生產(chǎn)高質(zhì)量小圓坯的連鑄機(jī)技術(shù)改造

1、生產(chǎn)高質(zhì)量小圓坯連鑄機(jī)的技術(shù)改造（提綱）圓坯（大方坯）連鑄技術(shù)研討會(huì)論文 上海新中連鑄技術(shù)工程公司 葉 楓煙臺(tái)金澄精密線(xiàn)材有限公司魯健波、紀(jì)延波2009年8月生產(chǎn)高質(zhì)量小圓坯的連鑄機(jī)技術(shù)改造上海新中冶金設(shè)備廠(chǎng) 葉 楓 煙臺(tái)金澄精密線(xiàn)材有限公司 魯健波、紀(jì)延波一 前言（技術(shù)改造的背景）煙臺(tái)金澄精密線(xiàn)材有限公司煉鋼廠(chǎng)的前身是煙臺(tái)黃海鋼廠(chǎng) 建設(shè)在九十年代的老電爐煉鋼廠(chǎng)，配備有公稱(chēng)容量30t（現(xiàn)已擴(kuò)容為40t）的電弧爐3座（常開(kāi)2座），40tLF爐2座（常開(kāi)1座），與2座電弧爐配合生產(chǎn)的是一臺(tái)R6m的3機(jī)3流的2#小方坯連鑄機(jī)，為了擴(kuò)大品種，已被改造成可兼容生產(chǎn)Ø110Ø160園坯

2、的方圓坯連鑄機(jī)；由于該連鑄機(jī)使用年久，有些設(shè)備已嚴(yán)重變形如：結(jié)晶器振動(dòng)梁變形嚴(yán)重，結(jié)晶器振動(dòng)裝置也已產(chǎn)生變形和磨損，二冷導(dǎo)向段也嚴(yán)重變形，有些工藝技術(shù)及裝備已屬老化，拉矯機(jī)是采用氣缸壓緊的一點(diǎn)矯直形式，技術(shù)嚴(yán)重老化，出坯系統(tǒng)的推鋼式冷床也不適應(yīng)園坯的生產(chǎn)等等；這些現(xiàn)象嚴(yán)重地制約了生產(chǎn)的正常運(yùn)行，主要表現(xiàn)在：設(shè)備運(yùn)行故障率高，維修工作量大，拉速上不去（Ø110、Ø120的最高拉速只能達(dá)2.6m/min），并影響到產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定；為此，煙臺(tái)金澄精密線(xiàn)材有限公司邀請(qǐng)上海新中冶金設(shè)備廠(chǎng)為該臺(tái)連鑄機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造。二 連鑄機(jī)技術(shù)改造內(nèi)容及技術(shù)特點(diǎn)2.1 連鑄機(jī)技術(shù)改造的內(nèi)容根據(jù)鋼廠(chǎng)的要

3、求及連鑄機(jī)實(shí)際狀況的考察，結(jié)合電爐的生產(chǎn)能力將隨著電爐變壓器能量擴(kuò)大而增加的具體條件，決定本次連鑄機(jī)改造的主要內(nèi)容為： · 結(jié)晶器振動(dòng)裝置的機(jī)械部分的改造（不包括傳動(dòng)部分）及更換嚴(yán)重變形的振動(dòng)梁· 二冷導(dǎo)向段包括活動(dòng)導(dǎo)向段和固定導(dǎo)向段二部分均改造成帶有水冷裝置的適應(yīng)柔性引錠工作的免調(diào)整形式導(dǎo)向段，以保證鑄坯和引錠桿通過(guò)導(dǎo)向段時(shí)具有較高精度的弧形導(dǎo)向· 二冷配水自動(dòng)控制及二冷噴淋系統(tǒng)的改造，其中二冷二段改造為氣水霧化噴嘴 · 拉矯機(jī)及拉矯機(jī)公用底座的改造，拉矯機(jī)采用全水冷連續(xù)矯直形式的拉矯機(jī) · 切前輥道的改造· 輔助拉矯機(jī)及其公用底座

4、的改造· 機(jī)械剪改造成火焰切割機(jī) · 增設(shè)主液壓站，每個(gè)拉坯輥上的液壓缸的供油壓力均可分別單獨(dú)進(jìn)行調(diào)節(jié) · 增設(shè)集中干油潤(rùn)滑系統(tǒng) · 三電系統(tǒng)基本利舊僅是相應(yīng)設(shè)備的改造作局部的適應(yīng)性改進(jìn) 由于改造的仃產(chǎn)施工周期要求在10天以?xún)?nèi)完成（盡可能提前23天），因此，其中的“機(jī)械剪改造成火焰切割機(jī)”及“二冷配水自動(dòng)控制”二項(xiàng)提前進(jìn)行了改造。2.2 技術(shù)改造的主要特點(diǎn) 高精度免調(diào)整形式的水冷導(dǎo)向段由于該連鑄機(jī)是采用柔性引錠桿，因此，導(dǎo)向段設(shè)計(jì)時(shí)采用二段式結(jié)構(gòu)，靠近結(jié)晶器下口的上面一段，設(shè)計(jì)成活動(dòng)導(dǎo)向段，利用氣缸作為動(dòng)力，在連鑄機(jī)送引錠時(shí)，將活動(dòng)導(dǎo)向段推入，起到送引錠

5、桿時(shí)的導(dǎo)向作用，開(kāi)澆時(shí)，當(dāng)引錠頭進(jìn)入導(dǎo)向區(qū)時(shí)，可將活動(dòng)導(dǎo)向段從澆鑄區(qū)移去，此時(shí)，這一區(qū)域就像剛性引錠桿的連鑄機(jī)一樣，除了噴淋一段的噴淋管外，就沒(méi)有其它設(shè)備了，便于快速處理事故；導(dǎo)向段的下面一部分設(shè)計(jì)成“香蕉”形的水冷固定導(dǎo)向段，導(dǎo)向段上安裝有3組精確加工定位在R6m弧線(xiàn)上的的托輥，由于該臺(tái)連鑄機(jī)生產(chǎn)規(guī)格較多，為了防止鑄坯走偏，在第一組和第三組托輥上安裝有采用水冷汽缸驅(qū)動(dòng)的“V” 形壓輥，在三組托輥間還裝有多組送引錠用的導(dǎo)向片保證柔性引錠桿能順利地送入結(jié)晶器；噴淋二段的噴淋管及噴嘴也固定在“香蕉”形的固定導(dǎo)向段上，3流的固定導(dǎo)向段均固定在二組水冷公用梁上，公用梁上的固定節(jié)點(diǎn)均經(jīng)過(guò)精密的機(jī)械加工，

6、只要按圖紙要求將公用梁精確安裝定位，然后將固定導(dǎo)向段安裝在公用梁上，固定導(dǎo)向段上的托輥就精確地定位在R6m的弧線(xiàn)上，不需要再進(jìn)行調(diào)整。 采用全水冷連續(xù)矯直型式的拉矯機(jī) 拉矯機(jī)是連鑄機(jī)的關(guān)鍵設(shè)備，在設(shè)計(jì)上采用了全水冷的結(jié)構(gòu)，除了機(jī)架、輥?zhàn)?、軸承座均通水內(nèi)冷外，并采用帶有水冷外套的傳動(dòng)減速機(jī)，同時(shí)對(duì)通過(guò)拉矯機(jī)的紅熱鑄坯的外面再加上一個(gè)水冷罩殼，徹底改變了拉矯機(jī)的工作環(huán)境，按這種形式設(shè)計(jì)的拉矯機(jī)其維修周期可達(dá)一年半以上，可大幅度提高連鑄機(jī)的作業(yè)率；拉矯輥的排列采用等應(yīng)變的連續(xù)矯直輥列排列方法，使鑄坯在連續(xù)矯直區(qū)被矯直時(shí)，其矯直的變形速率控制在10-4·s1之內(nèi)，從而可以避免鑄坯在矯直時(shí)產(chǎn)生

7、鑄坯內(nèi)部的矯直裂紋，有利于提高鑄坯的內(nèi)部質(zhì)量；該拉矯機(jī)的液壓缸采用上置式安裝方式，便于設(shè)備的維修保養(yǎng)，同時(shí)采用了一種特殊的壓緊方式，既可避免鑄坯被壓成橢圓又可防止拉坯時(shí)鑄坯出現(xiàn)下滑現(xiàn)象，可保證鑄坯的橢圓度不超標(biāo)。 合理的噴嘴布置及合理而有效的二冷自動(dòng)配水模型 二次冷卻噴嘴布置及冷卻制度對(duì)保證鑄坯質(zhì)量也是至關(guān)重要的方面。二次冷卻噴淋系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上采用了：足輥段和噴淋一段采用全水噴嘴，噴淋二段采用氣水霧化噴嘴，由氣霧噴嘴將鑄坯從全水冷卻過(guò)渡到空冷，對(duì)鑄坯內(nèi)的溫度分布起到了均勻的作用，這種冷卻模式不僅有利于提高鑄坯質(zhì)量，同時(shí)還可節(jié)省壓縮空氣和水的耗量；由于噴嘴的選型和布置較為合理并配合以合理的冷卻強(qiáng)度

8、，對(duì)提高鑄坯的內(nèi)部質(zhì)量起到了十分良好的效果。3效果及分析3.1 連鑄機(jī)改造后的實(shí)際效果 該臺(tái)連鑄機(jī)主要生產(chǎn)的連鑄坯規(guī)格為：Ø110、Ø120、Ø130、Ø140、Ø150和Ø160mm的小圓坯，都采用浸入式水口保護(hù)渣澆注方式生產(chǎn)，對(duì)于Ø110、Ø120mm的規(guī)格可以說(shuō)是世界上采用浸入式水口保護(hù)渣澆注生產(chǎn)的最小規(guī)格了，這是屬于煙臺(tái)金澄精密線(xiàn)材有限公司工人和技術(shù)人員在連鑄技術(shù)上做出的貢獻(xiàn)，是具有創(chuàng)新的操作技術(shù)；該臺(tái)連鑄機(jī)的改造工作是在2008年3月份完成的，至今已生產(chǎn)了將近一年半的時(shí)間，改造后的效果主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：

9、 連鑄機(jī)運(yùn)行時(shí)的故障率降低，維修工作量減少，作業(yè)率提高 連鑄機(jī)生產(chǎn)時(shí)拉坯速度得到提高 改造后Ø110、Ø120mm規(guī)格的拉坯速度最高可以到達(dá)3.63.8m/min，考慮到爐機(jī)匹配正常的拉速控制在3.33.5m/min；Ø150mm的拉速也可達(dá)到2.5m/min以上。 鑄坯質(zhì)量得到保證 從下一頁(yè)的隨機(jī)所取的低倍試片可見(jiàn)：圓坯的等軸晶區(qū)面積很大，中心的縮孔、中心疏松、中心偏析幾乎都是0級(jí)，而該臺(tái)連鑄機(jī)并沒(méi)有配置結(jié)晶器電磁攪拌裝置，鑄坯的內(nèi)部質(zhì)量非常良好。3.2 分析 優(yōu)質(zhì)的鋼水（高純凈度、合適的過(guò)熱度）是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)連鑄坯的必要條件 在沒(méi)有配置結(jié)晶器電磁攪拌裝置的條件下，能取得如此良好的低倍照片，說(shuō)明該廠(chǎng)的鋼水過(guò)熱度控制的很好，但是要保證在較低的過(guò)熱度情況下能正常澆注下去，鋼水的純凈度是不能忽視的，否則就會(huì)造成堵水口現(xiàn)象而澆不下去；對(duì)于鋁脫氧鋼，可用酸溶鋁(AlS表示)和總鋁（AlT表示）的比例：AlS/AlT90% 要求鋼水的純凈度；對(duì)于非鋁脫氧鋼可用鋼的全氧（OT表示），對(duì)圓坯，要求OT30ppm。 僅有鋼水質(zhì)量并不一定能生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的鑄坯，改造前同樣的鋼水質(zhì)量但生產(chǎn)的鑄坯質(zhì)量不穩(wěn)定，充分說(shuō)明了這一問(wèn)題。 高精度的連鑄機(jī)及合理控制澆注工藝（包括配水制度）也是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)連鑄坯的必要條件 從下一頁(yè)的低倍照片可以看出鑄坯的質(zhì)量非常良好，在沒(méi)有結(jié)晶器電磁攪拌