拉速计算
拉坯速度(简称拉速)是以连铸机每一流每分钟拉出铸坯长度(m 来表示。拉速愈大,铸机的生产能力愈大,但它有一定的限度,因为 钢水的凝固速度限制了铸坯出结晶器时的坯壳厚度,拉速愈高,坯壳 愈薄,易产生过大变形甚至漏钢。同时又会造成铸坯内部的疏松和缩 孔,使质量变坏。在一定的工艺条件下,为了得到很好的经济效益, 在寻求最佳拉速时,必须满足两个基本要求:一是铸坯出结晶器下口 时具有一定的坯壳厚度,以防止过大变形和拉漏;二是铸坯内、外部 质量良好。 一、理论拉速
实际上,连铸机的最大拉速取决于铸坯出结晶器时不致于发生变形或 拉漏所需要的最小坯壳厚度。根据这个原则,确定拉速的方法是:首 先设法求得各种断面铸坯出结晶器时所需的最小坯壳厚度,
以及为了
获得这个厚度,铸坯在结晶器内所需停留的时间,然后由已定的结晶 器长度便可求出拉速的理论值。
由凝固定律求铸坯出结晶器时的坯壳厚度 8为:
式中T结---铸坯在结晶器内的停留时间,min
n结---铸坯在结晶器内的凝固系数,
mm/ . min ;他主要取决于
结晶器的冷却条件,铸坯断面尺寸,钢液温度和性质,通常小断面铸 坯n结取28?31 mm/ .min ;大断面铸坯取24?26 mm/ > min。 根据目前的操作水平,铸坯出结晶器时所需的最小坯壳厚度如下: 碳素钢:大断面为25mm左右,小断面为10mm左右,合金钢可略薄
为了获得此稳定的坯壳厚度,铸坯在结晶器内停留的时间为:
由于结晶器内壁和铸坯之间存在气隙,因而铸坯并不是在结晶器的整 个长度上都与结晶器接触。设结晶器的有效接触长度为Lmax,则最大拉
2 2
速的理论计算公式为:Vnax=Lmax/ T结=n结L ma, 8 结晶器的有效接触长度与结晶器的刚性、倒锥度和拉速有关。 二、工作拉速
在实际生产中,为了改善铸坯质量(如内裂、偏析、表面质量等), 使用的工作拉速应小于最大理论拉速,因此通常所说的连铸机拉速是 指工作拉速。
工作拉速计算的经验公式:
V=KL/S
其中:V—拉速,m/min; L —铸坯横断面周边长,mm
S—铸坯横断面面积,mm K —速度换算系数,m?mm/min其值
由钢种、结晶器尺寸和冷却状态等因素决定,可参照下表。一般小断
面取较大值,大断面或宽厚比较大的取较小值
拉坯速度换算系数
断面形状 小方坯 大方坯 板坯 圆坯 K 65 ?85 55 ?75 55?65 45?55 拉速与定径水口的关系
连铸拉速与定径水口直径的平方成正比,与铜管截面积成反比。
方法一:已知,若要保证铜管内液面不变,则单位时间内拉出铜管的 钢坯体积应等于由定径水口注入铜管钢水的体积
(忽略钢水由液体变
成固体时的收缩率),即V钢坯拉速x Bx D =V水口下落钢水平均流速XnX d /4 其 中B D为连铸坯的宽度和厚度,d为定径水口直径。所以由:
V钢坯拉速i x Bi x Di /(V 钢坯拉速 2X B2X D2)=
(V 水口下落钢水平均流速 x n x d2 /4 V水口下落钢水平均流速 XnX( di /4 )
-------------------- V 水口下落钢水平均流速 是个定值
2
V钢坯拉速
2 2
可推出:
1 di
B2D2 Bi 1
D
2
▼钢坯拉速2 d 2
方法二:拉坯速度 V单位m/min;
浇注速度是指单位时间注入结晶器内钢水的数量,单位是
kg/min ?流 或t/min ?流,用符号q表示。与拉坯速度关系如下: V二q/(rBD)或 r x VBD=q
其中B —连铸坯宽度,单位 m D —连铸坯厚度,单位m r —钢的密 度,单位:t/m3 由乞=虫汉
rB2D2 = qi
疋B2D2 _____________________
公式一
V2 q2 rB1D1 q2 B1D1
因为 qx t= p x( n x d2/4 ) 其中t—时间;p—钢水密度;d—水口直径。
2 d
所以虫=岂
------------ 公式二
q2 d2
结合公式一和公式二得出:
V钢坯拉速i
V钢坯拉速
d1
B2D2 B1D1
2
注意:方法一中的 V 水口下落钢水平均流速 和方法二中的浇注速度q不是一个 概念
V钢坯拉速V钢坯拉速
1 2
d1
B2 D2 计算, Bi Di
已知现知道150X 150方坯在定径水口是14.5的时候,铸机拉速为
1.4m/min。求150X 230矩形坯在定径水口是15的时候的铸机拉速。
2
v
—
15
1.4 14.5
2 *
150 150
150 230
V =
拉速与定径水口直径的关系
水口直径 钢坯宽度 钢坯厚度 待求钢坯拉 速 已知钢坯拉速V B D d 14.5 150 150 1.4 13.5 14 14.5 15 15.5 16 16.5 17 17.5 18
230 230 230 230 230 230 230 230 230 — 230 丁 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 0.791449103 0.851160627 0.913043478 [0.977097658 1.043323166 P 1.111720002 1.182288166 1.255027659 P 1.329938479 1.407020628