随着钢铁行业和科学技术的迅猛发展,人们对钢铁产品的在线监测、质量管理和质量溯源的要求也越来越高,钢坯标识在现代企业连续化生产中发挥着重要作用。本课题研制了一套热钢坯端面在线标识设备,将每块钢坯对应的生产厂家、连铸机号、熔炼炉号、生产R期、钢种等内容构成唯一信息编号,适时地标识在钢坯端面,实现了钢坯的在线标识,克服了“混坯”现象,并为质量溯源提供了依据。本文首先分析了钢坯标识设备的国内外研究现状及发展趋势,根据厂方提供的技术要求和现场实际情况,确定了标识设备的工艺流程,给出了标识设备的整机组成及结构示意图,并介绍了电弧写字喷枪的基本工作原理。热钢坯端面在线标识设备包括写字机构、枪头保护机构、刮鳞机构、主箱体及龙门架五大模块,本文分别对各模块的机械结构、工作原理等做了详细叙述,运用CAD软件构建了各模块的结构模型,并根据设备的实际工作情况,对重要的零部件进行了研究分析,确保其满足使用要求。在结构设计完成后,本文对标识设备的主要部件进行了有限元分析,包括流体动力学仿真和静力分析两个部分。流体动力学仿真是在计算流体力学理论的基础上,运用Gambit构建写字喷嘴的二维模型,并将模型导入到Fluent中,研究了Laval喷管特性参数的变化情况,得到粒子射流的速度分布图,并将新型电弧写字喷嘴与普通电弧写字喷嘴的喷涂效果进行了对比分析；在大跨度龙门架的静力分析中,本文设计了四种结构形式,把Pro/Engineer构建的三维模型导入ANSYS Workbench,通过静力分析,得到龙门架的最佳设计方案,并在此基础上进行了结构改进设计,进一步提高了大跨度龙门架的静力学特性,此外还对主箱体框架进行了静力分析,验证了主箱体框架结构设计的合理性,保证了标识设备运行安全可靠。本课题所研制的热钢坯端面在线标识设备,不仅可以保证标识准确率,标识出清晰、美观的字符,而且能降低工作人员的劳动量,提高生产线的自动化和标准化水平,增强钢铁生产厂家的市场竞争力。