寧鋼新型薄板連鑄施工工藝

安冬

【摘要】寧鋼新型薄板連鑄技術(shù)與傳統(tǒng)的連鑄技術(shù)大相徑庭，不再需要大規(guī)模的生產(chǎn)設(shè)備，省略了鋼坯的連續(xù)鑄造、熱軋和冷軋生產(chǎn)工序，可以實(shí)現(xiàn)鋼水直接轉(zhuǎn)化為工業(yè)要求的0.5mm厚的薄板。

【關(guān)鍵詞】連鑄；薄板；鋼水；新型

1、引言

隨著時(shí)代的發(fā)展，社會(huì)的進(jìn)步，智能化簡單化成為了工業(yè)發(fā)展的最大趨勢。1989開始，浦項(xiàng)制鐵組成了專門技術(shù)開發(fā)班子，對不銹鋼連軋技術(shù)進(jìn)行開發(fā)，其工藝為鋼水直接鑄成鋼板。而后日本石川島播磨重工業(yè)公司研究制造鋼水直接制造鋼板的連續(xù)鑄造設(shè)備。21世紀(jì)初日本以崎煉鐵公司加以使用，但由于技術(shù)不成熟，質(zhì)量不穩(wěn)定，目前還沒有廣泛推廣。新型薄板連鑄技術(shù)一直作為鋼鐵事業(yè)的主要研究方向，節(jié)約成本，減少工業(yè)流程，對未來的鋼鐵發(fā)展有著至關(guān)重要的作用。

2、新型薄板連鑄技術(shù)基本原理

寧鋼新型薄板連鑄技術(shù)基本原理是將熔化的鋼水直接澆注在兩個(gè)高速轉(zhuǎn)動(dòng)的銅合金滾輪之間，鋼水受急冷而凝固。鋼水與滾輪接觸的瞬間，冷卻速度可達(dá)10萬度/秒左右。鋼水經(jīng)過兩個(gè)滾輪之后形成一層薄板，然后繞成卷材，然后經(jīng)過軋機(jī)軋制、冷卻、卷曲打包，最后運(yùn)輸成品。

3、新型薄板連鑄技術(shù)工藝

寧鋼新型薄板連鑄技術(shù)工藝過程是精煉處理后的合格鋼水，由過跨行車吊運(yùn)至薄帶連鑄機(jī)的大包回轉(zhuǎn)臺(tái)受包臂，并由大包回轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)至澆鑄位進(jìn)行澆鑄。澆鑄位進(jìn)行澆鑄的鋼水從大包經(jīng)過長水口、中間包、浸入式水口和布流器注入至雙輥連鑄機(jī)，鑄造成厚度為1.2mm～3.6mm 的鑄帶。在下密閉式形成合格的帶頭后，經(jīng)過導(dǎo)向板將鑄帶引導(dǎo)至軋機(jī)入口1 號、2 號糾偏夾送輥，經(jīng)糾偏后送至雙輥軋機(jī)進(jìn)行軋制。經(jīng)軋制、噴霧冷卻后的帶鋼通過卷曲機(jī)前的飛剪進(jìn)行定量剪切。剪切后的帶鋼通過卷取機(jī)前液壓側(cè)導(dǎo)板對中導(dǎo)向、夾送輥夾送，進(jìn)入卷取機(jī)卷取成卷。鋼卷由卸卷小車取下并移出卷取機(jī)送至運(yùn)輸機(jī)，在向前運(yùn)輸?shù)倪^程中對鋼卷進(jìn)行打捆、旋轉(zhuǎn)方向，然后由過跨行車進(jìn)行下料作業(yè)，并在鋼卷庫內(nèi)堆放冷卻。冷卻后的鋼卷送至切邊重卷機(jī)組。

3.1大包工藝及其動(dòng)作原理

大包即鋼水包，顧名思義就是盛放鋼水的容器。合格的鋼水盛放在包罐內(nèi)，通過行車吊送到大包回轉(zhuǎn)臺(tái)的受包臂上，受包臂采用液壓控制，兩個(gè)受包臂各有一個(gè)鋼水包，通過大包旋轉(zhuǎn)電機(jī)交替工作（如圖）。工作時(shí)，通過利用大包回轉(zhuǎn)臺(tái)的稱重檢查鋼水狀態(tài)，當(dāng)澆注接近結(jié)束時(shí)，控制滑動(dòng)水口開度，根據(jù)大包下渣檢查裝置測定下渣情況，關(guān)閉水口。大包提起，脫長水口，大包回轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)180度，將待澆鋼包移動(dòng)至中間包上方，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)多爐澆注。大包蓋上有煤氣加熱，保持包內(nèi)鋼水溫度滿足工業(yè)要求。

3.2中間包工藝及其動(dòng)作原理

中間包介于大包和結(jié)晶器之間，接受來自大包的鋼水，并向結(jié)晶器分流，起到解壓、穩(wěn)流、除渣、儲(chǔ)鋼分流、均勻溫度和成分的作用。目前工業(yè)上采用的中間包和中間包車聯(lián)合使用，中間包車承載中間包，通過中間包車上的稱重檢測，可實(shí)現(xiàn)停止?jié)沧⒑?個(gè)包車交替澆注，不但解決了包襯使用壽命短的問題，還更好的實(shí)現(xiàn)鋼水澆注的可持續(xù)性。中間包車上還有感應(yīng)加熱裝置和中間包烘烤裝置，使中包內(nèi)鋼水溫度保持恒定，方便澆注。塞棒控制液面技術(shù)也是中間包實(shí)現(xiàn)順利澆注的重要技術(shù)。他通過液位計(jì)檢測，把檢測出來的信號傳輸給PLC，PLC收到液位信號與預(yù)先設(shè)定好的液位信號比較，然后確定結(jié)晶輥轉(zhuǎn)速和塞棒開度，這樣就可以避免漏鋼、鋼水溢出的發(fā)生，更加能夠?qū)崿F(xiàn)鋼卷的均勻生成。

3.3結(jié)晶器的動(dòng)作原理及其組成

結(jié)晶器是寧鋼薄板連鑄技術(shù)的核心技術(shù)。結(jié)晶器采用的是雙輥鑄帶法。雙輥法薄帶連鑄凝固與傳統(tǒng)連鑄不一樣，傳統(tǒng)連鑄采用保護(hù)渣，而薄帶連鑄不采用任何潤滑劑，薄帶坯殼與輥?zhàn)咏佑|，輥?zhàn)愚D(zhuǎn)動(dòng)保護(hù)動(dòng)態(tài)接觸。依靠雙輥的表面冷卻液態(tài)鋼水并使之凝固生產(chǎn)薄帶鋼的技術(shù)，其特點(diǎn)是液態(tài)金屬在結(jié)晶凝固的同時(shí)， 承受壓力加工和塑性變形， 在很短的時(shí)間內(nèi)完成從液態(tài)到固態(tài)薄帶的全過程。在雙輥系統(tǒng)中， 可以獲得組織均勻且厚度差相對較小的帶鋼。目前設(shè)計(jì)形成的是厚1.2mm～3.6mm、寬1100mm的鋼板。然后通過1號2號糾偏夾送輥送入軋機(jī)。寧鋼薄板連鑄項(xiàng)目使用的結(jié)晶器由2個(gè)結(jié)晶輥、179個(gè)接近開關(guān)、2個(gè)耐高溫編碼器，8臺(tái)毛刷輥電機(jī)、4臺(tái)熱箱攪拌電機(jī)、4臺(tái)結(jié)晶輥冷卻風(fēng)機(jī)、2臺(tái)卷簾門電機(jī)、6個(gè)熱電偶、26個(gè)流量開關(guān)、4個(gè)結(jié)晶輥表面溫度檢測儀、2個(gè)伺服閥以及1個(gè)結(jié)晶輥換輥小車組成。

3.4冷卻系統(tǒng)工藝原理

寧鋼薄板連鑄項(xiàng)目的冷卻系統(tǒng)是一項(xiàng)新型工藝。不同于以往的連鑄工藝（把二次冷卻放在帶鋼生成處，當(dāng)拉矯機(jī)拉出薄板立刻降溫冷卻）。新工藝采用的是讓高溫帶鋼經(jīng)過軋機(jī)在進(jìn)入冷卻裝置，這樣能使薄帶更好的實(shí)現(xiàn)軋機(jī)軋制。寧鋼薄板項(xiàng)目冷卻系統(tǒng)采用20棍水冷法，帶鋼通過軋機(jī)軋制測厚儀進(jìn)入冷卻倉。60個(gè)電動(dòng)閥門控制冷卻水的開閉，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)均勻冷卻。技術(shù)解決難點(diǎn)：由于冷卻倉內(nèi)密閉空間小、輥?zhàn)佣?、閥門多，電磁閥門的防水問題成為了主要難點(diǎn)。

3.5四輥軋機(jī)工作原理

軋件通過兩相對旋轉(zhuǎn)的軋輥以壓力進(jìn)行加工，使其產(chǎn)生塑性變形，稱為軋制工藝過程。軋機(jī)通過工作輥來完成這一過程。工作輥包含有旋轉(zhuǎn)和移動(dòng)兩種運(yùn)動(dòng)。前者靠摩擦力進(jìn)行軋制運(yùn)動(dòng)，由軋機(jī)主傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)；后者用來調(diào)節(jié)壓下量，控制軋件的變形程度，由軋機(jī)壓下裝置實(shí)現(xiàn)。主傳動(dòng)由主電機(jī)通過聯(lián)軸器帶動(dòng)減速機(jī)高速軸，減速后由低速軸通過齒輪聯(lián)軸器與人字齒輪座輸入端相聯(lián)，輸出端通過萬向節(jié)軸分別帶動(dòng)上下工作輥使其產(chǎn)生線速度相等、旋轉(zhuǎn)方向相反的軋制運(yùn)動(dòng)。壓下裝置共兩組，分別安裝在機(jī)架上面，經(jīng)左、右各一臺(tái)壓下電機(jī)及兩級蝸輪、蝸桿副減速后傳遞給壓下螺桿，壓下螺桿由壓下螺母固定在每片機(jī)架的窗口中間，通過安全臼及液壓平衡裝置使軋輥上下運(yùn)動(dòng)。壓下電機(jī)出軸上安裝有制動(dòng)器，使壓下螺桿獲得準(zhǔn)確的位置精度。壓下裝置必須反應(yīng)靈敏，具有單獨(dú)點(diǎn)動(dòng)和左右聯(lián)動(dòng)的功能。其主要作用：調(diào)整兩工作輥之間的距離以保持正確的輥縫開度、給定壓下量、調(diào)整兩工作輥的平行度、當(dāng)更換新工作輥后，調(diào)整軋制高度。寧鋼薄板連鑄工業(yè)要求生產(chǎn)0.5mm厚的鋼板。

3.6其他設(shè)備的工作流程

飛剪、卷取機(jī)、打包機(jī)、步進(jìn)梁輸送機(jī)以及切邊重卷都是傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)備，與傳統(tǒng)的工藝一致。四輥軋機(jī)軋制均勻的鋼板，經(jīng)過冷卻系統(tǒng)降溫，通過飛剪修整，修整廢料由廢料小車運(yùn)走二次回爐，當(dāng)鋼卷長度達(dá)到要求時(shí)，切斷鋼卷，修剪整齊的鋼帶進(jìn)入卷取機(jī)卷曲、卸卷、打包機(jī)打捆，通過步進(jìn)梁輸送機(jī)運(yùn)走，最后實(shí)現(xiàn)切邊重卷。

4、結(jié)束語

寧鋼薄板連鑄技術(shù)是一個(gè)新型工藝。流程簡單、成本低廉，現(xiàn)以投入使用生產(chǎn)。雖然這項(xiàng)技術(shù)工藝還不夠成熟，不夠完善。但其經(jīng)過世界各國不斷的深入研究開發(fā)成熟完善后，必將成為鋼鐵業(yè)的領(lǐng)頭羊。帶領(lǐng)鋼鐵事業(yè)迅速發(fā)展，邁上一個(gè)新臺(tái)階。