1、材料成型設(shè)備機電系課程的地位、目的和任務(wù)本課程涵蓋了連鑄、軋制、鍛壓、擠壓與拉拔、焊接、塑料成型設(shè)備的主要內(nèi)容,以成型方法為主線,以各種類型主體設(shè)備為重點,吸收了本領(lǐng)域的一些最新研究成果,全面闡述了各種成型設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點,參數(shù)選擇,強度、變形計算、工(模)具調(diào)整及質(zhì)量控制。本課程在拓寬知識面的基礎(chǔ)上,強調(diào)基本概念,注重理論與實際應(yīng)用的結(jié)合,在保證設(shè)備結(jié)構(gòu)選型、主要零部件強度計算等教學(xué)要求的前提下,著重突出設(shè)備的主要參數(shù)選擇。鑄造主要分為：連續(xù)鑄造（投資大）半連續(xù)鑄造模鑄連續(xù)鑄造：整個鑄造過程連續(xù)化，無生產(chǎn)間 隔；主要應(yīng) 用于鋼材、銅材、鋁材錠坯的生產(chǎn)。半連續(xù)鑄造：整個鑄造過程半連續(xù)化，一個生

2、產(chǎn)周期到下一個周期有一個時間間隔；主要生產(chǎn)大型銅、鋁錠坯。第一部分 連續(xù)鑄造設(shè)備連續(xù)鑄造過程簡圖1.1 連續(xù)鑄造的分類（1）按臺、機、流分：Z表示澆鑄鋼包數(shù)-臺 X表示驅(qū)動系統(tǒng)數(shù)-機 Y表示鑄坯流數(shù)-流 稱Z臺X機Y流（2）按結(jié)晶器類型分：固定或隨動式連鑄。（3）按連鑄機型分：立式、立彎式、直結(jié)晶器 立彎式、結(jié)晶器弧形、全 弧形連鑄、水平連鑄等。（4）按鑄坯的彎曲矯直方式分： 單點、多點矯直連鑄；連續(xù)彎矯連鑄；漸漸 矯直連鑄 。（5）按鑄造材料分： 連鑄鋼、鑄鋁、鑄銅、鑄鎂等。(6）按澆鑄斷面分： 板坯、帶坯、圓坯小方坯、大方坯連鑄等(7） 按鑄坯厚度分： 150mm 常規(guī)板坯； 90-150

3、mm 中厚板坯； 40-70(90)mm 薄板坯； 25mm 帶坯； 10mm 薄帶坯； 3mm 極薄帶坯； 目前連鑄極薄帶坯可達(dá)0.15-0.3mm。(8）按是否近終成型分： 傳統(tǒng)連鑄、近終連鑄1.2傳統(tǒng)連續(xù)鑄造設(shè)備1.2.1傳統(tǒng)連鑄的一般過程（P2）立式連鑄的特點：（1）鑄造過程中，錠坯在豎直方向運動，除本身自重 外，不受其它外力，不需矯直。（2）冷卻條件相同，故橫斷面組織均勻。（3）機身很高，鋼水靜壓力大，錠坯易鼓。（4）由于高度的原因，所以投資大，錠坯長度也受限。 弧形連鑄的特點：（1）機身高度低，約為立式的1/3。（2）水平出錠坯，長度不受限，有利于高速澆鑄。（3）組織易產(chǎn)生偏析。（

4、4）設(shè)備的弧度制造、安裝等較為麻煩。 水平連鑄的特點：（1）機身高度低，高度=3m。（2）錠坯在運動過程中沒有彎曲，故裂紋較少。（3）結(jié)構(gòu)簡單、投資少。（4）產(chǎn)量低，一般澆鑄小斷面錠坯，如薄帶等。主要包括：鋼包中間包 鋼包：轉(zhuǎn)運鋼水及進(jìn)行澆鑄 鋼包內(nèi)襯長時間與高溫鋼水 接觸，合適的耐火材料很重要1.2.2澆鑄設(shè)備中間包：鋼包與中轉(zhuǎn)包的中轉(zhuǎn)容器作用：1、減小鋼水靜壓力，使其平穩(wěn)注入 結(jié)晶器。2、減小鋼水沖擊引起的飛濺或紊 流，凈化鋼水。3、多流連鑄，中間包分流。4、存儲鋼水，保證連續(xù)生產(chǎn)。5、實現(xiàn)某些合金元素的添加，即中間包冶金。結(jié)晶器是鑄造的模具。一般由銅或石墨塊制成。結(jié)晶器作用：金屬液體初步

5、凝固成殼的模具。（外表面成殼，鑄坯內(nèi)部可能還是液體，所以還需要二次冷卻）結(jié)晶器材料的要求：較好的導(dǎo)熱性、剛性、不易變形，內(nèi)表面要耐磨損等 斷面形狀分：直形結(jié)晶器立式、立彎式、直弧形連鑄機弧形結(jié)晶器全弧形和橢圓形連鑄機按結(jié)構(gòu)分：管式結(jié)晶器小方坯、圓坯、矩形坯組合式結(jié)晶器大方坯、板坯等1.2.3結(jié)晶器及振動機構(gòu)管式結(jié)晶器結(jié)構(gòu)：P7，圖1-10組合式結(jié)晶器結(jié)構(gòu)： P8，圖1-121.2.3.2 結(jié)晶器的振動機構(gòu)振動機構(gòu)的作用：強制脫模減少磨擦提高錠坯表面質(zhì)量 細(xì)化晶粒目前主要連鑄機上的振動機構(gòu)主要有： 短壁四連桿振動機構(gòu)主要用于方坯連鑄機 四偏心輪式振動機構(gòu)主要用于板坯連鑄機1.2.4 二次冷卻系統(tǒng)

6、 從結(jié)晶器出來的鑄坯雖已形成，但其坯殼一般只有10-30mm厚。由于內(nèi)部的熱量很難及時散發(fā)出來，而鋼水的靜壓力會對坯殼產(chǎn)生力的作用而使坯殼變形。另一方面也可大大提高生產(chǎn)效率。 二次冷卻是對離開結(jié)晶器后的鑄坯進(jìn)行繼續(xù)冷卻至完全凝固成固態(tài)的金屬的過程。 二次冷卻系統(tǒng)：支撐導(dǎo)向設(shè)備、噴水管路、基礎(chǔ)底座。1.2.5 拉坯矯直裝置： 對于弧形或水平連鑄機，當(dāng)鑄坯拉坯后還必須矯直。 拉坯矯直裝置包括引錠桿、拉坯矯直機。 矯直方法：一點拉矯、多點拉矯、連續(xù)矯直、 壓縮矯直等。1.2.6 切割裝置：對鑄坯進(jìn)行定尺。1.2.7 輥道及后步工序：熱送、冷卻、精整、出坯等連鑄連軋Continuous Casting

7、 and Direct Rolling （CC-DR）：是指將高溫?zé)o缺陷的鑄坯無需清理和再加熱，而直接軋制成材的工藝。特點：近終成形，工藝簡單、設(shè)備減少、生產(chǎn)線短、省去粗軋及部分精軋、生產(chǎn)周期縮短、節(jié)約能源、成材率平均提高10%以上。典型的連鑄連軋工藝：緊湊式熱帶生產(chǎn)工藝（Compact Strip Production, CSP）在線熱帶生產(chǎn)工藝（Inline Strip Production, ISP） 生產(chǎn)高質(zhì)量產(chǎn)品的靈活薄板坯軋制工藝（Flexible Thin Slab Caster, FTSC） 1.3 連鑄連軋1.4 連續(xù)鑄軋 將熔融金屬由高溫陶瓷導(dǎo)入內(nèi)部通有冷卻水的旋轉(zhuǎn)兩軋輥的輥縫間，直接以軋輥作為結(jié)晶器，一邊凝固一邊軋制，直接獲得20mm以下至幾mm的薄帶坯。 特點：后續(xù)加工中不必進(jìn)行熱軋,大量節(jié)約能源。 主要有： 輪帶式鑄軋機、雙帶式鑄軋機、雙輥式鑄軋機 連續(xù)鑄軋系統(tǒng)主