六盘水师范学院本科生毕业设计
得Jd?277mm，本设计取Jd?280mm 钢包外壳。
一般用下面两个公式计算钢包壳壁和壳底厚度。
δb?0.01D0 (4.26) δd?0.012D0 (4.27)
δb——钢包壳壁厚，mm； δd——钢包壳底厚，mm； D0——钢包上部内径，mm
得出，δb=27.7mm，本设计取δb=28mm
δd=33.24mm，本设计取δd=34mm 综上，钢包的尺寸如下：
外壳内高：H1?H0?Jd?2.91m 外壳全高：H2?H1??d?2.94m 外壳上部内径：D1?D0?2Jb?3.02 m
δb?3.06m 外壳上部外经：D2?D1?2外壳下部内径：D3?DH?2Jb?2.62m
δb?2.67m 外壳下部外径：D4?D3?24.3 连铸的设计
4.3.1 连铸机的主要参数设计
连铸机的设计参数包括：钢包允许的浇铸时间、铸坯断面、拉坯速度（理论拉速、工作拉速）、冶金长度、液芯长度的计算、铸机曲率半径和连铸机的流数。它们是决定设备性能和总体尺寸的基本要素。 （1）钢包允许浇铸时间
为了保证浇铸的顺利进行钢包内的钢液不能因散热太多而形成包底凝壳，浇铸时间也应足够长，钢包的容量允许浇铸时间也应有差异。 克伦纳及塔尔曼经验公式
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Tmax?lgG?0.2?f (4.28) 0.3式中，Tmax——钢包允许的最长浇注时间，min； G——钢包的容量，t；
f ——质量系数，要求严格的钢种f 取 11。 所以，Tmax?lg55?0.2?11?56.47min，取57min。 0.3（2）铸坯断面
本设计中，铸坯断面取300× 300mm的大方坯。 (3) 拉坯速度
从提高生产力的角度，希望提高速度。但由于受多种因素的影响，拉速是受影响的主要因素，是钢水的凝固速度和对铸坯质量的影响。在选择拉速时，主要是为了保证板坯具有一定的壳厚，从而防止了变形过大，甚至出现漏钢。铸造速度有两个含义：一是理论的铸造速度也被称为最高速度。它受连铸机的能力的影响；另一种称为工作、铸造速度，也被称为普通铸造速度，它是受铸坯质量的限制。通常指工作的工作速度。 1）拉速理论。无变形或拉漏的铸坯所需的最小坯壳厚度是由最小壳厚确定的。因此，确定的速度的方法是：1、获得所需的最小厚度板坯结晶器坯壳。2、铸坯在模具所需的停留时间，获得凝固坯壳的厚度。3、根据晶体长度得到了理论的浇铸速度。 由凝固定律求得铸坯出结晶器时的坯壳厚度δ为：
δ?K结τ结 (4.29) 式中 τ结——铸坯在结晶器内的停留时间，min；
mm/min；受结晶器的冷却条件，铸坯断面尺寸，K结——铸坯在结晶器内的凝固系数，
钢液温度和性能的影响。
铸坯在结晶器内需要停留的时间为：
τ结=δ2/K结2 (4.30)
铸坯与结晶器并不是一直接触。设结晶器的有效接触长度为L结，则最大拉坯速度的理论计算式为：
vmax?L结/τ结?K结2L结/δ2 (4.31)
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本设计取L结=800mm；δ取18mm；K结取22mm/min。 则，vmax?222×0.8/182=1.195m/min
2） 工作拉速。为保证铸坯质量，工作拉速应小于最大理论拉速，实际计算时，工作拉速常按如下经验公式求得：
v?K式中 ：V ——工作拉速，m/min; L——铸坯横断面周边长，mm； S——铸坯横断面面积，mm2；
L(4.32) SK——速度换算系数，m·mm/min。与钢种、结晶器尺寸和冷却状态有关。可按下表4.7，通常小断面取较大值，大断面取较小值。
表4.7 拉坯速度换算系数
断面尺寸 K
小方坯 65～85
大方坯 55～75
板坯 55～80
圆坯 45～60
本设计中取K=60 m·mm/min。 则，v?60×1.2/0.3×0.3=0.8m/min
满足要求v 铸坯在连铸机内是边运动边凝固，在铸坯内形成了很长的液相穴。所谓液相深度即液芯长度是指从结晶器液面到铸坯全部凝固点的长度。它是确定弧形连铸机弧形半径和二次冷却区长度的一个重要参数。 由凝固定律可知，铸坯完全凝固时，坯厚与时间的关系为： D?2K综τ (4.33) 或 τ=(式中 D——铸坯厚度，mm； mm/min；大方坯为28～32mm/min，本设计取31mm/min。 K总——综合凝固系数， D2） (4.34) 2K综27 六盘水师范学院本科生毕业设计 τ=(D23002）=（）=23.41min 2K综2?31设拉坯速度为v；液芯长度为L液， τ=0.8× 23.41=18.73m (4.35) L液=v冶金长度 L冶≥vmaxτ=1.195×23.41=27.98m (4.36) （5）曲率半径 连铸机的曲率半径是指铸坯弯曲时的外弧半径。主要取决于铸坯的厚度，它标志着连铸机的形式和可能浇铸的最大铸坯厚度范围，是弧形连铸机的重要参数之一。对连铸机的总体布置、高度以及铸坯的质量也有影响。 曲率半径的计算与确定主要应考虑下述各项要求。 1）按铸坯凝固矫直时表面允许延伸率计算R。弧形铸坯在矫直时，外弧表面受到压缩变形，内弧表面产生拉伸变形。假定铸坯中心线不变形，断面仍为平面，如图4.3所示取C—C'段铸坯，其内弧表面延伸段AA'，外弧表面压缩段A\A\，AA'=A\A\，设铸坯外弧半径为R，铸坯厚度为D，则可写出内弧表面AB的延伸率ε为： A'B?ABAA'ε?×100%?×100% (4.37) ABAB 28 六盘水师范学院本科生毕业设计 图4.3铸坯矫直前后的延伸 根据△OAB与△C'AA'相似得： ''0.5DAA'AC×100% (4.38) ε?×100%=×100%?R－DABOB由于R≥D，因此上式可近似写为： ε?0.5D×100% (4.39) R在对铸坯矫直时，当内弧表面延伸变形率超过铸坯内弧表面允许的延伸率时，在铸坯内弧表面尤其是角部会出现横裂纹。因此，矫直时铸坯内弧表面的延伸率ε必须小于铸坯表面允许的延伸率[ε]。轴承钢的[ε]为0.9%～1.4%，本设计取1.3%。 ε≤[ε] (4.40) 所以必须， R≥0.5D (4.41) [ε]本设计中，D=0.3，[ε]=0.013；带入上式得： R≥11.54m 2）按经验式计算。连铸机圆弧半径及还可按下式初步估算： R=KD (4.42) 式中K为系数，根据目前连铸机的发展水平，一般取K=35～45。中小型铸坯K取35～40，大型铸坯K取40～45。碳素钢取下限，特殊钢取上限，本设计取K=40，则R=40×0.3=12m 参照现行国内轴承钢厂家。江阴兴澄特种钢铁有限公司采用R12m的300mm×300mm的大方坯连铸机。本设计连铸机半径为R=12m （6）连铸机流数 1）连铸机的台数、机数和流数 台数：凡共用一个钢包浇铸一流或多流铸坯的一套连铸机称为一台连铸机。 机数：具有独立的传动和工作系统，当其他机组出事故仍可照常工作的一组设备称为一个机组。一台连铸机可由一机或多机组成。 流数：每台连铸机所能同时浇铸的铸坯总根数称为连铸机流数。凡一台连铸机只有一个 29