连铸结晶器自动加渣机关键技术研究

摘要

连铸生产中，结晶器矩形熔腔中钢液表面要始终覆盖一层适当厚度的用来稳定浇注操作和改善钢坯表面质量的结晶器保护渣。钢铁企业主要利用人工投撒保护渣，工人工作环境恶劣，且人工投撒钢坯质量不稳定。
　　针对现有加渣设备的主要技术缺陷，进行了深入研究。
　　(1)针对布料准确性与设备结构紧凑性的矛盾，在双输料管摆动式自动加渣机的基础上提出布料区域矩形化补偿技术，设计出了将双输料管摆动式自动加渣机的扇形布料区域纠正为矩形的机构，实现了输料管张合摆动的同时进行前后补偿运动的功能。在保证布料区域与保护渣投撒区域吻合的前提下，进一步缩小了设备体积。
　　(2)针对保护渣输送过程颗粒粒度完整性难以保证的问题，利用离散元仿真软件，进行螺旋输送过程中物料破碎机理研究。设计了一种“刀刃”状变径变螺距输料螺旋，从进料口段控制保护渣的填充率，降低保护渣的摩擦粉化或挤压破碎，在输送段设置大于颗粒直径的顶隙值以及减少叶顶的碾压面积，消弱保护渣的叶顶碾压破碎情况，降低保护渣在螺旋输送过程中的破碎率，使保护渣的性能得到正常发挥。
　　(3)针对保护渣布料不均匀渣量供需难平衡的问题，提出了一种非线性曲线出料口变径变螺距螺旋“帘状”落料技术，解决自动加渣机沿结晶器宽度方向上布料的均匀性问题。同时，利用运动学分析软件，求解了出料口中心的运动速度，解决自动加渣机沿结晶器宽度方向上布料的均匀性问题，为实现均匀布料提供了完备的理论基础。

目录

声明

摘要

1．1．1 板坯连铸工艺技术

1．1．2 连铸过程中保护渣的功能和作用

1．1．3 加渣操作不当的影响

1．1．4 自动加渣设备研究现状

1．2 研究目的和意义

1．3 研究的主要内容

1．4 课题来源

1．5 研究的技术路线

第2章 布料区域矩形化补偿技术

2．1 布料区域矩形补偿原理

2．2 摆动平移式矩形化补偿机构设计

2．2．1 摆动平移式矩形化补偿机构总体方案拟定

2．2．2 摆动平移式矩形化补偿机构补偿凸轮设计

2．3 平移摆动式矩形化补偿机构设计

2．3．1 平移摆动式矩形化补偿机构总体方案拟定

2．3．2 平移摆动式矩形化补偿机构补偿凸轮设计

2．3．3 平移摆动式矩形化补偿机构方案完善

2．4 本章小结

第3章 保护渣低破碎率输送技术

3．1 保护渣低破碎输送的意义

3．2 螺旋输送过程颗粒破碎现象研究现状

3．3 离散元仿真理论基础

3．4 螺旋输送过程颗粒破碎现象离散元仿真分析方法

3．4．1 螺旋输送过程保护渣破碎情况前期经验

3．4．2 螺旋输送过程，颗粒破碎机理预测

3．4．3 螺旋输送机仿真模型建立

3．4．4 螺旋输送机仿真模型参数

3．4．5 颗粒破碎情况评价方式

3．5 颗粒摩擦粉化或挤压破碎现象离散元仿真分析

3．5．1 不同物料填充率颗粒破碎情况分析

3．5．2 不同叶片截面形状颗粒破碎情况分析

3．5．3 不同螺距颗粒破碎情况分析

3．6 颗粒碾压破碎现象离散元仿真分析

3．6．1 不同顶隙值颗粒破碎情况分析

3．6．2 不同偏心距飘粒破碎情况分析

3．7 低破碎率螺旋输送机设计

3．8 本章小结

第4章 “帘状”落料均匀布料技术

4．1 保护渣均匀按需投撒的意义

4．2 保护渣均匀投撒的实现条件

4．3 “帘状”落料离散元仿真分析方法

4．3．1 “帘状”落料技术分析

4．3．2 落料仿真模型建立

4．4 螺旋线型出料口落料离散元仿真分析

4．5 直线倾斜式出料口落料离散元仿真分析

4．6 非线性曲线出料口变径变螺距螺旋落料离散元仿真分析

4．7 “帘状”落料实验装置设计

4．8 布料区域矩形化补偿机构运动速度分析

4．8．1 摆动平移式自动加渣机布料均匀性分析

4．8．2 改进的平移摆动式自动加渣机布料均匀性分析

4．9 本章小结

5．1 结论

5．2 创新点

5．3 展望

致谢

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间发表的论文和申请的专利

附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目和所获奖励

附录3 设计的实验装置