结晶器液位控制详解.doc

内蒙古科技大学 过程控制课程设计 题 目：结晶器液位控制 学生姓名：…………………… 学 号：…………………… 专 业：测控技术与仪器 班 级：…………………… 指导教师：…………………… 2009 年 09 月 02 日 结晶器液位控制系统课程设计 摘 要 关键词：目 录 摘 要 II 第一章 结晶器 1 1.1 结晶器简介 1 1.1.1 结晶器的作用及类型 1 1.1.2结晶器的结构及组成 3 1.1.3 结晶器的材质 4 1.2 本设计主要完成的任务 5 第二章 结晶器液位控制及设计 6 2.1结晶器液位控制 6 2.1.1 结晶器液位控制的组成 6 2.1.2 结晶器液位控制系统的基本原理及功能 6 2.2 工艺对控制系统的要求 7 2.2.1 结晶器液位控制的浇注方法 8 2.2.1浇注方法简介 8 2.3 结晶器液位控制系统的控制方法 9 2.3.1控制中间包向结晶器内钢水的流入量 9 2.3.2结晶器控制系统的保护 12 2.4 仪表选型 12 附录 14 参考文献 15 结晶器 1.1结晶器简介 1.1.1 结晶器的作用及类型 1. 结晶器的作用 结晶器是连铸机的关键部件，是一个强制水冷的无底钢锭模，也称为连铸机的“心脏” 。其作用是使钢液在结晶器内均匀冷却，出结晶器下口时形成所需要的形状和尺寸、并有足够的坯壳厚度的铸坯。结晶器应具有下列性能： 1)有较好的导热性； 2)有较好的结构刚性，且便于拆装和调整，易于加工制造； 3)有较好的耐磨性及抵抗热应力的性能； 4)质量要轻，以便在振动时具有较小的惯性力。 结晶器的长度一般为700nlm左杆。近来随着拉坯速度的提高，结晶器的长度逐渐增加到90umn、．也有少数连铸机采用1200mm的长结晶器，它的作用为： 是钢液逐渐凝固成岁序规格、形状的坯壳； 通过结晶器的振动，使坯壳脱离结晶器壁而不被拉断和漏钢； 通过调整结晶器的参数，事铸坯不产生脱方、鼓肚和裂纹等缺陷： 保证坯壳均匀稳定的生长。保证坯壳均匀稳定的生长。 2.结晶器的性能 在中间包内钢水连续注入结晶器的过程中，结晶器受到钢水的静压力、摩擦力、钢水的热量等因素影响，工作条件极差。为了保证坯壳质量，顺利进行连铸生产，结晶器应具备的性能： (1)为使钢水迅速凝固，结晶器壁应具有良好的导热性和水冷条件； (2)为使凝固的初生坯壳与结晶器内壁不粘结，摩擦力小，在浇注过程中结晶器应做上下往复运动并加润滑剂； (3)为使铸坯形状准确，避免因结晶器变形而影响拉坯，结晶器应有足够的刚性及较高的再结晶温度； (4)结晶器的结构要简单，易于制造、装拆和调试，重量要轻，以减少振动时产生的惯性力，振动平稳可靠，寿命要足够长。 3. 结晶器的类型 (1)结晶器的类型按其内壁形状，可分为直形及弧形等： 1)直形结晶器。直形结晶器的内壁沿坯壳移动方向呈垂直形，因此导热性良好，坯壳冷却均匀。该类结晶器还有利于提高坯壳的质量和拉坯速度、结构较简单、易于制造、安装和调试方便；夹杂物分布均匀；但铸坯易产生弯曲裂纹，连铸机的高度和投资增加。直形结晶器用于立式、立弯式及直弧形连铸机。 2)弧形结晶器。弧形结晶器的内壁沿坯壳移动方向呈圆弧形，因此铸坯不易产生弯曲裂纹；但导热性比直形结晶器差；夹杂物分布不均，偏向坯壳内弧侧。弧形结晶器用在全弧形和椭圆形连铸机上。 (2)按铸坯规格和形状，可分圆坯、矩形坯、方坯、板坯及异型坯等。 (3)按其结构形式，可分整体式、套管式、组合式及水平式等。 1)整体式。整体式结晶器用一块钢锭制成，靠内腔表面四周钻出很多冷却水通道。特点是：刚度大，不易变形，制造成本高，难以维修。 2)管式结晶器。主要应用于方坯和圆坯，按冷却方式分为：喷淋冷却和水套冷却两种，特点是结构简单，易于制造与维护，铜管寿命长，成本低。 3)组合式。主要应用于板坯、大方坯、薄板坯，由4块带有冷却水通道的铜板组合而成。 4)水平式。水平连铸机的结晶器是不能振动的固定式结晶器；中间包与结晶器密封连接。结晶器内钢水静压力比弧形连铸机高5—6倍，因此成形的凝固坯壳紧贴结晶器内壁，传热效果好；但铸坯与结晶器壁问的摩擦阻力较大。 1.1.2 结晶器的结构及组成 结晶器的结构主要由内壁、外壳、冷却水装置及支撑框架等零部件组成。 1. 整体式结晶器 结晶器内壁和外壳部分都采用同一材料，即用整块紫铜或铸造黄铜，然后经机械加工而成，并在其内壁周围钻削许多小孔，用以通水冷却钢水和坯壳。结晶器内壁的形状和大小，取决于铸坯断面的形状和尺寸。整体式结晶器具有刚性好、强度高、寿命较长、导热性较好等优点，但耗铜量大，制造成本较高，维