連鑄鋼包滑動水口液壓系統(tǒng)設計_畢業(yè)設計論文說明書(專業(yè)版)

　　

【正文】 (3)流量范圍大 只要改變柱塞直徑或數(shù)量，便可得到不同的流量。 表 液壓缸的缸筒內(nèi)徑尺寸系列（單位 :mm） 8 40 125 (280) 10 50 (140) 320 12 63 160 (360) 16 80 (180) 400 20 (90) 200 (450) 25 100 (220) 500 32 (110) 250 注：括號內(nèi)數(shù)值為非優(yōu)先選用者。在制定基本方案并進一步著手液 壓系統(tǒng)各部分設計之前，必須把設計要求以及與該設計內(nèi)容有關的其他方面了解清楚。 采用換向閥可以使執(zhí)行元件換向，三位換向閥有中位，不同的中位滑閥機能可使液壓系統(tǒng)獲得不同的性能。 本課題設計意義及任務 隨著快速高效連鑄和二次精煉技術及工藝的發(fā)展，滑動水口系統(tǒng)在現(xiàn)代鋼鐵冶煉過程中變得越來越重要，成為冶煉中不可或缺的條件。為了盡早趕超國際水平，還要在質(zhì)量上下功夫，尤其是元器件的質(zhì)量要提高，這就需要做更多細致的工作。 國內(nèi)外滑動水口比較 國內(nèi)生產(chǎn)的滑動水口雖然品種很多，并且也出口到國外，但并不代表國內(nèi)水平與國外相接近，二者主要區(qū)別在以下幾方面 : （ 1）材質(zhì)不同。 ② 滑板材質(zhì) 隨著品種鋼量的增加和鋼水質(zhì)量的提高，鋼水冶煉過程中需添加各種合金進行處理，導致鋼水中 [ Ca]、 [M n]和鋼渣中 Cao、 MnO 含量增加。由于滑板的移 動是和水口連接在一起進行的 ,所以稱之為滑動水口。為了鋼水保溫，在上部設置有中間包蓋。拉矯機與結晶振動裝置共同作用，將結晶器內(nèi)的鑄件拉出，經(jīng)冷卻、電磁攪拌后，切割成一定長度的板坯。 1957 年第一臺工業(yè)性試驗鑄機在上鋼公司設計建成；次年年底 ,第一臺生產(chǎn)性立式連續(xù)鑄造機就在重鋼三廠投產(chǎn)。此外系統(tǒng)中還設置了蓄能器回路，使系統(tǒng)在泵停止工作時滑動水口仍能立即關閉，防止事故的發(fā)生。1972 年，該廠又新建了第二轉爐車間，并配置了弧形連鑄機，使兩個轉爐車間實現(xiàn)了全連鑄，年產(chǎn)量達 800 萬噸。從 1989年起 ,連鑄坯產(chǎn)量的增長成為中國鋼產(chǎn)量增長的主要部分。連鑄生產(chǎn)對機械設備提出了較高的要求，主要有：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。結晶器是連鑄機的核心設備之一，直接關系到連鑄坯的質(zhì)量。 開閉框架 :連接固定框架 ,托起滑動框架 ,施加面壓 ,安裝下水口磚。 （ 2）改進措 施： ① 滑板的孔徑 根據(jù)理論計算，決定將滑板孔徑由 50mm 改為 40 mm 和 45 mm，并進行了使用試驗。國內(nèi)生產(chǎn)基本上用普通機床，完全由人力控制，加工公差由人為因素決定。液壓傳動技術已成為工業(yè)機械、工程建筑機械及國防尖端產(chǎn)品不可缺少的重要技術。 （ 2） 事故狀態(tài) 當事故斷電或其它緊急情況需要立即停止?jié)沧r，緊急關閉滑動水口，切斷鋼流，避免事故的發(fā)生。 圖 蓄能器回路 確定系統(tǒng)原理圖 圖 液壓系統(tǒng)原理圖 安徽工業(yè)大學 畢業(yè)設計（論文）說明書 共 43 頁 第 11 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 液壓系統(tǒng)工作原理分析 （ 1） 快速和慢速動作回路分析 為了便于現(xiàn)場操作，分別設置了快速動作回路和慢速動作回路，滿足不同的要求。 安徽工業(yè)大學 畢業(yè)設計（論文）說明書 共 43 頁 第 13 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 液壓系統(tǒng)設計要求及參數(shù) 設計系統(tǒng)的要求 （ 1）系統(tǒng)可以正常的工作完成所需要的相應的動作； （ 2）安全可靠、經(jīng)濟實用、操作方便、維護容易； （ 3）發(fā)熱及噪聲較低、閥塊及閥站布局合理； （ 4）閥塊及閥站布局合理、緊湊美觀。 p?? 的準確計算要待元件選定并繪出管路圖時才可以進行，初算時可按照經(jīng)驗數(shù)據(jù)選取：結構簡單、流速不大時，取 p??? （ ～ ） Mpa。如果電動機容量大小，長期處于過載運行。 式中 K? 系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取 ~ ? 。具體參考下表進行選取： 表 按工作壓力選取 /dD 工作壓力 /Mpa ? ～ ? /dD ～ ～ 表 按速比要求確定 /dD 12/vv 2 /dD 注： 1v 無桿腔進油時活塞運動速度； 2v 有桿腔進油時活塞運動速度。 （ 2） 手動回路分析 手動控制和自動控制原理一樣，只是沒有設置壓力繼電器，靠手動操作手動換向閥 12實現(xiàn)。 綜上所述，本系統(tǒng)采用容積節(jié)流調(diào)速回路。而計算機控制的引入和各類傳感元件的應用，更極大地擴展了液壓元件的工作范圍。 （ 4）價格不同。這有利于提高滑板的使用性能，并大大增加了滑板的抗侵蝕能力及抗沖刷能力。 圖 滑動水口的配套機構示意 滑動水口的故障分析及改進措施 以唐山鋼鐵公司為例 由于唐山鋼鐵公司一煉鋼廠原用滑動水口系統(tǒng)存在一定缺陷，導致滑動機構使用的可靠性不強，且澆鋼用滑板磚僅使用一次。現(xiàn)在，國內(nèi)各大鋼廠越來越多地使用先進的滑動水口，但大多數(shù)是進口的，國產(chǎn)化程度還有待提高。鋼包回轉臺的回轉情況基本上包括兩側無鋼包、單側有鋼包、兩側有鋼包三種情況，單個鋼包重量已超過 140 噸。 二是在連鑄技術的基礎上開發(fā)新材料。 70年代后 ,經(jīng)過兩次能源危機 ,使連鑄技術得到迅速發(fā)展。 安徽工業(yè)大學 畢業(yè)設計（論文）說明書 共 IV 頁 第 I 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 連鑄鋼包滑動水口液壓系統(tǒng)設計 摘 要 滑動水口是 連鑄機澆鑄過程中鋼水的控制裝置，能夠精確地調(diào)節(jié)從鋼包到連鑄中間包的水流量，使流入和流出的鋼水達到平衡，從而使連鑄操作更容易控制， 是連鑄機的關鍵設備之一。但是 ,日本在 70 年代以前 ,連鑄機主要設置在電爐鋼廠 ,以生產(chǎn)小方坯為主 ,大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)幾乎沒有連鑄機 ,因此 ,連鑄比很低 ,1970 年僅為 %。 90 年代 后 ,連續(xù)鑄造技術的發(fā)展出現(xiàn)了一些新的動向 ,主要表現(xiàn)在兩個方面 : 一是開發(fā)和完善新的連鑄技術 。鋼包回轉臺是連鑄機的關鍵設備之一，起著連接上下兩道工序的重要作用。從塞棒式控制鋼流開始，逐步開始發(fā)展到裝在包外的滑動水口機構，從剛性機構發(fā)展到穩(wěn)定的彈性機構，安全性答復提高。 驅動機構 :由電動缸或油缸組成。燒成滑板以剛玉為骨架，金屬鋁形成連續(xù)薄膜包裹在顆粒的周圍 ,A1N 作為增強體均勻地分散在基體中形成細晶結構，賦予滑板如下特性 : 利用 A1N 的低膨脹系數(shù)和優(yōu)異熱導率，提高滑板的抗熱震性；生成的 A1N 微小粒子彌散在基質(zhì)中，能阻礙位錯運動、裂紋擴展，兼有彌散增韌作用；滑板的熱態(tài)強度幾乎與冷態(tài)強度接近，遠高于鋁碳及鋁鋯碳滑板的。而國外的毛坯質(zhì)量很高，非加工面及鋼板平面較國內(nèi)平整很多，可以與國內(nèi)加工過的產(chǎn)品相比擬，而且國內(nèi)采用的鑄造工藝、熱處理及工藝也比國外差些，日前在國內(nèi)許多廠家努力下，國內(nèi)的毛坯質(zhì)量有了很大提高。借助電子技術與液壓技術的 安徽工業(yè)大學 畢業(yè)設計（論文）說明書 共 43 頁 第 8 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 結合，可以很方便地實現(xiàn)對液壓系統(tǒng)的各種調(diào)節(jié)和控制。③經(jīng)濟性要求：節(jié)流調(diào)速回路的成本低，功率損失大，效率也低；容積調(diào)速回路因變量泵、變量 馬達的結構較復雜，所以價錢高，但其效率高、功率損失小；而容積節(jié)流調(diào)速則介于兩者之間。同理，水口完全關閉時，液壓缸無桿腔壓力升高，壓力繼電器發(fā)出信號，電磁換向閥動作，切換到中位，保證液壓缸鎖緊，以免事故的發(fā)生。具體可以參考下面表格選取： 表 31 按載荷選擇工作壓力 載荷 /KN 5 5～ 10 10～ 20 20～ 30 30～ 50 50 工作壓力 /Mpa ～ 1 ～ 2 ～ 3 3～ 4 4～ 5 ≥ 5 表 32 各種機械常用的系統(tǒng)工作壓力 機械類型 機 床 農(nóng)業(yè)機 械 小型工程機械 液壓機 大中型挖掘機 磨 床 組合機床 龍門刨床 拉 床 工作壓力/Mpa ～ 2 3～ 5 2～ 8 8～ 10 10～ 18 20～ 32 根據(jù)上表可以選擇系統(tǒng)壓力： MpaP 201 ? 液壓缸背壓選取 安徽工業(yè)大學 畢業(yè)設計（論文）說明書 共 43 頁 第 14 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 表 執(zhí)行元件背壓力 系統(tǒng)類型 背壓力 /Mpa 簡單系統(tǒng)或輕載節(jié)流調(diào)速系統(tǒng) ≥ ～ 回油路帶調(diào)速閥的系統(tǒng) ～ 回油路設置有背壓閥的系統(tǒng) ～ 用補油泵的 閉式回路 ～ 回油路較復雜的工程機械 ～ 3 回油路較短，且直接回油箱 可忽略不計 根據(jù)系統(tǒng)原理圖可知回路可選背壓： MpaP 12 ? 液壓缸桿徑比的選取 液壓缸直徑 D 和活塞桿直徑 d 的計算要按國標規(guī)定的液壓缸的有關標準進行圓整。事故關閉所需流量由泵和蓄 能器同時提供，滿足滑動水口緊急關閉的需要。造成電動機絕緣過早地損壞；如果容量過大，不僅造成設備上的浪費，而且運行效率低，對電能的利用不經(jīng)濟。管路復雜，進口有調(diào)速閥的，取 p??? （ ～） Mpa。 設計參數(shù) （ 1）滑動水口液壓缸：最大負載 200KN，行程 250mm （ 2）滑動水口事故關閉： (3) 滑動水口快速動作：開時速度 ，關時速度 （ 4）滑動水口慢速動作：開關速度均為 液壓缸的尺寸計算 初選系統(tǒng)工作壓力 壓力的選擇要根據(jù)載荷大小和設備類型而定。 電磁換向閥 11處于中位時，液壓缸鎖緊。 （ 3） 液壓驅動系統(tǒng)既可以實現(xiàn)自動控制，必要時又可以實現(xiàn)手動控制，滿足不同工況的需要。而其向自動化、高精度、高效率、高速化、高功率、小型化、輕量化方向發(fā)展，是不斷提 高它與電傳動、機械傳動競爭能力的關鍵。而國外大多采用先 進機床，加工公差由機床本身來控制。試驗證明 : 45 mm 孔徑滑板既能滿足通鋼量要求，又能滿足滑板連用的要求，最終確定方坯用鋼包滑板孔徑為 45mm。 下水口頂座 :托起下水口磚 ,將下水口磚與下滑 板頂緊。 在連鑄工藝中，連鑄機拉坯輥速度控制是連鑄機的三大關鍵技術之一，拉坯速度控制水平直接影響連鑄坯的產(chǎn)量和質(zhì)量，而拉坯輥電機驅動裝置的性能又在其中發(fā)揮著重要作用。 主體設備主要有：澆鑄設備 — 鋼包運載設備、鋼包回轉臺、中間包及中間包小車或旋轉臺、結晶器及振動裝置、二次冷卻裝置、拉矯裝置、引錠桿、脫錠與引錠桿存