小方坯連鑄機(jī)高效化探討

1、小方坯連鑄機(jī)高效化探討曾興富摘要：介紹了三明煉鋼廠對1號小方坯連鑄機(jī)進(jìn)行高效化改造的情況，并對該廠今后另外3臺連鑄機(jī)高效化改造提出了一些建議。關(guān)鍵詞：小方坯連鑄機(jī)高效化改造探討Discussion on High-Efficiency Reform for Billet Continuous Caster Zeng Xingfu（Sanming Iron and Steel Co.）Abstract：This paper introduces the high-efficiency reform for 1# billet continuous caster by steelmaking pl

2、ant of Sanming iron and steel Co.It also putsforward some suggestious for high-efficiency reform at other 3billet continuous casters in the future.Keywords：billet continuous casterhigh-effciencyproduction study1前言1.1主要裝備狀況三明鋼鐵廠煉鋼廠裝備有3座15 t氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐、4臺三流小方坯連鑄機(jī)，1998年產(chǎn)量為107萬t，以全連鑄方式組織生產(chǎn)。1.2連鑄機(jī)和轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)能力匹配情況1

3、998年轉(zhuǎn)爐連鑄指標(biāo)見表1。根據(jù)三鋼“十五”規(guī)劃轉(zhuǎn)爐擴(kuò)容要求連鑄機(jī)生產(chǎn)能力和轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)能力匹配情況見表2。表11998年712月轉(zhuǎn)爐連鑄指標(biāo)指標(biāo)機(jī)號單座轉(zhuǎn)爐1號機(jī)2號機(jī)3號機(jī)4號機(jī)4臺機(jī)最高小時(shí)產(chǎn)量/t57.045.649.348.549.4192.8平均澆注(冶煉)周期/min26.0032.2629.9530.4429.8830.02合格率/%99.7199.9699.9499.5999.9799.92作業(yè)率/%75.3865.2462.8264.8266.0565.00平均拉速(按150mm150mm斷面算)/m.min-11.471.631.641.661.61連澆爐數(shù)/爐.組-111.

4、0612.6613.9413.7513.07從表1和表2可以看出1號、2號、3號、4號機(jī)現(xiàn)拉速均達(dá)不到轉(zhuǎn)爐擴(kuò)容后的要求，尤以1號機(jī)狀況最為嚴(yán)重。事實(shí) 上1號機(jī)是國內(nèi)較早引進(jìn)的“七廠九臺”德馬克小方坯鑄機(jī)之一，服役超過16年，拉速慢，工效低，鑄坯質(zhì)量問題突出，1998年上半年軋鋼退貨兩批100多t，不能適應(yīng)三鋼目前的發(fā)展形勢，經(jīng)總廠論證決定1999年6月份1號連鑄機(jī)在保持流間距不變和土建基礎(chǔ)標(biāo)高不變的情況下率先實(shí)施高效化改造，此次改造主要由上海重礦負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)，委托制作，歷時(shí)30 d。 表2轉(zhuǎn)爐擴(kuò)容要求匹配的連鑄機(jī)拉速項(xiàng)目參數(shù)轉(zhuǎn)爐單爐出鋼量/t30轉(zhuǎn)爐供鋼水周期/min26135mm135mm斷機(jī)要

5、達(dá)平均拉速/m.min-12.75150mm150mm斷面要達(dá)平均拉速/m.min-12.25160mm200mm斷面要達(dá)平均拉速/m.min-11.54擴(kuò)容后3座轉(zhuǎn)爐最高小時(shí)產(chǎn)量/t.h-1200(按年產(chǎn)量150萬t計(jì)算)4臺機(jī)按2.25m/min拉速澆150mm150mm斷機(jī)小時(shí)產(chǎn)量/t.h-127721號機(jī)主要改造內(nèi)容2.1結(jié)晶器、振動裝置、拉矯機(jī)、引錠及存放裝置、切割機(jī)的改造(1)結(jié)晶器銅管從700 mm增至812 mm，采用窄縫整體不銹鋼水套，水縫為3.5 mm，水流速從6 m/s增至12 m/s以上。(2)振動臺由原來的短臂四連桿振動臺改為全彈簧鋼板振動臺，振動電機(jī)從箱體內(nèi)移到二冷

6、室外新制作的平臺上，振幅由原來的12 mm改為8 mm。(3)拉矯機(jī)由原來的單點(diǎn)矯直五輥拉矯機(jī)改為STEL-TEK漸進(jìn)矯直拉矯機(jī)并在切割機(jī)前設(shè)置一臺重拉坯裝置。(4)引錠桿由原來的節(jié)鏈?zhǔn)饺嵝砸V桿改為STEL-TEK型剛性引錠桿，引錠桿存放方式改為高架存放方式，原二冷伸縮導(dǎo)向架氣缸氣源及引錠存放裝置橫移氣缸氣源，用于火切機(jī)同步夾臂氣缸和新建引錠存放裝置的懸掛氣缸上。(5)切割機(jī)由原來的300 t擺式飛剪改為STEL-TEK快速窄縫切割機(jī)，土建基礎(chǔ)重建，為適應(yīng)高拉速需要避開帶液芯切割，鑄機(jī)基準(zhǔn)線到切割機(jī)起始切割點(diǎn)距離從11 250 mm增至15 330 mm。(6)各潤滑點(diǎn)由原來的用干油泵逐點(diǎn)加

7、油方式改為各受油點(diǎn)集中在一塊板上進(jìn)行集中加油潤滑。2.2二冷導(dǎo)向架和冷卻裝置的改造(1)將原來的固定導(dǎo)向架改為3個(gè)托輥和3個(gè)導(dǎo)向壓輥并帶有導(dǎo)向側(cè)板，簡化導(dǎo)向架結(jié)構(gòu)，新建土建基礎(chǔ)底座。(2)二冷區(qū)由零段、段、段構(gòu)成，零段為整體結(jié)構(gòu)固定在振動臺下部，段、段分別由四根不銹鋼方管組成，噴嘴從原來的每流71個(gè)增至103個(gè)(原設(shè)計(jì)108個(gè)，段在現(xiàn)場安裝時(shí)改為上部增加3個(gè)，下部堵8個(gè))。2.3二冷水改為自動配水二冷水進(jìn)水管在P3平臺下用水點(diǎn)增設(shè)一個(gè)揚(yáng)程為58 m的增壓泵，水壓由泵前0.8 MPa增至泵后的1.4 MPa，在、流二冷進(jìn)水管設(shè)“開”“關(guān)”兩功能的電動調(diào)節(jié)閥，各流零段、段、段設(shè)電動調(diào)節(jié)閥(可以根據(jù)

8、拉速變化開啟閥門的大小，進(jìn)行自動配水)。2.4電氣自動化系統(tǒng)改造(1)振動、拉矯供電裝置采用數(shù)字變頻調(diào)速，由PLC控制。(2)方坯生產(chǎn)過程中的工藝參數(shù)可在P1操作臺上的一個(gè)17英寸高清晰度監(jiān)視器顯示。(3)拉矯脈沖計(jì)數(shù)器控制火切機(jī)夾坯、切頭或定尺切割，另一方式為采用接觸式碰球自動定尺，精確可靠。3高效化改造的效果1號機(jī)自改造后到順利通過高拉速考核可分為以下幾個(gè)階段：(1)采用15.5水口低拉速以便操作工對設(shè)備與新操作工藝的熟悉階段，時(shí)間為7月6日7月17日。(2)采用18 mm水口提速下的摸索階段，時(shí)間為7月26日7月29日，這一階段暴露出拉坯阻力大，振動不平穩(wěn)拉斷事故多。(3)9月25日1號

9、機(jī)振動臺偏心軸套偏心距由4.9 mm增加到6.1 mm，即振幅由8 mm提高到10 mm，各流振動臺振動杠桿加上彈簧牽制有利于振動平穩(wěn)。(4)9月26日9月29日和10月9日10月12日采用保護(hù)澆注進(jìn)行18 mm水口提速考核 由于操作人員對保護(hù)澆注操作技能不熟練，心理壓力沒有達(dá)到連澆100爐的目標(biāo)。(5)10月下旬、流二段頭導(dǎo)向側(cè)板加寬，解決漏鋼卡坯拉不動的毛病，減少處理時(shí)間，提高作業(yè)率，并首次具備了漏鋼后重上引錠進(jìn)行二次開澆能力。(6)11月3日11月5日采用敝開澆注，、流采用多錐度銅管，流采用單錐度銅管，澆注鋼種HRB335、斷面150 mm150 mm順利通過考核，情況如表3、表4：表3

10、流與整臺機(jī)澆注情況項(xiàng)目指標(biāo)澆注時(shí)間/min拉坯長度/m溢漏次數(shù)/次平均拉速/m.min-1連澆爐數(shù)/爐流2544646812.564119流2747674402.46123流2741666902.43123整臺機(jī)80331988112.47123表4澆鑄目標(biāo)值與實(shí)際值的對比項(xiàng)目平均拉速/m.min-1連澆爐數(shù)/爐溢漏率/%最高拉速/m.min-1目標(biāo)2.501000.53.00實(shí)際2.471230.273.60(2.94m/min拉坯92min)(7)1999年8月份1號、2號、3號、4號機(jī)采用16 mm水口生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)對比。 表51號4號機(jī)16mm水口的生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)對比機(jī)號產(chǎn)量/t合格率/%

11、作業(yè)率/%溢漏率/%1號26652.68799.9471.920.162號25639.59899.9664.630.623號32907.23399.9786.700.794號20938.17199.8955.730.50從表5可知1號機(jī)溢漏率確實(shí)低于其它機(jī)。連鑄坯取樣做低倍組織觀察質(zhì)量良好符合YB2011-83標(biāo)準(zhǔn)。因此我們認(rèn)為1號機(jī)高效化改造達(dá)到預(yù)期具備高拉速、高連澆率、高質(zhì)量鑄坯無缺陷率、低溢漏率能力的效果。 4幾點(diǎn)建議三明鋼鐵廠作為一個(gè)區(qū)域性地方企業(yè)，面向全省并向四周鄰近地區(qū)輻射,“十五”規(guī)劃轉(zhuǎn)爐擴(kuò)容至30 t，鋼產(chǎn)量要達(dá)150 萬t/a。3座轉(zhuǎn)爐最高小時(shí)產(chǎn)量為200 t。4臺連鑄機(jī)平均

12、拉速150 mm150 mm斷面按2.5 m/min，最高小時(shí)產(chǎn)量為304 t，4臺全改為高效連鑄機(jī)時(shí)連鑄生產(chǎn)能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)能力。因此,果技改資金緊張可以考慮先改3臺，1臺不改，以這種匹配方式連鑄小時(shí)生產(chǎn)能力為283 t，根據(jù)1號機(jī)改造的經(jīng)驗(yàn)，主要有以下幾點(diǎn)體會：(1)可以對2號、3號機(jī)進(jìn)行高效化改造，4號機(jī)消耗備件，部分設(shè)備可以委賣給其它單位。(2)強(qiáng)化一冷，可以采用窄縫水套，寬度為3.5 mm，水流速達(dá)15 m/s每流水量達(dá)140 t/h，使用多錐度銅管，鑄坯表面與角部冷卻更均勻。(3)優(yōu)化二冷，2號、3號機(jī)現(xiàn)二冷水每流不足40 t/h，根據(jù)1號機(jī)高效連澆123爐二冷水零段、段、段總

13、循環(huán)水量分別為2 532.96 t，3 745.94 t和1 243.94 t的經(jīng)驗(yàn)，2號、3號機(jī)二冷水各段比例可為2639 13，每流達(dá)78 t/h，二冷比給水量為2.55 L/kg，可達(dá)更佳的霧化效果。(4)不必刻意追求高頻低幅，9月中旬前1號機(jī)振幅8 mm，V=2 m/min時(shí),f=168 c/min，V=2.5 m/min時(shí),f=211 c/min,V=3 m/min時(shí),f=253 c/min澆注時(shí),拉斷事故多，占斷流事故的39 %。后改為10 mm振幅，V=2 m/min時(shí),f=130 c/min，V=2.5 m/min時(shí),f=163 c/min，V=3 m/min時(shí),f=195 c

14、/min拉斷事故大大減少。(5)STELTEK拉矯機(jī)采用鏈?zhǔn)絺鲃印＿\(yùn)行一段時(shí)間后拉坯時(shí)有需動現(xiàn)象,建議采用三環(huán)減速機(jī)。(6)火焰切割機(jī)以氫氧氣作為燃?xì)猓?jīng)過煉鋼廠自己攻關(guān)，切割成功率逐月提高，滿足生產(chǎn)需要不成問題。表61號機(jī)火切機(jī)切割情況表月份切不斷根數(shù)/根拉坯根數(shù)/根切成率/%7月301245787.658月11101120490.099月9062131795.7510月3842259198.30盡管我廠對剪機(jī)有十分成熟的使用與維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，但以氫氧源火切機(jī)無污染，噸坯成本比剪機(jī)降低1.16元，3臺機(jī)可節(jié)約100 萬元/a。建議用氫氧源火切機(jī)代替剪機(jī)。(7)改造后的鑄機(jī)135 mm135 mm斷

15、面平均拉速應(yīng)在3 m/min以上，160 mm200 mm斷面平均拉速應(yīng)在1.8 m/min以上。(8)目前改造的1號機(jī)二冷豎管固定方式復(fù)雜，在拉速快，尤其是拉速進(jìn)一步提高的情況下，漏鋼事故在所難免，甚至?xí)粫r(shí)發(fā)生,因此采用結(jié)構(gòu)簡單，在線更換方便的固定方式，可以有效減少濺鋼處理時(shí)間提高作業(yè)率。(9)1號機(jī)STEL-TEK剛性引錠桿易向外弧變形，建議每旬定期較正一次。(10)從幾次1號機(jī)提速情況看，高效連鑄決不是單純的連鑄機(jī)問題主要還涉及以下幾個(gè)問題：結(jié)晶器液面的穩(wěn)定：高拉速時(shí)，中間包注流粗大，中包夾雜易被卷入結(jié)晶中，因此應(yīng)采用高液面澆注，減少鑄坯夾雜；另一方面因拉速高，結(jié)晶器鋼液波動加劇，對P

16、9工控制中包液位穩(wěn)定要求更高和對P3操作工調(diào)拉速水平要求更高以保證結(jié)晶器鋼液面的穩(wěn)定性，同時(shí)要求中包定徑水口質(zhì)量要保證，幾次提速考核因水口質(zhì)量不穩(wěn)定突然擴(kuò)徑被迫提前對接次數(shù)在3次以上直接影響生產(chǎn)。鋼水的溫度：要求鋼水溫度波動不大，低合金鋼轉(zhuǎn)爐出鋼溫度在1 660 1 670 占90 %以上，吹A(chǔ)r(有時(shí)加切頭)調(diào)溫后的小平臺溫度在1 600 1 620 占90 %。中間包澆注溫度在1 510 1 525 占90 %，實(shí)踐表明采用低過熱度澆注有利于減少漏鋼。結(jié)晶器潤滑方式：由于高拉速要求保護(hù)渣粘度低、熔點(diǎn)低、熔化速度快，因此高效連鑄保護(hù)渣品種的選擇有待進(jìn)一步探索，目前采用菜仔油潤滑方式雖然導(dǎo)熱性

17、較差，產(chǎn)生的氧化鐵皮較厚但仍可滿足要求。生產(chǎn)調(diào)度方式：轉(zhuǎn)爐擴(kuò)容后最高單爐小時(shí)產(chǎn)量為67 t鋼，連鑄機(jī)高效改造后單機(jī)小時(shí)產(chǎn)量為76 t鋼坯，如果技改資金充足，再上一座轉(zhuǎn)爐，4臺機(jī)全改為高效連鑄機(jī)，以這種匹配方式組織生產(chǎn)較為有利可以避免鋼水調(diào)度的緊張局面。(目前3座轉(zhuǎn)爐月作業(yè)率已達(dá)88%以上，4臺連鑄機(jī)月作業(yè)率可達(dá)85 %以上，因此4爐對4機(jī)是最佳方式)為保證高效連鑄生產(chǎn)的連續(xù)性和穩(wěn)定性，轉(zhuǎn)爐與連鑄應(yīng)以準(zhǔn)確冶煉周期工作保證供連鑄鋼水的正點(diǎn)率。人員的素質(zhì)：高效連鑄機(jī)是集機(jī)械、電氣、儀表、自動化控制等技術(shù)于一體的設(shè)備。目前我煉鋼廠在一些設(shè)備故障上只有個(gè)別技術(shù)人員會處理，因此必須抓緊技術(shù)培訓(xùn)，否則不能保證高強(qiáng)度生產(chǎn)需要，同時(shí)由于拉速快，事故發(fā)生更突然要求操作工必須具備更快的事故反應(yīng)能力，及時(shí)確切判斷角裂、渣漏、拉斷等各種生產(chǎn)事故的跡象和采取補(bǔ)救措施，減