板坯連鑄機(jī)彎曲段的工作原理

1、板坯連鑄機(jī)彎曲段的工作原理工程收藏轉(zhuǎn)發(fā)至天涯微博懸賞點(diǎn)數(shù)10該提問已被關(guān)閉2個回答匿名提問2009-04-2611:36:26板坯連鑄機(jī)彎曲段的工作原理啜最佳答案297006692009-04-2612:52:27近年來，我國鋼鐵行業(yè)發(fā)展迅速，我國已成為世界上鋼鐵消費(fèi)和鋼鐵生產(chǎn)大國，2005年我國的粗鋼產(chǎn)量3.4億噸，連鑄比達(dá)到95%以上。其中由于連鑄具有顯著的高生產(chǎn)率、高成材率、高質(zhì)量和低成本的優(yōu)點(diǎn)，因此連鑄技術(shù)對鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)流程的變革、產(chǎn)品質(zhì)量的提高和結(jié)構(gòu)化等方面起了革命性的作用。鋼鐵技術(shù)的引進(jìn)為我國鋼鐵工業(yè)的發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)，特別是上世紀(jì)90年代以來，連鑄技術(shù)的引進(jìn)與推廣極大的壯大了

2、我國鋼鐵工業(yè)的實(shí)力，同時在連鑄技術(shù)的消化吸收和創(chuàng)新的方面也取得了長足的進(jìn)步，極大提高了我國連鑄技術(shù)的自行設(shè)計(jì)和制造能力，實(shí)現(xiàn)了連鑄技術(shù)的國產(chǎn)化。中冶京誠（原北京鋼鐵設(shè)計(jì)研究總院）在板坯連鑄技術(shù)的集成創(chuàng)新和自主開發(fā)方面始終走在前列，隨著國內(nèi)連鑄技術(shù)和連鑄設(shè)備制造能力的發(fā)展與進(jìn)步，為我國板坯連鑄機(jī)的國產(chǎn)化做出了重要貢獻(xiàn)。板坯連鑄國產(chǎn)化實(shí)踐板坯連鑄機(jī)機(jī)型經(jīng)歷了由立式-弧形-直弧形的發(fā)展歷程，特別是從世界上近10多年來新建的高質(zhì)量板坯連鑄機(jī)來看，直弧形連鑄機(jī)已成為發(fā)展趨勢和方向。直弧形連鑄機(jī)兼具弧形和立式連鑄機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，可根據(jù)產(chǎn)品方案和生產(chǎn)品種的不同，設(shè)計(jì)不同的基本弧半徑和適宜的結(jié)晶器及以下的直線段長度

3、，從而大大提高鑄坯的潔凈度和內(nèi)部質(zhì)量；國內(nèi)外的生產(chǎn)實(shí)踐證明，特別是在生產(chǎn)汽車用鋼、管線鋼等高質(zhì)量鋼方面，直弧形板坯連鑄機(jī)有不可替代的作用。中冶京誠是國內(nèi)最早研究開發(fā)并參與引進(jìn)消化國外先進(jìn)直弧形板坯連鑄工藝及裝備技術(shù)的單位。多年以來，中冶京誠一直致力于研究開發(fā)、重視技術(shù)和理念的創(chuàng)新，先后成功地設(shè)計(jì)或總包建設(shè)了一大批技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平的板坯連鑄工程，擁有著豐富的先進(jìn)技術(shù)資源和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。無論是設(shè)計(jì)水平、總包能力還是設(shè)備集成技術(shù)，京誠公司在國內(nèi)板坯連鑄行業(yè)均占據(jù)著不可動搖的業(yè)績優(yōu)勢和技術(shù)領(lǐng)先地位。在多年的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)實(shí)踐中，開發(fā)出了如多種連鑄機(jī)機(jī)型的輻列設(shè)計(jì)（連續(xù)彎曲連續(xù)矯直技術(shù)）、結(jié)晶器銅板

4、傳熱計(jì)算、矯直反力計(jì)算、大包回轉(zhuǎn)臺有限元計(jì)算、扇形段有限元計(jì)算、小輻徑密排分節(jié)輻、結(jié)晶器電動及液壓調(diào)寬、扇形段遠(yuǎn)程調(diào)輻縫等軟件技術(shù)，以及結(jié)晶器液壓振動、動態(tài)二冷控制、扇形段輕壓下等連鑄工藝技術(shù)。新技術(shù)的不斷應(yīng)用大大提高了連鑄機(jī)的裝備水平和工藝技術(shù)水平，亦使京誠公司牢牢占據(jù)著國內(nèi)板坯連鑄機(jī)設(shè)計(jì)水平和行業(yè)業(yè)績的領(lǐng)先水平。至今為止，不包括與國外公司聯(lián)合設(shè)計(jì)的項(xiàng)目，中冶京誠成功完成設(shè)計(jì)或總承包的大中型板坯連鑄機(jī)共41臺49流；已投產(chǎn)的大中型常規(guī)板坯連鑄機(jī)國內(nèi)設(shè)計(jì)市場占有率近75%;設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力占全國板坯連鑄坯產(chǎn)量的50%。中冶京誠直弧形板坯連鑄機(jī)的設(shè)計(jì)范圍：鑄坯厚度：150300mm,鑄坯寬度：700

5、3000mm,拉速0.52.0m/min;生產(chǎn)的鋼種主要包括：普碳鋼、優(yōu)碳鋼、低合金高強(qiáng)鋼、船板鋼、管線鋼、壓力容器鋼、橋梁鋼、汽車大梁用鋼、深沖鋼、工程機(jī)械用鋼、不銹鋼、硅鋼等。近年來中冶京誠投產(chǎn)及設(shè)計(jì)的主要直弧形板坯連鑄機(jī)業(yè)績表：序號用戶名稱產(chǎn)量（萬噸/年）機(jī)型鑄坯規(guī)格（mm（mm）范圍投產(chǎn)時間承德鋼鐵公司雙流板坯連鑄機(jī)2002X2直弧形R=10m150/180/200/220>900-1650總承包安鋼雙流板坯連鑄機(jī)2501X2直弧形R=10m210/230X800-1650總承包2006.6唐山不銹鋼新建板坯連鑄機(jī)1101X1直弧形R=8.4m150-220X900-1600總承

6、包2005.9北臺鋼鐵公司二期板坯連鑄機(jī)2X2直弧形R=8.4m180/210/230/250X800-1650總承包2006.9鞍山寶得板坯連鑄機(jī)直弧形R=8.4m180/200/250X800-1600總承包2005.9萊鋼銀山型鋼3#板坯連鑄機(jī)150直弧形R=10m200/250X1500-2100總承包2005.2天鋼3#板坯連鑄機(jī)1001X1180/200/250M050-1600總承包2005.6唐山中厚板1#板坯連鑄機(jī)1301X1直弧形R=10m180/250X1500-2100總承包北臺鋼鐵公司1#板坯連鑄機(jī)1251X1直弧形R=10m180/250X1500-2100總承包營

7、口中板廠2#板坯連鑄機(jī)1001X1直弧形R=10m180/220/250M500-2100總承包2005.9營口中板廠1#板坯連鑄機(jī)1001X1直弧形R=8.4m150/200/250M200-1600總承包2004.312韶關(guān)鋼廠新煉鋼2#板坯連鑄機(jī)1X1直弧形R=8.4m180/220/250M200-1600總承包2003.313昆明鋼鐵公司板坯連鑄機(jī)65-801X1直弧形R=8m200/230/250>900-1600設(shè)計(jì)200114柳州鋼鐵公司煉鋼廠板坯連鑄機(jī)45-651X1直弧形R=8m180/220X1050-1300設(shè)計(jì)200115上鋼三厚板坯連鑄機(jī)751X1直弧形R=1

8、0.5m200/250/300M200-2000設(shè)計(jì)1995.1016舞陽鋼廠厚板坯連鑄機(jī)40-601X1直弧形R=10.5m180/250/300M200-1900設(shè)計(jì)1992.11到目前為止，中冶京誠基本上完成了兩大系列（基本弧半徑8.4m和10m）連鑄機(jī)的自主開發(fā)和實(shí)際應(yīng)用，在實(shí)際生產(chǎn)中取得了良好的效果，具有投資省、工期短、達(dá)產(chǎn)快、效益高的特點(diǎn)：萊鋼單流2100mm寬板坯連鑄機(jī)，投產(chǎn)當(dāng)月產(chǎn)量即達(dá)10萬噸，鑄坯質(zhì)量良好；唐山不銹鋼公司的具有雙澆能力的板坯連鑄機(jī)，建設(shè)工期為7個月，由中冶京誠自主開發(fā)的板坯軟壓下技術(shù)一次投產(chǎn)成功。該系列連鑄機(jī)采用了一系列的新技術(shù)，以保證鑄坯質(zhì)量:采用直弧形連續(xù)

9、彎曲連續(xù)矯直全程多支點(diǎn)密排分節(jié)輻全程無氧化保護(hù)澆注系統(tǒng)大容量加堰和壩中間罐帶塞棒吹僦的鑄流澆注系統(tǒng)結(jié)晶器液面自動控制結(jié)晶器高精度小振幅高頻振動（機(jī)械或液壓）連續(xù)收縮輻縫二冷動態(tài)氣水霧化冷卻鑄機(jī)拉矯分散驅(qū)動全交流變頻等技術(shù)在提高鑄機(jī)作業(yè)率方面采用了如下先進(jìn)技術(shù):結(jié)晶器在線停機(jī)調(diào)寬結(jié)晶器至扇形段的整體更換和線外維修扇形段液壓遠(yuǎn)程調(diào)輻縫技術(shù)浸入式水口快速更換及事故閘板熱中間罐快速更換全程計(jì)算機(jī)跟蹤管理等技術(shù)。圖1樣板廠斷面圖示意板坯連鑄技術(shù)現(xiàn)狀與展望經(jīng)過近年來連鑄技術(shù)的自主研發(fā)和生產(chǎn)實(shí)踐，在生產(chǎn)高質(zhì)量鋼方面，中冶京誠形成了自己特有的一系列連鑄新技術(shù)：1大容量中間罐，優(yōu)化中間罐設(shè)計(jì)。以便提高鋼水收得率

10、和鋼的潔凈度中間罐工作液面深度為1200mm,溢流液面深度為1300mm。同時設(shè)置擋渣墻和堰,增加鋼水停留時間（9min以上），使鋼液中夾雜物充分上浮，有利于凈化鋼水。此外，在水口位置處中間罐底部局部凹下200mm,有利于減少澆注結(jié)束時中間罐鋼水殘留量。中間罐鋼水流量的控制采用塞棒控制。中間罐內(nèi)腔示意見圖2。圖2中間罐內(nèi)腔示意圖（單流和雙流）2全程無氧化保護(hù)澆注采用鋼包長水口及中間罐浸入式水口保護(hù)澆注，中間罐鋼液面覆蓋堿性保護(hù)渣，結(jié)晶器鋼液面覆蓋顆粒狀保護(hù)渣，其中鋼包長水口與鋼包滑動水口、浸入式水口與中間罐快換裝置及上水口之間接口處均采用吹僦密封，防止鋼水二次氧化和吸N、Ho設(shè)有液壓壓緊的鋼包

11、長水口安裝機(jī)構(gòu)，使得長水口的安裝操作更為方便。3優(yōu)化SEN設(shè)計(jì)和結(jié)晶器液面自動控制浸入式水口（SEN）的主要作用除保護(hù)鋼流防止鋼水二次氧化外，還能起到改變鋼流在結(jié)晶器內(nèi)的流動狀態(tài)，減少注流的沖擊深度，促進(jìn)夾雜物在結(jié)晶器內(nèi)上浮，以及分散注流帶入的熱量，利于坯殼的均勻生長，同時對結(jié)晶器的彎月面也能起到相應(yīng)的穩(wěn)定作用。一般可通過改變水口側(cè)孔傾角的大小來實(shí)現(xiàn)。自行設(shè)計(jì)的快速而準(zhǔn)確塞棒結(jié)構(gòu)，加上結(jié)晶器液面自動控制技術(shù)的采用可使結(jié)晶器液面的波動控制在3mm以下，達(dá)到提高鑄坯表面質(zhì)量和減少最終產(chǎn)品缺陷，提高連鑄機(jī)的操作水平。4直弧形連續(xù)彎曲連續(xù)矯直輻列布置在彎曲段采用連續(xù)彎曲技術(shù)，在矯直段采用連續(xù)矯直技術(shù)，

12、從而避免多點(diǎn)彎曲和多點(diǎn)矯直帶來的坯殼變形突變，使高溫坯殼的變形比較平滑，在恒定的變形速率作用下，使每一點(diǎn)的變形近似為無窮小，進(jìn)而避免了高溫坯殼因彎曲或矯直變形過大而產(chǎn)生的裂紋。根據(jù)產(chǎn)品方案的不同，可以設(shè)計(jì)不同基本弧半徑的直弧形連鑄機(jī)，根據(jù)我們的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)結(jié)晶器以下的直線段長度達(dá)到2.5m以上時，對提高鑄坯的潔凈度，達(dá)到生產(chǎn)高級汽車板的要求最為有利。同時，采用小輻徑密排分節(jié)輻技術(shù)，增加輻子的剛度，減少鑄坯的鼓肚變形，提高對的鑄坯的有效支撐，改善鑄坯質(zhì)量。圖3輻列計(jì)算變形曲線5動態(tài)二冷控制和凝固模型的應(yīng)用根據(jù)自主開發(fā)的板坯連鑄機(jī)凝固傳熱計(jì)算模型，確定最佳的二冷分區(qū)。根據(jù)該三維不穩(wěn)態(tài)模型，可計(jì)算出

13、不同鋼種、不同拉速、不同冷卻制度下的鑄坯凝固情況，進(jìn)而優(yōu)化二冷配水，得出不同鋼種在不同拉速下的二冷水表，對鑄坯的冷卻實(shí)現(xiàn)動態(tài)控制，以達(dá)到高效生產(chǎn)和保證鑄坯質(zhì)量的目的。如圖4所示：采用優(yōu)化設(shè)計(jì)的水表對鑄坯二冷實(shí)現(xiàn)控制后，在不同的拉速條件下，其鑄坯的表面溫度基本上是按目標(biāo)溫度控制的，可實(shí)現(xiàn)動態(tài)控制。圖4二冷模型模擬結(jié)果采用二冷動態(tài)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)二次冷卻對鑄流的實(shí)時動態(tài)跟蹤，保證不同拉速變化條件下，使鑄坯的表面溫度控制在一個合理的目標(biāo)表面溫度區(qū)間，提高鑄坯的表面質(zhì)量。6結(jié)晶器液壓振動結(jié)晶器液壓振動可以根據(jù)澆鑄參數(shù)（鋼種、拉速、鑄坯規(guī)格、保護(hù)渣類型等）的變化，任意改變波形、頻率、振幅，這也是液壓振動的

14、優(yōu)點(diǎn)之一。其優(yōu)點(diǎn)在于:* 較小的振痕* 適應(yīng)大范圍的澆注速度，得到良好的表面質(zhì)量* 特別在高拉速下能通過振動型式的改變增加保護(hù)渣消耗，實(shí)現(xiàn)高拉速* 高精度導(dǎo)向，控制精度高* 維修量小根據(jù)液壓振動的控制特點(diǎn)，可以通過調(diào)整振幅和振動頻率之間的關(guān)系，通過使用非正弦系數(shù)的改變，來達(dá)到控制結(jié)晶器振動負(fù)滑脫時間在0.10.12s的范圍內(nèi)，使整個拉速范圍內(nèi)結(jié)晶器的負(fù)滑脫時間控制在一個穩(wěn)定的區(qū)間，達(dá)到對保護(hù)渣消耗的良好控制，實(shí)現(xiàn)鑄坯良好的表面質(zhì)量。而結(jié)晶器液壓振動技術(shù)是連鑄機(jī)升級的核心技術(shù)之一，也是我們必須自主掌握的技術(shù)。目前我們開發(fā)出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的結(jié)晶器液壓振動（見圖5）技術(shù)，并利用CAE技術(shù)進(jìn)行了動

15、態(tài)模擬仿真，具有下述主要特點(diǎn)：圖5新型結(jié)晶器液壓振動* 結(jié)構(gòu)上采用無磨損設(shè)計(jì)、無潤滑點(diǎn)* 振動油缸采用間隙密封、保證長期惡劣條件下免維護(hù)* 采用預(yù)應(yīng)力板彈簧導(dǎo)向，可有效控制水平各方向上的位移和轉(zhuǎn)角，精度高7扇形段遠(yuǎn)程調(diào)輻縫和輕壓下在設(shè)計(jì)扇形段時，既要保證鑄坯的內(nèi)部質(zhì)量和表面質(zhì)量，也要盡量降低設(shè)備高度；既要保證扇形段設(shè)備的強(qiáng)度和剛度、更長的壽命和更便于維修，也要具備鑄坯凝固末端動態(tài)輕壓下和遠(yuǎn)程快速調(diào)節(jié)輻縫的功能。中冶京誠在多年板坯連鑄機(jī)設(shè)計(jì)所積累經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，開發(fā)了新型結(jié)構(gòu)的板坯連鑄機(jī)扇形段（見圖6）。這種新型結(jié)構(gòu)板坯扇形段，采用了液壓缸夾緊內(nèi)外框架，液壓缸壓下驅(qū)動輻；小輻徑密排分節(jié)輻，框架采用

16、立板結(jié)構(gòu)，具有很高的強(qiáng)度和剛度；輻子和軸承座通水冷卻、輻子表面和各基準(zhǔn)面、結(jié)合面均堆焊不銹鋼，提高了使用壽命和對弧精度；框架和輻子結(jié)構(gòu)保證了裝拆更換方便，可接近性好，便于在線檢測和維修。圖6新型扇形段結(jié)構(gòu)新型扇形段可實(shí)現(xiàn)動態(tài)軟壓下功能和輻縫的遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)。我公司在消化吸收國外板坯連鑄扇形段壓下的基礎(chǔ)上，總結(jié)國外各家公司的板坯連鑄扇形段壓下經(jīng)驗(yàn)，自主開發(fā)出一套全新的板坯連鑄扇形段壓下的設(shè)備和自控（L1）軟硬件系統(tǒng)，在唐鋼一次投產(chǎn)成功，得到了用戶的贊譽(yù)。自動化控制系統(tǒng)（L1）具有，高安全性，穩(wěn)定性，可視性、可讀性、方便快捷操作性（可遠(yuǎn)距離離線、在線調(diào)整輻縫和輻縫的收縮程度），操作方式靈活，有完善的故障

17、處理和報(bào)警功能，具有很好的工程推廣應(yīng)用價(jià)值。其控制方式見圖7,位置控制精度+/-0.1mm,測量范圍300mm。整套裝置穩(wěn)定可靠，工藝適應(yīng)性強(qiáng)，操作使用方便。通過對投入扇形段開口度控制后的產(chǎn)品測量發(fā)現(xiàn)，鑄坯兩側(cè)的厚度均勻，符合產(chǎn)品要求，并且鑄坯表面要明顯優(yōu)于采用壓墊塊控制的效果，充分證明了控制系統(tǒng)良好的穩(wěn)定性和控制成效，達(dá)到了國外設(shè)備的水平。圖7扇形段輻縫控制原理配合鑄坯二冷凝固模型的進(jìn)一步開發(fā)和應(yīng)用，該扇形段結(jié)構(gòu)完全可以實(shí)施動態(tài)輕壓下，達(dá)到改善鑄坯內(nèi)部質(zhì)量的目的。液芯凝固是一個動態(tài)過程，進(jìn)行輕壓下的最佳點(diǎn)及變形方案要根據(jù)生產(chǎn)過程中的冶金參數(shù)（冷卻水量、澆鑄溫度、澆鑄速度、鋼種等）來確定，輕壓

18、下的理想時間應(yīng)是鑄坯受壓不破裂之時，若不在理想時間進(jìn)行或過了理想時間繼續(xù)輕壓下則不但不能改善鑄坯的金相組織，反而會由于內(nèi)裂紋而損害板坯內(nèi)部的質(zhì)量。為此需要一個高度智能的凝固模型系統(tǒng)實(shí)時計(jì)算變形曲線，動態(tài)控制壓下的終點(diǎn)位置，動態(tài)調(diào)節(jié)需要的輻縫形狀，使靜態(tài)的壓下調(diào)節(jié)變成動態(tài)的壓下控制。這也是國內(nèi)下一步需要努力的方向。8提高連澆爐數(shù)的技術(shù)采用了浸入式水口快速更換裝置，可提高單個中間罐的連澆爐數(shù)；采用熱中間罐快速更換技術(shù)，可進(jìn)一步提高一個澆次的連澆爐數(shù)，以達(dá)到降低消耗，提高金屬收得率的目的。目前，該兩項(xiàng)技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中使用效果良好，經(jīng)濟(jì)效益明顯。9提高鑄機(jī)作業(yè)率的技術(shù)采用結(jié)晶器在線調(diào)寬和扇形段遠(yuǎn)程調(diào)輻縫技術(shù)，提高鑄機(jī)作業(yè)率。連鑄機(jī)主要設(shè)備：結(jié)晶器、快速更換臺、彎曲段、扇形段等均采用整體更換，離線維修的方式。為此配備了較完善的設(shè)備維修設(shè)施，可對離線設(shè)備進(jìn)行維修、對中及各種試驗(yàn)，保證離線設(shè)備的快速維修，提高連鑄機(jī)的作業(yè)率。10自動化和工藝控制采用三電一體化設(shè)計(jì)，按整個工藝過程控制要求，可實(shí)現(xiàn)對整條生產(chǎn)線的自動、半自動、手動控制。三電自動控制系統(tǒng)為多