；它的另一個目的是通過本次實習來獲得有關方面的資料，為以后的畢業(yè)設計做準備。
誠如前言，大學四年級的實習既是大學四年來的最后一次實習，又是為接下來的畢業(yè)設計做準備，它的重要性不言而喻。畢業(yè)實習是在我們學完所有專業(yè)課之后的一次實習，因此，畢業(yè)實習它不同于以往的任何一次實習，它有著明確的目的性和任務性。本次實習的目的在于讓同學們了解相關設備的具體形態(tài)，由于在實習前，我們的設計題目已經(jīng)下發(fā)到每個人手中，因此每個人所關注的重點有所不同，了解設備的發(fā)展情況以及一些技術資料等。
本次實習的地方是包鋼集團，同以前一樣仍是以參觀為主，但不同的是，這次實習比以前的任何一次都看的清楚，對相關設備了解的比較充分。下面，我就在本次實習中了解到的一些內容做一下介紹。
第二章 實習過程
2.1實習時間
2014年3月
2.2實習地點
包頭鋼鐵公司煉鋼廠
2.3實習目的
對煉鋼連鑄設備認知了解，增強主觀認識，為畢業(yè)設計做認知準備！
2.4煉鋼廠報告
2.4.1轉爐簡介
實習的地點是包鋼煉鐵廠的轉爐煉鋼，進了廠房后我們登上樓梯便看見了兩個大型轉爐，包鋼現(xiàn)有兩臺210噸轉爐，210轉爐煉鋼工程是國家“九五”重點建設項目，是包鋼薄板坯連鑄連軋項目的配套工程，它承擔著為包鋼新建薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線提供優(yōu)質鋼水的任務。據(jù)介紹，該工程所采用的轉爐設備是1994年首鋼為建設山東齊魯鋼鐵公司而引進的美國設備，因山東項目取消而轉讓于包鋼。
包鋼轉爐是一套高科技轉爐設備，其中包鋼轉爐干法除塵工程具有明顯的節(jié)能環(huán)保效果，使包鋼的循環(huán)經(jīng)濟建設又邁出了新的步伐。包鋼薄板廠建成投產(chǎn)時，煉鋼工藝除塵方式采用濕法除塵，隨著國際鋼鐵業(yè)，企業(yè)環(huán)保意識的增強，濕法除塵能耗大、環(huán)保效果不理想等弱點逐步暴露出來，并逐步被成熟的干法除塵技術所取代。同時，西門子SIMATIC 400在包鋼轉爐自控系統(tǒng)中應用，包鋼220噸轉爐自動化控制系統(tǒng)包括氧槍、爐本體、散料鐵合金、汽化冷卻、煙氣回收(OG)、地下料倉、煤氣加壓站和副槍共八個子系統(tǒng)。每個子系統(tǒng)用一個西門子SIMATIC 400站進行控制，這八個站通過西門子通訊模塊CP443掛在一個工業(yè)以太網(wǎng)——SIMATIC H1網(wǎng)上。二級管理系統(tǒng)包括一套服務器和一套工業(yè)微機，完成對轉爐系統(tǒng)的管理任務，及時下達煉鋼的計劃和命令。
2.4.2轉爐煉鋼工藝流程
轉爐冶煉的目的是將生鐵里的碳及其它雜質（如：硅、錳）等氧化，產(chǎn)出比鐵的物理、化學性能與力學性能更好的鋼。
轉爐煉鋼是在轉爐里進行。轉爐的外形就像個梨，內壁有耐火磚，爐側有許多小孔（風口），壓縮空氣從這些小孔里吹爐內，又叫做側吹轉爐。開始時，轉爐處于水平，向內注入1300攝氏度的液態(tài)生鐵，并加入一定量的生石灰，然后鼓入空氣并轉動轉爐使它直立起來。這時液態(tài)生鐵表面劇烈的反應，使鐵、硅、錳氧化 (FeO,SiO2 , MnO,) 生成爐渣，利用熔化的鋼鐵和爐渣的對流作用，使反應遍及整個爐內。幾分鐘后，當鋼液中只剩下少量的硅與錳時，碳開始氧化，生成一氧化碳（放熱）使鋼液劇烈沸騰。爐口由于溢出的一氧化炭的燃燒而出現(xiàn)巨大的火焰。最后，磷也發(fā)生氧化并進一步生成磷酸亞鐵。磷酸亞鐵再跟生石灰反應生成穩(wěn)定的磷酸鈣和硫化鈣，一起成為爐渣。當磷與硫逐漸減少，火焰退落，爐口出現(xiàn)四氧化三鐵的褐色蒸汽時，表明鋼已煉成。這時應立即停止鼓風，并把轉爐轉到水平位置，把鋼水傾至鋼水包里，再加脫氧劑進行脫氧。整個過程只需15分鐘左右。如果氧氣是從爐底吹入，那就是底吹轉爐；氧氣從頂部吹入，就是頂吹轉爐。
轉爐煉鋼主要工藝設備有：轉爐、AOD精煉爐、VOD精煉爐、LF精煉爐、氧槍、 轉爐傾爐系統(tǒng)。
這就是轉爐煉鋼的流程，待在廠房里現(xiàn)場看這樣的一個過程很讓我們激動，因為我們看到了鋼鐵是怎樣煉成的。
第三章 對于設計題目的想法
3.1連鑄機切頭切尾收集運送裝置的相關知識
3.1.1 連鑄概述
鋼水直接鑄成接近最終產(chǎn)品尺寸的鋼坯。這一想法經(jīng)過一百多年的努力探索，終于使該技術在本世紀70年代開始大規(guī)模用于生產(chǎn)實際，并逐步形成了今天的連鑄技術。
連鑄生產(chǎn)工藝流程示意圖如下：
長水口
3.1.2連鑄機的機型及特點
（1）按結晶器是否移動可以分為兩類：一類是固定式結晶器的各種連鑄機,如立式連鑄機、立彎式連鑄機、弧形連鑄機、橢圓形連鑄機、水平式連鑄機等；另一類是同步運動式結晶器的各種連鑄機。這種機型的結晶器與鑄坯同步移動，鑄坯與結晶器壁間無相對運動，適合于生產(chǎn)接近成品鋼材尺寸的小斷面或薄斷面的鑄坯,如雙輥式連鑄機、雙帶式連鑄機、單輥式連鑄機、單帶式連鑄機，輪帶式連鑄機等。
（2）按鑄坯斷面形狀分為: 方坯連鑄機、圓坯連鑄機、板坯連鑄機、異型連鑄機、方/板坯兼用型連鑄機等。
（3）按鋼水的靜壓頭可分為: 高頭型、低頭型和超低頭型連鑄機等。
連鑄機機型示意圖
1—立式連鑄機；2—立彎式連鑄機；3—直結晶器多點彎曲連鑄機 4—直結晶器弧形連鑄機；5—弧形連鑄機； 6—多半徑弧形(橢圓形)連鑄機；7—水平式連鑄機
3.1.3連鑄機的優(yōu)點
⑴簡化了工序，縮短了流程省去了脫模、整模、鋼錠均熱、初軋開坯等工序。由此可節(jié)省基建投資費用約40%,減少占地面積約30%,勞動力節(jié)省約70%。
⑵提高了金屬收得率，采用模鑄工藝,從鋼水到鋼坯,金屬收得率為84%-88%,而連鑄工藝則為95%-96%,金屬收得率提高10%-14%。
⑶降低了能源消耗，采用連鑄工藝比傳統(tǒng)工藝可節(jié)能1/4-1/2。
⑷生產(chǎn)過程機械化、自動化程度高，設備和操作水平的提高，采用全過程的計算機管理，不僅從根本上改善了勞動環(huán)境，還大大提高了勞動生產(chǎn)率。
⑸提高質量，擴大品種，幾乎所有的鋼種均可以采用連鑄工藝生產(chǎn)，如超純凈度鋼、硅鋼、合金鋼、工具鋼等約500多個鋼種都可以用連鑄工藝生產(chǎn)，而且質量很好。
3.2切頭切尾收集運送裝置的相關知識
3.2.1切頭切尾收集運送裝置的傳動原理
首先由驅動電機的內部減速器將驅動電機的轉矩降低輸出給卷筒，同時對卷筒輸出轉矩，使得纏繞在卷筒上的鋼絲繩一端進行纏繞運動，另一端進行松解運動，這樣鋼絲繩在定滑輪的導引下產(chǎn)生的拉力使小車在軌道上做往返直線運動，達到運送目的。
3.2.2收集運送裝置的整體布局
根據(jù)設計參數(shù)與實際操作的要求，設計出系統(tǒng)的整體布局圖（見裝配圖）現(xiàn)在對整個設計布局做以下幾點說明：
（1） 鋼軌的長度不需要太長（鋼軌長度≥小車行程＋兩節(jié)車架的長度），導軌的首位末端應安裝止動擋塊，防止小車沖出軌道造成事故。
（2） 收集運送小車采用箱式可分離車廂，所以設計車廂時應該設計出可以另裝的部位；車廂設計為上寬下窄式的，這樣可以減小廢料對底板的沖擊，提高小車的使用壽命.
（3） 鋼絲繩最好選用安全系數(shù)高的類型，防止在運行過程中斷裂造成事故；張緊裝置應固定好，防止多次運動后出現(xiàn)松動，導致運送效率降低；卷筒要具備足夠的強度。
（4） 因為裝置的運動頻率較低，所以電動機的預熱時間較長，并且小車的運載量有可能超出容量，故在選取電動機時應選比實際所需功率大的電機；減速器應選取效率高的的類型，傳動比也應盡可能的靠近實際值。
第四章 設計思路
連鑄機切頭切尾收集運送裝置的作用是把連鑄機鑄坯切割成定尺規(guī)格后產(chǎn)生的廢料進行收集運送，連鑄機切頭切尾收集運送裝置同時也是連鑄車間的重要組成部分。
為了設計合理，使整個設計系統(tǒng)運行簡單、維護裝配方便。設計步驟是首先介紹連鑄技術的發(fā)展及其工藝流程，通過了解進一步對收集運送裝置進行方案設計。然后進行方案的選擇確定，對各種性能參數(shù)的選擇計算，最后對裝置合理的安裝及維護進行系統(tǒng)分析說明。
第五章 結束語
該次實習,真正到達機械制造業(yè)的前線,了解了我國目前制造業(yè)的發(fā)展狀況也粗步了解了機械制造也的發(fā)展趨勢.在新的世紀里,科學技術必將以更快的速度發(fā)展，更快更緊密得融合到各個領域中,而這一切都將拓寬機械制造業(yè)的發(fā)展方向. 它的發(fā)展 趨勢可以歸結為“四個化”：柔性化、靈捷化、智能化、信息化.即使工藝裝備與工藝路線能適用于生產(chǎn)各種產(chǎn)品的需要，能適用于迅速更換工藝、更換產(chǎn)品的需要,使其與環(huán)境協(xié)調的柔性,使生產(chǎn)推向市場的時間最短且使得企業(yè)生產(chǎn)制造靈活多變的靈捷化,還有使制造過程物耗,人耗大大降低,高自動化生產(chǎn),追求人的智能于機器只能高度結合的智能化以及主要使信息借助于物質和能量的力量生產(chǎn)出價值的信息化. 當然機械制造業(yè)的四個發(fā)展趨勢不是單獨的，它們是有機的結合在一起的，是相互依賴，相互促進的。同時由于科學技術的不斷進步，也將會使它出現(xiàn)新的發(fā)展方向。前面我們看到的是機械制造行業(yè)其自身線上的發(fā)展。然而，作為社會發(fā)展的一個部分，它也將和其它的行業(yè)更廣泛的結合。2１世紀機械制造業(yè)的重要性表現(xiàn)在它的全球化、網(wǎng)絡化、虛擬化、智能化以及環(huán)保協(xié)調的綠色制造等。它將使人類不僅要擺脫繁重的體力勞動，而且要從繁瑣的計算、分析等腦力勞動中解放出來，以便有更多的精力從事高層次的創(chuàng)造性勞動，智能化促進柔性化，它使生產(chǎn)系統(tǒng)具有更完善的判斷與適應能力。當然這一切還需要我們大家進一步的努力。
此次參觀實習，在老師和工廠技術人員的指導下了解了很多，也學到了很多。盡管是認識實習，但是我們還是從中學到了不少的東西，感受頗多。冶金設備工程，是一個比較艱苦的專業(yè)，比起其他的來說，肯定是要累的，而且還存在一定的危險性。給我的感覺不像大家說的那么累，總體來說比較的干凈，像在煉鋼廠，要比我們看的錄像上干凈多了。在高爐旁的控制室，里面全部是計算機，看來應該是全自動化控制了?，F(xiàn)在科技這么發(fā)達，安全問題，環(huán)境問題等等一系列的都會解決，因此冶金行業(yè)存在著很大的機遇和挑戰(zhàn)。作為一名大學生，應該多得到這方面的鍛煉和學習研究，為機械的自動化，環(huán)保做出自己的貢獻！
還有一個心得，就是一個人知道的畢竟少，特別是剛剛接觸專業(yè)知識的我們，要多向老師和專業(yè)技術人員學習請教，還可以在以后多向同學、同事學習。另外多看些專業(yè)的書籍，多關注一下電視，網(wǎng)絡上的資源，多學多問。在此，特別感謝為我們帶隊的老師！
7
目 錄
連鑄機切頭切尾收集運送裝置設計摘要……………………………………………............I
Abstract ……………………………………………………………………………………….II
第一章 緒論…………………………………………………………………………………..1
1.1連鑄技術的發(fā)展概況………………………………………………………...........1
1.2 我國連鑄技術發(fā)展概況 3
1.3連鑄機的機型及其特點 5
1.4連鑄的優(yōu)越性 8
1.5連鑄機的工藝流程與設備 9
1.6中間罐 11
1.7結晶器 13
1.8二次冷卻系統(tǒng) 15
1.9拉坯矯直裝置 16
1.10鑄坯切割裝置 19
1.11輥道及后步工序其他設備 19
1.12連鑄操作工藝 20
1.13澆注操作 21
第二章 傳動方案的確定 24
2.1 設計的已知條件 24
2.2 傳動方案的比較 24
2.3 方案的確定 25
第三章 運行機構的傳動原理與傳動設計計算 27
3.1收集運送裝置系統(tǒng)的傳動原理 27
3.2收集運送裝置的整體布局 27
3.3運行阻力的計算 28
3.4驅動電機的選擇 30
3.5鋼絲繩的選擇與校核 31
3.6卷筒的選擇與校核 31
3.7 小軸的選用與校核 33
3.8鍵的選用與校核 34
3.9聯(lián)軸器的選用與校核 34
3.10軸承的選用與校核 34
3.11主令控制器的選用 34
3.12底座 35
3.13張緊裝置的設計 35
第四章 收集運輸小車零部件的選擇與計算 36
4.1收集運輸小車零部件的選用與校核 39
4.1.1收集箱的設計計算 39
4.1.1.1角鋼的選擇 40
4.1.1.2鋼板的選擇 41
4.1.1.3車架零部件的選擇與校核 44
4.2軌道的選擇 49
第五章 設備的安裝操作及維護 50
5.1設備的安裝 50
5.1.1鋼軌的鋪設 50
5.1.2收集運輸小車的安裝 50
5.1.3卷揚機的安裝 50
5.1.4張緊裝置和鋼絲繩的安裝 50
5.2設備的操作 51
5.3設備的維護 51
5.3.1電動機的維護 51
5.3.1.1常見故障分析 51
5.3.2鋼絲繩的維護 55
5.3.3小車的維護 55
主要參考文獻 56
結束語 57
59
連鑄機切頭切尾收集運送裝置的設計
摘要
連鑄機切頭切尾收集運送裝置的作用是把連鑄機鑄坯切割成定尺規(guī)格后產(chǎn)生的廢料進行收集并運送，它也是連鑄車間的重要組成部分。其系統(tǒng)的傳動原理是由驅動電機傳遞出轉矩給內部減速器，由減速器降低輸出給卷筒，同時卷筒輸出轉矩，使纏繞在卷筒上的鋼絲繩一端進行纏繞運動，另一端進行松解運動，這樣鋼絲繩在滑輪的導引下產(chǎn)生拉力拉動小車在軌道上往返直線運動，從而達到運送目的。
為了設計合理，使整個設計系統(tǒng)運行簡單、維護裝配方便,設計步驟如下:
1.介紹連鑄技術的發(fā)展及其工藝流程，通過了解進一步對收集運送裝置進行方案設計。
2.進行方案的選擇確定,包括設計的已知條件、方案的比較和方案的確定。
3.對各運行機構的運動原理設計和力能參數(shù)的分析計算。包括收集運送裝置系統(tǒng)的傳動原理、整體布局以及運行阻力和鋼絲繩、卷筒、軸、聯(lián)軸器等部件的選擇校核。
4.對收集運輸小車零部件的選擇與計算，包括收集箱和軌道的選擇。
5.對裝置合理的安裝及維護進行系統(tǒng)分析說明，其中包括鋼軌、收集運輸小車、卷揚機和張緊裝置的安裝、操作和維護。
此次所設計的連鑄機切頭切尾收集運送裝置是參照中冶東方工程技術有限公司提供的圖紙設計。設計中需要對圖紙消化、吸收并適當改進，同時進行運行機構的傳動原理與傳動設計計算。
關鍵詞：切頭切尾收集運送裝置、傳動卷揚機、連鑄工藝、收集箱。
Continuous casting machine to cutting head and the end of collecting or transporting device design
Abstract
Continuous casting machine cutting head cutting tail collection device into the role is to put the caster length specifications to produce waste collection and transport, it is also an important part of continuous casting workshop.Its transmission principle of the system is send by drive motor torque to internal gear reducer, the reducer to reduce output to drum, drum at the same time the output torque, to make the winding wire rope on the drum end winding movement, on the other side to release the movement, this wire rope on the pulley pull pull the car on the track under the guidance of linear motion back and forth, so as to achieve purpose.
In order to design reasonable, make whole design system simple operation, convenient maintenance assembly, design steps are as follows:
1. Introduce the development of continuous casting technology and technological process, through further to design the collection device.
2. The scheme choice, including design of the known conditions, scheme comparison and determination of the scheme.
3. The movement principle of the design of the running mechanism and force analysis and calculation parameters.Collecting device, transmission principle, the overall layout of the system and running resistance, drum and wire rope, choice of shaft, shaft coupling and other parts of the check.
4. To collect transport car parts selection and calculation, including the selection of boxes and orbit.
5. Installation and maintenance of equipment reasonable system analysis, including rail, collection transportation trolley, hoist and tensioning device installation, operation and maintenance.
The continuous casting machine designed by cutting head cutting tail collecting device is provided reference, China metallurgical engineering technology co., LTD. East drawing design.Need to drawings in the design of digestion, absorption and appropriate improvement, simultaneously running mechanism of the transmission principle and design calculation.
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Keywords: cutting head cutting tail collecting device, a drive hoist, continuous casting technology, and boxes.
第一章 緒論
1連鑄技術發(fā)展的概況
連續(xù)鑄鋼簡稱連鑄,早在19世紀中期美國人塞勒斯(1840年)、賴尼(1843年)和英國人貝塞麥(1846年)就曾提出過連續(xù)澆注液體金屬的初步設想，并用于低熔點有色金屬的澆鑄；但類似現(xiàn)代連鑄設備的建議是由美國人亞瑟(1886年)相德國人戴倫(1887年)提出來的。在他們的建議中包括有水冷的上下敞口的結晶器、二次冷卻段、引錠桿、夾輥和鑄坯切割裝置等設備，當時是用于銅和鋁等有色金屬的澆鑄。
此后又經(jīng)過許多先驅者不懈地研究試驗，于1933年德國人容漢斯建成一臺結晶器可以振動的立式連鑄機。并用其澆鑄黃銅獲得成功，后又用于鋁合金的工業(yè)生產(chǎn)。結晶器振動的實現(xiàn)，不僅可以提高燒注速度，而且使鋼液的連鑄生產(chǎn)成為可能，因此容漢斯成為現(xiàn)代連鑄技術的奠基人。
在工業(yè)規(guī)模上實現(xiàn)鋼的連續(xù)澆鑄困難很多，與有色金屬相比，鋼的熔點高、導熱系數(shù)小、熱容大、凝固速度慢等。要解決的這些難題，都集中在結晶器技術的試驗研究上。容漢斯的結晶器振動方式是結晶器下降時與拉坯速度同步，鑄坯與結晶器壁間無相對運動；而英國人哈里德則提出了“負滑脫”概念。在哈里德的負滑脫振動方式中，結晶器下振速度比拉坯速度快，鑄坯與結晶器壁間產(chǎn)生了相對運動，真正有效地防止了鑄坯與結晶器壁的粘連，鋼連續(xù)澆鑄的關鍵性技術得到突破。因而在20世紀50年代連續(xù)鑄鋼步入了工業(yè)生產(chǎn)階段。
世界上第1臺工業(yè)性生產(chǎn)連鑄機于1951年在前蘇聯(lián)“紅十月”冶金廠建成，是臺立式雙流板坯半連續(xù)鑄鋼設備，用于澆鑄不銹鋼，其斷面為180mm×800mm。1952年第1臺立彎式連鑄機在英國巴路廠投產(chǎn)。主要用于澆鑄碳素鋼和低臺金鋼，是50mm×50mm～100mm×100mm的小方坯。同年在奧地利卡芬堡鋼廠建成1臺雙流連鑄機，它是多鋼種、多斷面、特殊鋼連鑄機的典型代表。1954年在加拿大阿特拉斯鋼廠投產(chǎn)第1臺方坯和板坯兼用連鑄饑，可以雙流澆鑄150mm×150mm的方坯，也可以單流澆鑄168mm×620mm的板坯，主要生產(chǎn)不銹鋼。
進入20世紀60年代，弧形連鑄機的問世，使連鑄技術出現(xiàn)了一次飛躍。世界第一臺弧形連鑄機于1964年4月在奧地利百錄廠誕生。同年6月由我國自行設計制造的第1臺方坯和板坯兼用弧形連鑄機在重鋼三廠投入生產(chǎn)。此后不久，在前聯(lián)邦德國又上馬了1臺寬板弧形連鑄機，并開發(fā)應用了浸入式水口和保護渣技術。同年英國謝爾頓廠率先實現(xiàn)全連鑄生產(chǎn)，共有4臺連鑄機11流，主要生產(chǎn)低合金鋼和低碳鋼，澆注斷面為140mm×140mm和432mm×632mm的鑄坯。也開發(fā)應用了浸入式水口和保護渣技術。1967年由美鋼聯(lián)工程咨詢公司設計并在格里廠投產(chǎn)1臺采用直結晶器、帶液心彎曲的弧形連鑄機。同一年在胡金根廠相繼投產(chǎn)了2臺超低頭板坯連鑄機，澆注斷面為(150～250)mm×(1800～2500)mm的鑄坯，該鑄機至今仍在運行。
由于氧氣頂吹轉爐煉鋼法的普及，更需要與連續(xù)鑄鋼相匹配，以適應快節(jié)奏生產(chǎn)；因而又一批弧形連鑄機建成投入生產(chǎn)。到20世紀60年代末，世界連鑄機總數(shù)己遺200多臺，設備能力近5000萬t。20世紀70年代，世界范圍的兩次能源危機促進了連鑄技術的大發(fā)展，提高了連鑄機的生產(chǎn)能力，從而改善了鑄坯的質量，擴大了品種。到1980年，連鑄坯的產(chǎn)量已經(jīng)逾2億t，相當于1970年的8倍。進入20世紀80年代以后，連鑄技術日趨成熟，如出現(xiàn)了盛鋼桶精煉、電磁攪拌、小方坯多級結晶器、鋼液鈣處理、結晶器液面檢測和漏鋼預報、粒狀保護渣的使用和自動加入、中間罐冶金、結晶器在線調寬等一系列技術；連鑄坯的熱送和直接軋制及其相伴隨無缺陷鑄坯生產(chǎn)技術；近終型薄板薄帶連鑄機的開發(fā)；異型坯連鑄機建成投產(chǎn)等，都說明這鑄技術的飛速發(fā)展和深入普及。
自20世紀50年代連續(xù)鑄綱開始步入工業(yè)生產(chǎn)到60年代末，世界鋼產(chǎn)量的連鑄比僅為5.6％；70年代末上升為25.8％，10年中連鑄比每年平均增長2個百分點；80年代連鑄比每年平均增長3.65個百分點；到1997年連鑄比為80.5％。其增長情況如圖1所示。工業(yè)發(fā)達國家的連鑄比已超過90％，日本的連鑄比增長速度尤為突出。1996年一些發(fā)達國家連鑄比的統(tǒng)計：日本為96.4％；歐共體(12國)為94.3％，德國為95.8％，法國為94.6％，美國的連鑄比是93.2％。目前連鑄技術的開發(fā)與應用己成為衡量一個國家鋼鐵工業(yè)發(fā)展水平的標志。
2我國連續(xù)鑄技術發(fā)展概況
我國是連續(xù)鑄鋼技術發(fā)展較早的國家之一，早在20世紀50年代就已開始研究和工業(yè)試驗工作。1957年當時上海鋼鐵公司中心試驗室的吳大柯先生主持設計并建成第1臺立式工業(yè)試驗連鑄機，澆鑄75mm×180mm的小斷面鑄坯。由徐寶升教授主持設計的第l臺雙流立式連鑄機于1958年在重鋼三廠建成投產(chǎn)。接著由黑色冶金設計院設計的1臺單流立式小方坯連鑄機于1960年在唐山鋼廠建成投產(chǎn)。后仍然是由徐寶升教授主持設計的第l臺方坯和板坯兼用弧形連鑄機于1964年6月24日在重鋼三廠誕生投產(chǎn)，其圓弧半徑為6m，澆鑄板坯的最大寬度為1700mm，這是世界上最早的生產(chǎn)用弧形連鑄機之一；鑒于這一成就，1994年徐寶升教授在《世界連鑄發(fā)展史》一書中被列為對世界連鑄技術發(fā)展做出突出貢獻的13位先驅者之一。此后，由上海鋼研所吳大柯先生主持設計的l臺4流弧形連鑄機于l965年在上鋼三廠問世投產(chǎn)；該連鑄機的圓弧半徑為4.56m，澆鑄斷面為270mm×145mm。這也是世界最早一批弧形這鑄機之一，以后一批連鑄機相繼問世投產(chǎn)。70年代我國成功地應用了浸入式水口和保護渣技術。到1978年我國自行設計制造的連鑄機近20臺，實際生產(chǎn)量約112萬t，連鑄比僅3.4％。當時世界連鑄機總數(shù)為400臺左右，連鑄比在20.8％。
改革開放以來，為了學習國外先進的技術和經(jīng)驗，加速我國這鑄技術的發(fā)展，從70年代末一些企業(yè)引進了一批連鑄技術和設備。例如1978年和1979年武鋼二煉鋼廠從前聯(lián)邦德國引進單流板坯弧形連鑄機3臺；在消化國外技術基礎上，圍繞設備、操作、品種開發(fā)、管理等方面進行了大量的開發(fā)與完善工作，于l985年實現(xiàn)了全連鑄生產(chǎn)，產(chǎn)量突破了設計能力。首鋼二煉鋼廠在l987年和1988年相繼從瑞士康卡斯特引進投產(chǎn)了2臺8流弧形小方坯連鑄機，1993年產(chǎn)量已超過設計能力；并在消化引進技術的基礎上，自行設計制造又投產(chǎn)了7臺8流弧形小方坯連鑄機，成為國內擁有連鑄機機數(shù)和流數(shù)最多的生產(chǎn)廠家。l988年和l989年上鋼三廠和太鋼分別從奧地利引進澆鑄不銹鋼的板坯連鑄機。1989年和1990年寶鋼和鞍鋼分別從日本引進了雙流大型板坯連鑄機。1996年10月武鋼三煉鋼廠投產(chǎn)1臺從西班牙引進的高度現(xiàn)代化雙流板坯連鑄機。這些連鑄技術設備的引進都促進了我國連鑄技術的發(fā)展。
據(jù)統(tǒng)計，到1995年底我國運轉和在建的連鑄機已有300多臺，其中自行設計制造的占80％，由國外引進的只有70臺左右。目前我國在異型坯、大圓坯和大方還連鑄機的設計制造方面仍有些困難；不過，我國在高效連鑄技術小方坯領域已躋身世界先進行列。2004年，我國連續(xù)鑄鋼發(fā)展勢頭強勁，全國連鑄比約達96.03%，比2003年提高0.63個百分點。其中中國鋼協(xié)70家會員企業(yè)共產(chǎn)連鑄坯2.25億t，比2003年增長25.73%，連鑄比97.00%，比2003年提高1.69個百分點;147個非會員企業(yè)共產(chǎn)連鑄坯4000萬t，比2003年增長25.61%，連鑄比99.01%，比2003年提高0.25個百分點;全行業(yè)連鑄比為97.34%，比2003年提高1.21個百分點。從國外引進的近終形薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線，已在珠江、邯鄲、包頭等地起動實施，于1998年建成投產(chǎn)。馬鋼H型鋼連鑄機和H型鋼軋鋼機工程現(xiàn)在已經(jīng)投產(chǎn)。采用國產(chǎn)技術的第1臺高效板坯連鑄機也已在攀鋼投產(chǎn)。
我國冶金業(yè)堅持不懈地推進以全連鑄為方向，以連鑄為中心的煉鋼生產(chǎn)組合優(yōu)化，淘汰落后工藝設備，開發(fā)高附加值品種，提高質量，加大節(jié)能降耗力度和環(huán)保技術改造，提高煉鋼與軋鋼熱銜接協(xié)調匹配。我國連鑄技術的各項指標，一定會全面地進入世界前列。圖2為我國自1972年以來連鑄比增長情況。
圖0-2 1972年以來我國連鑄坯產(chǎn)量和連鑄比的增長
1-鋼總產(chǎn)量；2-連鑄比；3-連鑄坯產(chǎn)量
3連鑄機的機型及其特點
連鑄機的分類方式很多。按結晶器是否移動可以分為兩類：
1）固定式結晶器：包括固定振動結晶器的各種連鑄機，如立式連鑄機、立彎式連鑄機、弧形連鑄機、橢圓形連鑄機、水平式連鑄機等。這些機型已成為現(xiàn)代化連鑄機的基本機型，如圖3所示。
2）同步運動式結晶器的各種連鑄機，如圖4所示。這種機型的結晶器與鑄坯同步移動，鑄坯與結晶器壁間無相對運動，因而也沒有相對摩擦，能夠達到較高的澆注速度，適合于生產(chǎn)接近成品鋼材尺寸的小斷面或薄斷面的鑄坯。如雙輥式連鑄機、雙帶式連鑄機、單輥式連鑄機、單帶式連鑄機，輪帶式連鑄機等。這些也是正在開發(fā)中的連鑄機機型。
圖0-3連鑄機機型示意圖
1-立式連鑄機；2-立彎式連鑄機；3-直結晶器多點彎曲連鑄機；4-直結晶器弧形連鑄機；5-弧形連鑄機；6-多半徑弧形（橢圓形）連鑄機；7-水平連鑄機
圖0-4同步運動結晶器連鑄機機型示意圖
1-雙輥式連鑄機；2-單輥式連鑄機；3-雙帶式連鑄機；
3-單帶式連鑄機；5-輪帶式連鑄機
另外，還可以按鑄坯斷面形狀分為方坯連鑄機、圓坯連鑄機、板坯連鑄機、異形坯連鑄機、方/板坯兼用型連鑄機等。
按鋼水的靜壓頭可分為高頭型、低頭型和超低頭型連鑄機等。
3.1立式連鑄機
立式連鑄機是20世紀50年代至60年代初的主要機型。立式連鑄機，從中間罐到切割裝置等主要設備均布置在垂直中心線上，整個機身矗立在車間地平面以上。采用立式連鑄機澆鑄時，由于鋼液在垂直結晶器和二次冷卻段冷卻凝固，鋼液中非金屬夾雜物易于上浮，鑄坯四面冷卻均勻，鑄坯在運行過程中不受彎曲矯直應力作用，產(chǎn)生裂紋的可能性小。鑄坯質量好，適于優(yōu)質鋼、合金鋼和對裂紋敏感鋼種的澆鑄。但這種連鑄機設備高、投資費用大，且設備的維護與鑄坯的運輸較為麻煩。例如澆鑄厚度為200mm的鑄坯，連鑄機高度需25～35m。由于連鑄機高度增高，鋼水靜壓力加大，鑄坯的鼓肚變形較為突出，因而立式連鑄機只適于澆鑄小斷面鑄坯。
3.2立彎式連鑄機
立彎式連鑄機是連鑄技術發(fā)展過程的過渡機型，如圖0-3中2所示。立彎式連镕機是在立式連鑄機基礎上發(fā)展起來的，其上部與立式連鑄機完全相同，不同的是待鑄坯全部凝固后，用頂彎裝置將鑄坯頂彎90°，在水平方向切割出坯，它主要適用于小斷面鑄坯的澆鑄。
3.3弧形連鑄機
弧形連鑄機是世界各國應用最多的一種機型?；⌒芜B鑄機的結晶器、二次冷卻段夾輥、拉坯矯直機等設備均布置在同一半徑的1/4圓周弧線上；鑄坯在1/4圓周弧線內完全凝固，經(jīng)水平切線處被一點矯直，而后切成定尺，從水平方向出坯。其結構示意圖見圖0-5a?；⌒芜B鑄機的機身高度基本上等于鑄機的圓弧半徑。所以弧形連鑄機的高度比立彎式連鑄機又降低了許多，僅為立式連鑄機的1/3，因而基建投資費減少了。鑄坯凝固過程中承受鋼水靜壓力小，有利于提高鑄坯質量；鑄坯經(jīng)彎曲矯直，易產(chǎn)生裂紋；此外，鑄坯的內弧側存在著夾雜物聚集。夾雜物分布不均勻，也影響鑄坯質量。為減輕鑄坯矯直時的變形應力，在弧形連鑄機上采用多點矯直，如圖05b所示。
圖0-5 弧形連鑄機機型示意圖
a-全弧形連鑄機；b-多點矯直的弧形連鑄機
為了改善鑄坯的質量，在弧形連鑄機上采用直結晶器，在結晶器下口設2～3m垂直線段，帶液心的鑄坯經(jīng)多點彎曲，或逐漸彎曲進入弧形段，然后再多點矯直。垂直段可使液相穴內夾雜物充分上浮，因而鑄坯夾雜物的不均勻分布有所改善，偏析減輕。
3.4橢圓形連鑄機
橢圓形連鑄機的結晶器、二次冷卻段夾輥、拉坯矯直機均布置在1/4橢圓圓弧線上，橢圓形圓弧是由多個半徑的圓弧線所組成，其基本持點與全弧形連鑄機相同。橢圓形連鑄機又進一步降低了連鑄機和廠房的高度。橢圓形連鑄機又分為低頭和超低頭連鑄機。低頭或超低頭連鑄機的機型是根據(jù)連鑄機高度(H)與鑄坯厚度(D)之比確定的。連鑄機高度是指從結晶器液面到出坯輥道表面的垂直高度。H/D＝25～40時、稱為低頭連鑄機；H/D＜25時，則稱為超低頭連鑄機。超低頭連鑄機最早是由曼內斯曼和康卡斯特連鑄集團開發(fā)的。
3.5水平連鑄機
水平連鑄機的結晶器、二次冷卻區(qū)、拉矯機、切割裝置等設備安裝在水平位置上，如圖0-3中7。水平連鑄機的中間罐與結晶器是緊密相連的。中間罐水口與結晶器相連處裝有分離環(huán)。拉坯時，結晶器不振動，而是通過拉坯機帶動鑄坯做拉-反推-停不同組合的周期性運動來實現(xiàn)的。
水平連鑄機是高度最低的連鑄機。其設備簡單、投資省、維護方便。水平連鑄機結晶器內鋼液靜壓力最小，避免了鑄坯的鼓肚變形，中間罐與結晶器之間是密封連接，有效地防止了鋼液流動過程的二次氧化；鑄坯的清潔度高，夾雜物含量少，一般僅為弧形鑄坯的l/8～1/16。另外，鑄坯無需矯直，也就不存在由于彎曲矯直而產(chǎn)生裂紋的可能性，鑄坯質量好，適合澆鑄特殊鋼、高合金鋼，因而受到各國的關注。我國從70年代末開始進行了大量的研究和工業(yè)試驗工作。
4連續(xù)鑄鋼的優(yōu)越性
與傳統(tǒng)的模鑄相比，連鑄有以下幾方面的優(yōu)越性：
1）簡化了工序，縮短了流程。省去了脫模、整模、鋼錠均熱初軋開坯等工序。由此可節(jié)省基建投資費用約40％，減少占地面積約30％，勞動力節(jié)省約70％。尤其是薄板連鑄機出現(xiàn)以后，又進一步地簡化了工序流程，例如傳統(tǒng)板坯連鑄，坯厚在150～300mm，而薄板連鑄坯的厚度為40～70mm，這又省去了粗軋機組，從而減少廠房面積約40％，連濤機設備重量減輕約50％。大大地縮短了從鋼液到薄板的生產(chǎn)周期，節(jié)約了能源，降低了成本。
2）提高了金屬收得率。采用模鑄工藝，從鋼水到鋼坯，金屬收得率為84～88％。而連鑄工藝則為95％～96％，金屬收得率提高10％～14％。其中板坯約在10.5％，大方坯13％左右，小方坯約為14％。
3）降低了能源消耗。在現(xiàn)代化工業(yè)的國家里，鋼鐵工業(yè)是能源消耗的大戶，約占能源總消耗量的10％。因此干方百計地降低能耗已是鋼鐵工業(yè)生存的關鍵。據(jù)有關資料介紹，采用連鑄工藝比傳統(tǒng)工藝可節(jié)能1/4～l/2。每生產(chǎn)1t連鑄坯，比用鋼錠開坯工藝可減少能耗400～1200MJ，相當節(jié)省10～30kg重油燃料。連鑄坯若采用熱送或直接軋制工藝是開辟進一步節(jié)能的途徑。鑄坯熱送和直接軋制不僅節(jié)能，而且縮短了生產(chǎn)周期。
4）生產(chǎn)過程機械化、自動化程度高。模鑄是煉鋼生產(chǎn)中條件最落后，勞動條件最惡劣的工序。尤其對頂吹轉爐煉鋼來說。模鑄成了提高生產(chǎn)率的限制性環(huán)節(jié)。采用連鑄工藝后，由于設備和操作水平的提高．采用全過程的計算機管理，不僅從根本上改善了勞動環(huán)境，還大大提高了勞動生產(chǎn)率。例如：有些廠1臺連鑄機只有7名操作人員，除了澆鋼操作外，其余工作均由計算機承擔；據(jù)資料介紹，法國有的連鑄機已實現(xiàn)連鑄平臺無操作人員，而是通過電視屏幕監(jiān)視和遙控生產(chǎn)，連鑄的自動化和智能化生產(chǎn)已成為現(xiàn)實。
5）提高質量，擴大品種。目前幾乎所有的鋼種均可以采用連鑄工藝生產(chǎn)，像超純凈度鋼、硅鋼、合金鋼、工具鋼等約500多個鋼種都可以用連鑄工藝生產(chǎn)，而且質量很好。
5連鑄機的工藝流程與設備
5.1連鑄機的工藝流程
連續(xù)鑄鋼的一般生產(chǎn)工藝流程，如圖1-1所示。
由煉鋼爐煉出的合格鋼水經(jīng)爐外精煉處理后，用鋼包運送到澆鑄位置注人中問包，通過中間包注入強制水冷的銅模—結晶器內。結晶器是無底的，在注入鋼水之前。必須先裝上一個“活底”，它同時也起到引出鑄錠的作用，這個“活底”就稱為引錠鏈。注入結晶器的鋼水在迅速冷卻凝固成形的同時，其前部與伸入結晶器底部的引錠鏈頭部凝結在一起。引錠鏈子的尾部則夾持在拉坯機的拉輥中，當結晶器內鋼水升到要求的高度后，開動拉坯機，以一定的速度把引錠桿(牽著鑄坯)從結晶器中拉出。為防止鑄坯殼被拉斷漏鋼和減少結晶器中的拉坯阻力，在澆鑄過程中既要對結晶器內壁潤滑又要它做上下往復振動，鑄坯被拉出結晶器后，為使其更快地散熱，需進行噴水冷卻，稱之為二次冷卻，通過二次冷卻支導裝置的鑄坯逐漸凝固。這樣，鑄坯不斷地被拉出，鋼水連續(xù)地從上回注入結晶器，便形成了連續(xù)鑄坯的過程。當鑄坯通過拉坯機、矯直機(立式和水平式連鑄不需矯直)后，脫去引錠鏈。完全凝固的直鑄坯由切割設備切成定尺，經(jīng)運輸輥道進入后步工序。連續(xù)鑄鋼生產(chǎn)所用的設備，實際上是包括在連鑄作業(yè)線上的一整套機械設備。
5.2連鑄設備組成簡介
連鑄設備通?？煞譃橹黧w設備相輔助設備兩大部分。
主體設備主要包括：澆鑄設備—鋼包運載設備、中間包及中間包小車或旋轉臺、結晶器及振動裝置、二次冷卻支撐導向裝置；如在弧形連鑄設備中采用直結晶器時，需設頂彎裝置，拉坯矯直設備—拉坯機、矯直機、引錠鏈、脫錠與引錠鏈存放裝置；切割設備—火焰切割機與機械剪切機(擺式剪切機、步進式剪切機等)。
輔助設備主要包括：出坯及精整設備—輥道、拉(推)鋼機、翻鋼機、火焰清理機等；工藝性設備—中間包烘烤裝置、吹氖裝置、脫氣裝置、保護渣供給與結晶潤滑裝置等；自動控制與測量儀表—結晶器被面測量與顯示系統(tǒng)、過程控制計算機、測溫、測重、測長、測速、測壓等儀表系統(tǒng)。
從對上述工藝流程和主要機械設備的說明可知，連續(xù)鑄鋼設備必須適應高溫鋼水由液態(tài)弧形連鑄機變成液-固態(tài)，又變成固態(tài)的全過程。其間進行著一系列比較復雜的物理與化學變化。顯然，連續(xù)鑄鋼具有連續(xù)性強、工藝難度大和工作條件差等特點。因此生產(chǎn)工藝對機械設備提出了較高的要求，主要有：設備應具有抗高溫、抗疲勞強度的性能和足夠的剛度，制造和安裝精度要高，易于維修和快速更換，要有充分的冷卻和良好的潤滑等。
6 中間罐
1）中間罐的作用
中間罐也叫做中間包或中包。中間罐是位于盛鋼與結晶器之間用于鋼液澆注的裝置，其主要作用是：1)中間罐可減少鋼液靜壓力，使注流穩(wěn)定；2)中間罐利于夾雜物土浮，凈化鋼液；3)在多流連鑄機上，中間罐將鋼液分配給每個結晶器；4)在多爐連澆時，中間罐貯存一定量的鋼液，更換盛鋼桶捅時不會停澆；5)根據(jù)連鑄對鋼質量要求，也可將部分爐外精煉手段移到中間罐內實施，即中間罐冶金。
可見，中間罐有減壓、穩(wěn)流、去渣、貯鋼、分流和中間罐冶金等重要作用。
2）中間罐的構造
a罐體結構
中間罐的結構、形狀應具有最小的散熱面積，良好的保溫性能。一般常用的中間罐斷面形狀為圓形、橢圓形、三角形、矩形和“T”字形等，如圖1-7所示。
圖1-7 中間罐斷面的各種形狀示意圖
1-盛鋼桶注流位置；2-中間罐水口位置；3-擋渣墻
a、e-單流；b、f、g-雙流；c-4流；d-6流；h-8流
中間罐的外殼用鋼板焊成，內襯砌有耐火材料，罐的兩側有吊鉤和耳軸，便于吊運；耳軸下面還有座墊，以穩(wěn)定地坐在中間罐小車上。
b中間罐內襯
中間罐內襯也是由保溫層、永久層和工作層組成。
c中間罐罐蓋
中間罐設有罐蓋一則為了保溫，再則可以保護盛鋼桶桶底中不致過分受烤而變形。在罐蓋上開有注入孔和塞棒孔。
中間罐上還設有溢流槽，當盛鋼桶注流失控時，可使多余的鋼液流出。為促使非金屬夾雜物上浮，在中間罐內砌有擋渣墻和壩。
中間罐小車
中間罐小車是用來支承、運輸、更換中間罐的設備。小車的結構要有利于澆注、撈渣和燒氧等操作；同時還應具有橫移和升降調節(jié)裝置。
類型：中間罐小車有懸臂型、懸掛型、門型、半門型等。
7結晶器
結晶器是一個水冷的鋼錠模，是連鑄機非常重要的部件，稱之為連鑄設備的“心臟”。鋼液在結晶器內冷卻、初步凝固成型，且形成一定的坯殼厚度。這一過程是在坯殼與結晶器壁連續(xù)、相對運動下進行的。為此，結晶器應具有良好的導熱性和剛性，不易變形；重量要小，以減少振動時的慣性力；內表面耐磨性要好，以提高使用壽命；結晶器結構要簡單，以便于制造和維護。
7.1結晶器的構造
按結晶器的外形可分為直結晶器和弧形結晶器。直結晶器用于立式、立彎式及直弧形連鑄機，而弧形結晶器用在全弧形和橢圓形連鑄機上。從其結構來看，有管式結晶器和組合式結晶器；小方坯及矩形坯多采用管式結晶器，而大型方坯、矩形坯和板還多采用組合式結晶器。
1）管式結晶器
管式結晶器的結構如圖1-9所示。其內管為冷拔異形無縫鋼管，外面套有鋼質外殼，銅管與鋼套之間留有約7mm的縫隙通以冷卻水，即冷卻水縫。銅管和鋼套可以制成弧形或直形。銅管的上口通過法蘭用螺釘固定在鋼質的外殼上，見圖1-9，銅管的下口—般為自由端，允許熱脹冷縮；但上下口都必須密封，不能漏水。結晶器外套是圓筒形的。外套中部有底腳板，將結晶器固定在振動框架上。
圖1-9 管式結晶器
1-冷卻水入口；2-鋼液；3-夾頭；4-冷卻水出口；5-油壓缸
管式結晶器結構簡單，易于制造、維修，廣泛應用于中小斷面鑄坯的澆注，最大澆注斷面為180mm×180mm。另外有的管式結晶器取消水縫，直接用冷卻水噴淋冷卻。
2）組合式結晶器
組合式結晶器是內4塊復合壁板組合而成。每塊復合壁板都是由銅質內壁和鋼質外殼組成。在與鋼殼接觸的銅板面上銑出許多溝槽形成中間水縫。復合壁板用雙螺栓連接固定，見圖1-10。冷卻水從下部進入，流經(jīng)水縫后從上部排出。4塊壁板有各自獨立的冷卻水系統(tǒng)。4塊復合壁板內壁相結合的角部，墊上厚3～5mm并帶45°倒角的銅片，以防止鑄坯角裂。現(xiàn)已廣泛采用寬度可調的板坯結晶器?？捎檬謩?、電動或液壓驅動調節(jié)結晶器的寬度。內壁銅板厚度在20～50mm，磨損后可加工修復，但最薄不能小于10mm。對弧形結晶器來說，兩塊側面復合板是平的，內外弧復合板做成弧形的。而直形結晶器四面壁板都是平面狀的。
圖1-10 組合式結晶器及連接方式
1-外弧內壁；2-外弧外壁；3-調節(jié)墊塊；4-側內壁；5-側外壁；
6-雙頭螺栓；8-內弧內壁；9-水縫
3）漏鋼檢測裝置
為了能夠預報結晶器漏鋼事故，在結晶器四面銅壁外通過均勻的螺栓埋入多套康銅熱電偶；熱電偶測到的溫度數(shù)據(jù)輸入計算機或在儀表上顯示。熱電偶的套數(shù)越多，檢測也越精確。也有根據(jù)結晶器內壁與鑄坯坯殼間摩擦力的大小來測定結晶器內坯殼是否有漏鋼。
4）多級結晶器
隨著連鑄機拉坯速度的提高。出結晶器下口的的鑄坯坯殼厚度越來越?。粸榱朔乐硅T坯變形或出現(xiàn)漏鋼事故，采用多級結晶器技術。它還可以減少小方坯的角部裂紋和菱形變形。
多級結晶器即在結晶器下口安裝足輥、銅板或冷卻格柵，見圖1-11。
圖1-11 多級結晶器結構示意圖
a-足輥；b-冷卻板；c-冷卻格柵
8二次冷卻系統(tǒng)裝置
二次冷卻系統(tǒng)裝置又稱為二次冷卻段或二次冷卻區(qū)，簡稱二冷區(qū)。
8.1二次冷卻的作用及裝置的結構形式
8.1.1二次冷卻的作用
1）帶液心的鑄還從結晶器中拉出后，需噴水或噴氣水直接冷卻，使鑄坯快速凝固，以進入拉矯區(qū)；
2）對末完全凝固的鑄坯起支撐、導向作用，防止鑄坯的變形；
3）在上引錠桿時對引錠桿起支撐、導向作用；
4）倘若是采用直結晶器的弧形連鑄機，二冷區(qū)的第一段要把直坯彎成弧形坯；
5）如果采用多輥拉矯機時，二冷區(qū)的部分夾輥本身又是驅動輥，起到拉坯作用；
6）對于橢圓形連鑄機，二冷區(qū)本身又是分段矯直區(qū)。
弧形連鑄機的二次冷卻裝置的重要性不亞于結晶器，它直接影響鑄坯的質量、設備的操作和鑄機作業(yè)率。
8.1.2二次冷卻裝置的結構形式
二次冷卻裝置的主要結構形式分為箱式及房式兩大類。
a箱式結構
所有支撐導向部件和冷卻水噴嘴系統(tǒng)都裝在封閉的箱體內；封閉的目的是便于把噴水冷卻鑄坯時所產(chǎn)生的大量蒸汽抽掉，以免影響操作。見圖1-14。箱式結構剛性較好，所占空間小，所需抽風機容量小。檢修相處理事故還算方便。
b房式結構
房式結構的夾輥全部布置在敞開的牌坊結構的支架止，整個二冷區(qū)是由一段或若干段開式機架組成。在二冷區(qū)的四周用鋼板構成封閉的房室，故稱為房式結構，見圖1-15。具有結構簡單，觀察設備和鑄坯方便等一系列優(yōu)點。問題是風機容量和占地面積較大。目前新設計的連鑄機構采用房式結構。
9 拉坯矯直裝置
所有的連鑄機都裝有拉坯機。因為鑄坯的運行需要外力將其拉出。拉坯機實際上是具有驅動力的輥子，也叫拉坯輥。弧形連鑄機的鑄坯需矯直后水平拉出，因而早期的連鑄機的拉坯輥與矯直輥裝在一起，稱為拉坯矯直機，也叫拉矯機。
現(xiàn)代化板坯連鑄機采用多輥拉矯機，輥列布置“扇形段化”，驅動輥已伸向弧形區(qū)和水平段，實際上拉坯傳動已分散到多組輥上，所以拉矯機已不是原來的含義了，由一對拉輥變成了驅動輥列系統(tǒng)。
弧形連鑄機弧形鑄坯的自重產(chǎn)生下滑力，但它不能克服鑄坯的阻力自動運行，仍需拉坯輥拉坯，立式連鑄機是垂直布置的，鑄坯自重產(chǎn)生的下滑力很大，足以克服鑄坯的運行阻力；為了平衡下滑力和控制鑄坯拉出速度，也設置了拉坯輥，是用來產(chǎn)生制動力以平衡鑄坯的下滑力。
圖1-15 房式結構
1-鑄坯；2-扇形段；3-夾輥；4-活動支點；5-固定支點；6-底座；7-液壓缸
對拉坯矯直裝置的要求有：
1)應具有足夠的拉坯力，以在澆注過程個能夠克服結晶器、二次冷卻區(qū)、矯直輥、切割小車等一系列阻力，將鑄坯順利拉出。
2)能夠在較大范圍內調節(jié)拉速，適應改變斷面和鋼種的工藝要求，快速送引錠桿的要求；拉坯系統(tǒng)應與結晶器振動、液面自動控制、二次冷卻區(qū)配水實現(xiàn)計算機閉環(huán)控制。
3)應具有足夠矯直力，以適應可澆注的最大斷面和最低溫度鑄坯的矯直，并保證在矯直過程中不影響鑄坯質量。
4)在結構上除了適應鑄坯斷面變化和輸送引錠桿的要求外，還要考慮使末矯直的冷鑄坯通過，以及多流連鑄機在結構布置的特殊要求；結構要簡單，安裝調整要方便。
小方坯和小矩形坯的濤坯厚度較薄，凝固較快，液相深度也較短，當鑄坯進入矯直區(qū)已完全凝固。而對大方坯、大板坯來說，鑄坯較厚，等鑄坯完全凝固后再矯直，就會增加連鑄機的高度和長度，團而采用帶液心多點矯直。
帶液心鑄坯矯直多采用多點連續(xù)矯直；即鑄坯在矯直區(qū)內連續(xù)變形，應變力和應變率分散變小，極大地改善了鑄坯受力狀況，有利于提高鑄坯質量。
9.1小方坯鑄機的拉矯裝置
圖1-16是結構最簡單的四輥拉矯裝置。從圖可以看出，它由工作機座和傳動系統(tǒng)組成。工作機座是由1個鉗式機架和4個輥子組成的拉矯輥系。輥1和2是拉坯輥，布置在弧形區(qū)內，拉輥1又兼作矯直輥，與矯直輥7和8一起組成一個最簡單矯直輥系。下矯直輥8在鑄坯的切點，也是鑄機的切點。拉輥1和2是驅動輥，可以正向拉坯，也可以反向送引錠桿。矯直輥7和8也是驅動輥。拉輥2布置在液壓缸3上，拉輥1與2之間的開口度可用壓下螺絲11來調節(jié)，并用拉輥間的墊塊來保持。當弧形鑄坯通過時，矯直輥7借助壓下力將鑄坯矯直。矯直輥7的上下移動可通過曲柄連桿機構4和5來調節(jié)，也可以用液壓缸完成。
圖1-16 四輥拉矯機結構
1、2-拉輥；3-液壓缸；4-偏心軸；5-拉桿；6-矯直臂；7-上矯直輥；8-下矯直輥；
9-鉗式機架立柱；10-橫梁；11-壓下螺絲
1.6.2一點矯直、多點矯直和連續(xù)矯直
對弧形連鑄機，從二次冷卻段出來的鑄坯是彎曲的，必須矯直；若通過一次矯直鑄坯，稱一點矯直；經(jīng)過二次以上的矯直稱多點矯直。
圖1-17 矯直配輥方式
a-一點矯直；b-多點矯直
小斷面弧形鑄坯是在完全凝固后一點矯直。由圖1-17a看出，一點矯直是由內弧2個輥和外弧1個輥共3個輥完成的；無論是四輥拉矯機還是五輥拉矯機均為一點矯直。
對大斷面鑄坯來說，則應采用多點矯直，如圖1-17b所示(其中只畫出矯直輥、支撐輥末畫)。每3個輥為一組，每組輥為1個矯直點，以此類推；一般矯直點取3至5點。采用多點矯直可以把集中1點的應變量分散到多個點完成，從而消除鑄坯產(chǎn)生內裂的可能性，可以實現(xiàn)濤坯帶液心矯直。多輥拉矯機示意圖見1-18。
連續(xù)矯直是在多點矯直基礎上發(fā)展起來的一項技術。基本原理是使鑄坯在矯直區(qū)內應變連續(xù)進行，那么應變率就是一個常量，這對改善鑄坯質量非常有利。
1.10 鑄坯切割裝置
連鑄坯需按照軋鋼機的要求切割成定尺或倍尺長度。鑄坯是在連續(xù)運行中完成切割，因此切割裝置必須與鑄坯同步運動。目前連鑄機所用切割裝置有：火焰切割相機械剪切兩種類型。火焰切割裝置包括有切割小車、切割定尺裝置、切縫清理裝置和切割專用輥道等。機械剪切設備又稱為機械剪或剪切機；出于是在運動過程中完成鑄坯剪切的，因而也稱為飛剪。機械安切按驅動方式不同又分為機械飛剪和液壓飛剪。前者通過電機、機械系統(tǒng)驅動；后者通過液壓系統(tǒng)驅動。
1.11輥道及后步工序其他設備
連鑄機的后步工序是指鑄坯熱切后的熱送、冷卻、精整、出坯等工序。后步工序中的設備主要與鑄坯切斷以后的工藝流程、車間布置、所澆鋼種、鑄坯斷面及對其質量要求等有關。
現(xiàn)代化大型板坯，后道工序設備比小連鑄機要復雜些。除了輸送輥道，鑄坯橫移設備和各種專用吊具外，還應有板坯冷卻裝置、板坯自動清理裝置、翻板機和垛板機等。
此外，如打號機、去毛刺機、自動稱量裝置等都是連鑄機后步工序的必備設備。
1）輥道
在連鑄生產(chǎn)中，輥道是輸送鑄坯、連接各工序的主要設備。
2）拉鋼機或推鋼機
拉鋼機或推鋼機的作用主要是橫向移動鑄坯。
3）翻鋼機與垛板機
翻板機是配合對鑄坯進行檢驗和表面清理用的。垛板機是板坯的一種集料裝置。
4）鑄坯表面精整
對于鑄坯表面的各種缺陷應該進行清理。一船用途的中小斷面鑄坯，都是人工用火焰燒割或砂輪打磨對鑄坯表面進行局部清理。對于直接熱送鑄坯，由于切割時在鑄坯切縫面下邊緣常有毛刺，在切割后經(jīng)去毛刺機清除。即用刀具刮除或錘刀旋轉去除毛刺。大型鑄坯和某些質量要求高的鑄坯，則需用自動火焰清理裝置成噴水處理裝置對表面進行清理。
1.12連鑄操作工藝
1.12.1澆注前的準備
1.12.1.1盛鋼桶的準備
盛鋼桶的準備包括以下工作：1)清理盛鋼桶內的殘鋼殘渣，保證捅內干凈。2)安裝和檢查滑動水口，滑板與上水口磚要對正、裝平；上、下口內無堵塞；水口的啟閉機構要靈活；烘烤后在水口內裝好引流砂。3)加快盛鋼桶周轉，盡量“紅包”受鋼；若桶襯溫度低于800℃，需烘烤至1000℃以上，烘烤時應加蓋。4)盛鋼桶座到回轉臺后開澆前安裝長水口，長水口與盛鋼桶水口接縫要密封。
1.12.1.2中間罐的準備
中間罐是鋼液進入結晶器前最后一個重要的冶金容器，中間罐狀況直接影響鋼的質量和連鑄操作的順行。中間罐工作層有耐火涂層，絕熱板組裝和耐火磚砌筑等形式，當前使用耐火涂層和絕熱板者居多。
準備包括定徑水口的選用，浸入式水口的安裝，塞棒的安裝，中間罐烘烤。
1.12.2結晶器的檢查
1)認真檢查結晶器內腔銅管及銅板表面有無嚴重損傷；同時還要檢查結晶器冷卻水壓力是否正常，不得有滲水現(xiàn)象。
2)檢查結晶器振動裝置運行是否正常，依據(jù)所澆鑄坯斷面設定的拉速，調定相應的振動頻率和振幅。
3)檢查潤滑油在結晶器內壁的分布情況，并調節(jié)相應的供油量。
4)檢查結晶器下口足輥是否轉動；足輥、格柵部位噴嘴要齊全，無堵塞；扁噴嘴的扁口應處于橫位；噴水架無歪扭。
5)結晶器的大小蓋板應配備齊全，放置平整；結晶器與蓋板間的空隙用石棉繩堵好，并用耐火泥抹平。
1.12.3二冷區(qū)的檢查
1)二冷區(qū)供水系統(tǒng)是否正常，水質是否符合要求。
2)檢查二冷區(qū)噴嘴是否齊全，并打開各段水管檢查各個噴嘴是否暢通。
3)根據(jù)所澆鋼種、斷面沒定噴淋水量。
4)檢查氣-水噴嘴用壓縮空氣的壓力。
1.12.4其他準備
拉矯裝置的檢查、切割裝置及其他設備的檢查、當確認設備一切正常后，按要求將引錠頭送入結晶器。
1.13澆注操作
1.13.1盛鋼桶澆注
盛鋼桶座到回轉臺(或盛鋼桶支架)上，轉至澆注位置，并鎖定。此時中止中間罐烘烤，并關閉塞棒；若定徑水口應堵木塞或金屬錐并填上引流砂。中間罐運至澆注位置，與結晶器重新嚴格對中定位。
1.13.2中間罐澆注
塞棒開澆—當注入中間罐鋼液達到1/2高度時，中間罐可以開澆。
定徑水口的中間罐開澆—在中間罐加入覆蓋劑后，液面達到預定高度(200~300mm)時，可導出水口的引流砂，水口自動開澆，鋼液流進擺動槽；若不能自動開澆，需燒氧引流；燒氧時注意不要造成水口內徑變形，以防影響拉速的控制。
1.13.3連鑄機的啟動
拉矯機構的起步就是連鑄機的啟動；從鋼液注入結晶器開始到拉矯機構的啟動時間為起步時間。
1.13.4正常澆注
在中間罐開澆5min后，在離盛鋼桶注流最遠的水口處測量鋼液溫度，根據(jù)綱液溫度調整拉速，當拉速與注溫達到相應值時，即可轉入正常撓注。
1.13.5多爐連澆
當轉入正常澆注以后，還包括實現(xiàn)多爐連澆操作。
1.13.6澆注結束
盛鋼桶澆注完畢后，中間罐繼續(xù)維持澆注，當中間罐鋼液量降低到l／2時，開始逐步降低拉速，直到鑄坯出結晶器。
當中間罐鋼液量降低到最低限度時，迅速將結晶器內保護渣撈干凈，之后立即關閉塞棒或滑飯，并開走中間罐車，澆注結束。
1.13.7操作事故
連鑄生產(chǎn)過程中，由于設備或操作本身或耐火材料質量不佳等方面的原因，往往會引起一些操作的異?；蚴鹿剩贿@不僅打亂了正常的生產(chǎn)秩序，造成設備的損壞；甚至還會危及操作人員的人身安全。
(1)盛鋼桶滑動水口故障
滑動水口不能自動開澆—引起滑動水口不能自動開澆的原因很多：如引流砂填充松散；或者引流砂潮濕，接觸鋼液后，水分蒸發(fā)，鋼液滲入燒結；等等。
應急辦法是燒氧引流；燒氧引流容易損壞水口內孔，影響注流形狀；所以應選揮配料合適的引流砂，烘烤干燥，填充適當，盛鋼捅烘烤達到規(guī)定要求；或“紅包”受鋼；選用質量良好的透氣磚，實現(xiàn)桶底吹氫等措施來提高盛鋼桶的自動開澆率。
盛鋼桶注流失控—盛鋼桶注流失控可能是由于滑板某處有鋼液滲漏；或者滑動水口無法關閉；或者滑動水口耐火材抖質量不好；等等。
倘若關閉水口仍有注流，但注流不大，在不損壞設備和保障人身安全的前提下，可通過中間罐向溢渣盤溢流來平衡拉速，用以維持將本爐鋼澆注完畢；否則立即旋轉盛鋼桶離開澆注位置停止?jié)沧ⅰ?
(2)中間罐故障
塞棒失控。
浸入式水口穿孔或部分裂開。
水口堵塞
(3)漏鋼
開澆漏鋼。
注中漏鋼。
粘結漏鋼—粘結漏鋼是澆注過程中主要漏鋼事故。據(jù)統(tǒng)計，在諸多漏鋼事故中粘結漏鋼占50％以上。小方還角裂漏鋼。
第二章 傳動方案的確定
2.1設計的已知條件
設計題目:連鑄機切頭切尾收集運送裝置
參數(shù)：1>裝置驅動方式：卷揚機
2>運送小車移動速度：0.148m/s
3>小車行程：10900mm
4>收集箱個數(shù)：2
5>收集箱容積：3.8m3
6>收集箱長度：4440mm
7>收集箱與車體可分離，當切頭切尾廢料收集滿時，用吊車吊走。
2.2傳動方案的比較
方案一：采用卷揚機來驅動運送小車。
方案二：采用車載式電動機來驅動運送小車。
經(jīng)過數(shù)據(jù)分析,構思兩種傳動方案,方案如下:
方案一：采用卷揚機來驅動運送小車。見圖2.1
說明：由驅動電機的內部減速器將驅動電機的轉矩降低輸出給卷筒，同時對卷筒輸出轉矩，使得纏繞在卷筒上的鋼絲繩一端進行纏繞運動，另一端進行松解運動，這樣鋼絲繩在定滑輪的導引下產(chǎn)生的拉力使小車在軌道上做往返直線運動，達到運送目的。
圖2.1 (1-卷揚機，2-張緊裝置，3-小車，4-軌道，5-底座)
方案二：采用車載式電動機來驅動運送小車。
說明：此方案把電機安裝在車座上，通過減速機對車輪軸傳遞動力驅動小車達到運送目的。方案簡圖如圖2.2：
圖2.2
2.2.2方案比較確定
通過對兩個方案的比較，他們的優(yōu)缺點如下：
1． 優(yōu)點：
方案一的優(yōu)點：驅動電機通過卷揚機傳遞動力，整個運行過程簡單，裝配維護方便易行。
方案二的優(yōu)點：驅動電機直接安裝在車上，傳動方便，整體機構運行緊湊。
2.缺點：
方案一的缺點：此方案設計中零部件較多，工作效率稍低于方案二。
方案二的缺點：此方案中電機、減速器等都安裝在車上，維護時需要將車吊出，維護不方便。
2.2.3 方案的確定
根據(jù)煉鋼廠連鑄機切頭切尾收集運送車運行空間小，適合直線運動，運行形式簡單，且要求方便維護的特點，綜合分析考慮兩種方案的可行性，經(jīng)過實際要求結合各方案的優(yōu)缺點可以確定：方案一比較合理。
方案一合理的原因：因為小車運行空間小，如果在運行過程中出現(xiàn)故障，只需要在外部對驅動電機，卷揚機等部件進行檢修和維護，不需像方案二中那樣要將車體和電機吊出來進行檢修和維護，故選擇方案一。
第三章 運行機構的傳動原理與傳動設計計算
3.1收集運送裝置系統(tǒng)的傳動原理
本方案的傳動原理：首先由驅動電機的內部減速器將驅動電機的轉矩降低輸出給卷筒，同時對卷筒輸出轉矩，使得纏繞在卷筒上的鋼絲繩一端進行纏繞運動，另一端進行松解運動，這樣鋼絲繩在定滑輪的導引下產(chǎn)生的拉力使小車在軌道上做往返直線運動，達到運送目的。
3.2收集運送裝置的整體布局及局部布局
根據(jù)設計參數(shù)與實際操作的要求，設計出系統(tǒng)的整體布局圖（見圖3.1和圖3.2）
圖3.1 (1-卷揚機，2-張緊裝置，3-小車，4-軌道，5-底座)
如下圖3.1-1為卷揚機的布局圖
圖3.1-1卷揚機（1-底座，2-電機，3-卷筒，4-KL3聯(lián)軸器，
5-小軸，6-主令控制器，7-壓板）
圖3.2 (1-卷揚機，2-張緊裝置，3-小車，4-軌道，5-底座)
現(xiàn)在對整個設計布局做以下幾點說明：
（1） 鋼軌的長度不需要太長（鋼軌長度≥小車行程＋兩節(jié)車架的長度），導軌的首位末端應安裝止動擋塊，防止小車沖出軌道造成事故。
（2） 收集運送小車采用箱式可分離車廂，所以設計車廂時應該設計出可以另裝的部位；車廂設計為上寬下窄式的，這樣可以減小廢料對底板的沖擊，提高小車的使用壽命.
（3） 鋼絲繩最好選用安全系數(shù)高的類型，防止在運行過程中斷裂造成事故；張緊裝置應固定好，防止多次運動后出現(xiàn)松動，導致運送效率降低；卷筒要具備足夠的強度。
（4） 因為裝置的運動頻率較低，所以電動機的預熱時間較長，并且小車的運載量有可能超出容量，故在選取電動機時應選比實際所需功率大的電機；減速器應選取效率高的的類型，傳動比也應盡可能的靠近實際值。
3.3 運行阻力的計算
收集小車滿載時穩(wěn)定運行過程中所受的阻