生產(chǎn)高質(zhì)量小圓坯的連鑄機技術(shù)改造

1、生產(chǎn)高質(zhì)量小圓坯連鑄機的技術(shù)改造（提綱）圓坯（大方坯）連鑄技術(shù)研討會論文 上海新中連鑄技術(shù)工程公司 葉 楓煙臺金澄精密線材有限公司魯健波、紀(jì)延波2009年8月生產(chǎn)高質(zhì)量小圓坯的連鑄機技術(shù)改造上海新中冶金設(shè)備廠 葉 楓 煙臺金澄精密線材有限公司 魯健波、紀(jì)延波一 前言（技術(shù)改造的背景）煙臺金澄精密線材有限公司煉鋼廠的前身是煙臺黃海鋼廠 建設(shè)在九十年代的老電爐煉鋼廠，配備有公稱容量30t（現(xiàn)已擴(kuò)容為40t）的電弧爐3座（常開2座），40tLF爐2座（常開1座），與2座電弧爐配合生產(chǎn)的是一臺R6m的3機3流的2#小方坯連鑄機，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；由于該連鑄機使用年久，有些設(shè)備已嚴(yán)重變形如：結(jié)晶器振動梁變形嚴(yán)重，結(jié)晶器振動裝置也已產(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，拉矯機是采用氣缸壓緊的一點矯直形式，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)的正常運行，主要表現(xiàn)在：設(shè)備運行故障率高，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，煙臺金澄精密線材有限公司邀請上海新中冶金設(shè)備廠為該臺連鑄機進(jìn)行技術(shù)改造。二 連鑄機技術(shù)改造內(nèi)容及技術(shù)特點2.1 連鑄機技術(shù)改造的內(nèi)容根據(jù)鋼廠的要

3、求及連鑄機實際狀況的考察，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，決定本次連鑄機改造的主要內(nèi)容為： · 結(jié)晶器振動裝置的機械部分的改造（不包括傳動部分）及更換嚴(yán)重變形的振動梁· 二冷導(dǎo)向段包括活動導(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導(dǎo)向段時具有較高精度的弧形導(dǎo)向· 二冷配水自動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 · 拉矯機及拉矯機公用底座的改造，拉矯機采用全水冷連續(xù)矯直形式的拉矯機 · 切前輥道的改造· 輔助拉矯機及其公用底座

4、的改造· 機械剪改造成火焰切割機 · 增設(shè)主液壓站，每個拉坯輥上的液壓缸的供油壓力均可分別單獨進(jìn)行調(diào)節(jié) · 增設(shè)集中干油潤滑系統(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天以內(nèi)完成（盡可能提前23天），因此，其中的“機械剪改造成火焰切割機”及“二冷配水自動控制”二項提前進(jìn)行了改造。2.2 技術(shù)改造的主要特點 高精度免調(diào)整形式的水冷導(dǎo)向段由于該連鑄機是采用柔性引錠桿，因此，導(dǎo)向段設(shè)計時采用二段式結(jié)構(gòu)，靠近結(jié)晶器下口的上面一段，設(shè)計成活動導(dǎo)向段，利用氣缸作為動力，在連鑄機送引錠時，將活動導(dǎo)向段推入，起到送引錠

5、桿時的導(dǎo)向作用，開澆時，當(dāng)引錠頭進(jìn)入導(dǎo)向區(qū)時，可將活動導(dǎo)向段從澆鑄區(qū)移去，此時，這一區(qū)域就像剛性引錠桿的連鑄機一樣，除了噴淋一段的噴淋管外，就沒有其它設(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弧線上的的托輥，由于該臺連鑄機生產(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)點均經(jīng)過精密的機械加工，

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 拉矯機是連鑄機的關(guān)鍵設(shè)備，在設(shè)計上采用了全水冷的結(jié)構(gòu)，除了機架、輥子、軸承座均通水內(nèi)冷外，并采用帶有水冷外套的傳動減速機，同時對通過拉矯機的紅熱鑄坯的外面再加上一個水冷罩殼，徹底改變了拉矯機的工作環(huán)境，按這種形式設(shè)計的拉矯機其維修周期可達(dá)一年半以上，可大幅度提高連鑄機的作業(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，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配水模型 二次冷卻噴嘴布置及冷卻制度對保證鑄坯質(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渡到空冷，對鑄坯內(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度

8、，對提高鑄坯的內(nèi)部質(zhì)量起到了十分良好的效果。3效果及分析3.1 連鑄機改造后的實際效果 該臺連鑄機主要生產(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)，對于Ø110、Ø120mm的規(guī)格可以說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，這是屬于煙臺金澄精密線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)；該臺連鑄機的改造工作是在2008年3月份完成的，至今已生產(chǎn)了將近一年半的時間，改造后的效果主要表現(xiàn)在三個方面：

9、 連鑄機運行時的故障率降低，維修工作量減少，作業(yè)率提高 連鑄機生產(chǎn)時拉坯速度得到提高 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 從下一頁的隨機所取的低倍試片可見：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，而該臺連鑄機并沒有配置結(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、合適的過熱度）是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)連鑄坯的必要條件 在沒有配置結(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，說明該廠的鋼水過熱度控制的很好，但是要保證在較低的過熱度情況下能正常澆注下去，鋼水的純凈度是不能忽視的，否則就會造成堵水口現(xiàn)象而澆不下去；對于鋁脫氧鋼，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；對于非鋁脫氧鋼可用鋼的全氧（OT表示），對圓坯，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，充分說明了這一問題。 高精度的連鑄機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 從下一頁的低倍照片可以看出鑄坯的質(zhì)量非常良好，在沒有結(jié)晶器電磁攪拌