小方坯連鑄機(jī)斷面快速互換改造實(shí)踐

盧 臻 劉海周 郭艷慶

(安陽鋼鐵股份有限公司)

小方坯連鑄機(jī)斷面快速互換改造實(shí)踐

盧 臻 劉海周 郭艷慶

(安陽鋼鐵股份有限公司)

介紹了拉坯斷面為120 mm2小方坯連鑄機(jī)通過對振動裝置、結(jié)晶器、二冷系統(tǒng)、剛性引錠桿、拉矯機(jī)等設(shè)備進(jìn)行改造從而實(shí)現(xiàn)了小方坯連鑄機(jī)多種斷面互換功能的改造過程及經(jīng)驗(yàn)。實(shí)踐證明改造后的小方坯連鑄機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)斷面互換的功能，并能滿足工藝生產(chǎn)的要求，達(dá)到了改造的預(yù)期目的。

連鑄機(jī) 斷面互換 改造過程 經(jīng)驗(yàn)

0 前言

在鋼鐵產(chǎn)能過剩、產(chǎn)品微利將長期持續(xù)的競爭形勢下，企業(yè)如何合理調(diào)配現(xiàn)有生產(chǎn)流程的品種結(jié)構(gòu)、搶抓市場機(jī)遇和擴(kuò)大產(chǎn)品適應(yīng)市場能力尤其顯得十分重要。

1 現(xiàn)狀

某鋼廠的小方坯連鑄機(jī)生產(chǎn)的鑄坯僅為斷面為120 mm×120 mm方坯，生產(chǎn)單一，若能夠?qū)⒎脚鬟B鑄機(jī)改造成為多種斷面互換的模式可減少其它斷面連鑄機(jī)投用的成本，并且擴(kuò)大了產(chǎn)品適應(yīng)市場的能力，為此決定通過對原方坯連鑄機(jī)進(jìn)行部分改造，使其具有能夠生產(chǎn)斷面為150 mm2方坯與120 mm2方坯互換的能力。

2 主要研究內(nèi)容

為解決120 mm2與150 mm2鑄坯斷面互換過程，對轉(zhuǎn)爐和連鑄機(jī)一體化生產(chǎn)組織問題和上下道工序生產(chǎn)節(jié)奏穩(wěn)定匹配問題。需要在鑄坯斷面互換的工藝設(shè)計方案和細(xì)節(jié)操作進(jìn)行優(yōu)化和標(biāo)準(zhǔn)化。

2.1 鑄坯斷面快速互換技術(shù)

鑄坯斷面快速互換技術(shù)主要由以下幾個技術(shù)支撐。

1)結(jié)晶器快速互換技術(shù)。主要包括結(jié)晶器快速安裝、定位、緊固技術(shù)以及結(jié)晶器護(hù)罩快速更換技術(shù)等。

2)結(jié)晶器液面自動控制快速更換技術(shù)。主要包括結(jié)晶器液面自動控制參數(shù)的快速刻錄技術(shù)、結(jié)晶器液面自動控制參數(shù)的記憶技術(shù)等。

3)振動參數(shù)的快速更換技術(shù)。主要包括振動參數(shù)設(shè)計，實(shí)現(xiàn)快速更換。

4)引錠頭快速更換技術(shù)。

5)二冷配水裝置快速更換技術(shù)。主要包括二冷配水噴嘴設(shè)計，實(shí)現(xiàn)快速更換。

6)火焰切割快速更換技術(shù)。主要包括火焰切割槍嘴的快速更換和切矩的快速調(diào)整技術(shù)。

7)鑄坯定重切割模型快速更換技術(shù)。主要包括鑄坯定重的快速在線校對技術(shù)和切割模型的快速更換技術(shù)。

2.2 工藝設(shè)計

改造中通過對結(jié)晶器銅管的設(shè)計、振動參數(shù)的設(shè)計、不同鋼種二冷配水參數(shù)的設(shè)計、火焰切割技術(shù)的設(shè)計、鑄坯定重切割模型設(shè)計與編制、生產(chǎn)組織模式的設(shè)計幾個方面進(jìn)行設(shè)計改進(jìn)，滿足改造后的工藝要求。

2.3 鑄坯質(zhì)量控制

本項目在質(zhì)量控制方面，主要解決150 mm2鑄坯的內(nèi)部組織和鑄坯形狀控制問題。對150 mm2斷面鑄坯的生產(chǎn)在工藝上和關(guān)鍵設(shè)備控制精度上提出明確的技術(shù)要求。

1)鋼水澆注溫度的控制，過熱度為10 ℃～20 ℃。

2)鑄坯拉速控制：拉速在2.10 m/min～2.50 m/min比率達(dá)到80%以上。

3)中間包水口對中偏差：<±10 mm。

4)振動在線維護(hù)，偏振<±0.15 mm。

5)鑄坯仿弧精度控制：樣板與托輥間距0～1.0 mm。

6)二冷豎管對中：偏差±2 mm。

7)各段托輥水平度：偏差±1 mm。

8)拉矯機(jī)下拉輥水平度：水平偏差量<1.5 mm。

9)拉矯輥壓力偏差低壓<2 kg，高壓<3 kg。

10)鑄坯切割氧最大壓力：<1.3 MPa。

11)定重和定尺長度控制精度：0～2 kg/支和≤30 mm/支。

3 前期設(shè)計要求

3.1 結(jié)晶器及結(jié)晶器振動裝置

1)振動裝置采用半板彈簧振動結(jié)構(gòu)，經(jīng)過校核后，減速機(jī)使用羅克普專用減速機(jī) ，輸入功率為11 kW，傳動比為27/6，振幅為±5 mm，120 mm鑄坯振頻為90 次/min～220 次/ min，150 mm鑄坯振頻為120 次/min～200 次/min。

2)采用兩種結(jié)晶器(120 mm斷面、150 mm斷面)在振動臺架安裝時具備互換性，在定位時具備互換性，緊固時具備互換性。

3.2 剛性引錠桿

采用相同的剛性引錠桿，引錠頭采用2種不同斷面，能夠快速互換。

3.3 二冷配水裝置

1)濁循環(huán)設(shè)施供水能力比較充足，新編制150 mm斷面鑄坯二冷配水參數(shù)，采用工藝卡形式儲存于電腦，生產(chǎn)時操作人員直接下傳到配水控制系統(tǒng)便可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)配水冷卻。通過電腦操作實(shí)現(xiàn)不同斷面鑄坯生產(chǎn)時的二冷配水。保證鑄坯表面及內(nèi)在質(zhì)量。

2)通過快速更換噴淋管，調(diào)整噴嘴至鑄坯的距離，實(shí)現(xiàn)鑄坯高質(zhì)量的二次冷卻。

3.4 鑄坯火焰切割及定重模型

1)使用相同切割槍嘴，通過槍體鋼套實(shí)現(xiàn)快速調(diào)整割嘴至鑄坯的距離為60 mm～70 mm，保證最小割縫。

2)編制新定重模型儲存于電腦，方便操作，快速校核單支鑄坯重量，保證下道工序要求。

3.5 電氣控制系統(tǒng)

1)鑄坯(150 mm斷面)采用專用液面控制接收器，能夠?qū)崿F(xiàn)快速自動刻錄。

2)編寫2套PLC程序，通過選擇開關(guān)實(shí)現(xiàn)不同斷面使用不同的控制程序，滿足工藝要求。

3.6 拉矯機(jī)

拉矯機(jī)為單流整體機(jī)架式，可實(shí)施快速更換，共4套。采用5輥3傳動形式，輥?zhàn)硬贾脻M足連續(xù)矯直要求， 采用拆裝方便的軸裝式減速機(jī)，減速機(jī)為一級螺傘、三級斜齒輪硬齒面?zhèn)鲃?效率高壽命長，拉矯輥材質(zhì)：鑄鋼Z200—400，輥面及輪緣內(nèi)側(cè)堆焊耐高溫耐磨合金(鈷基合金～4 mm)。能滿足生產(chǎn)120 mm×120 mm、150 mm×150 mm方坯。1、2流和3、4流對稱布置。

4 實(shí)施過程

4.1 關(guān)鍵程序及要求

1)在1、4流振動外側(cè)的澆鋼平臺上留有振動橫向中心線(即鑄機(jī)R6000mm弧外弧切線)基準(zhǔn)點(diǎn)，以此線為基準(zhǔn)在2流振動縱向中心用經(jīng)緯儀旋轉(zhuǎn)90 °即可確定鑄機(jī)縱向線；以振動橫向中心線向南平移6 000 mm即為拉矯機(jī)橫向中心線(鑄機(jī)半徑垂線位置)。

2)振動裝置。振動裝置拆除前先清理振動臺面，測量臺面標(biāo)高(偏心調(diào)至水平位固定)，拉線找縱中心線(2流振動和拉矯中心線)和橫中心線(鑄機(jī)外弧切線)，以備回裝調(diào)整時參考。回裝振動時先調(diào)臺面標(biāo)高和水平(從拉矯底梁上翻臺面標(biāo)高)，其后以1流和4流拉矯機(jī)切點(diǎn)垂線(拉矯機(jī)橫向中心線)為基準(zhǔn)，向北平移6 000 mm即鑄機(jī)外弧切線(即橫中心線)，依此調(diào)整振動南北位置；再以拉矯機(jī)橫向中心線為基準(zhǔn)，以經(jīng)緯儀旋轉(zhuǎn)90 °確定鑄機(jī)縱向線并翻出2流中心線，再與拆前保留的2流中心線對比并互借，以此確定2流縱向基準(zhǔn)線，調(diào)整振動?xùn)|西位置和流間距。機(jī)架和臺面調(diào)整完畢后緊固機(jī)架螺栓，最后調(diào)整傳動裝置的位置和水平，并把偏心調(diào)到水平位置與連桿連接。最后拆除定位銷。

3)拉矯機(jī)。拉矯機(jī)在拆除前先確定老拉矯機(jī)切點(diǎn)垂線(拉矯機(jī)橫向中心線)和切點(diǎn)輥標(biāo)高，以備回裝調(diào)整時參考。在拆除老拉矯機(jī)及底座時，要測量底梁標(biāo)高。回裝新公用底座時，按照最高點(diǎn)先調(diào)底座標(biāo)高和水平，其后根據(jù)預(yù)留的縱橫中心線調(diào)整位置并固定?；匮b拉矯機(jī)，先在中間輥上放水平微調(diào)拉矯機(jī)水平，再根據(jù)預(yù)留的縱橫中心線微調(diào)位置并固定。

4.2 電氣控制系統(tǒng)

1)結(jié)晶器液面自動控制利用相同的接收器安裝盒安裝不同的斷面鑄坯專用接收器，保證液面自動控制的精度。在液面自動控制系統(tǒng)中設(shè)置2種不同斷面參數(shù)，實(shí)現(xiàn)快速操作。

2)每個流控制柜內(nèi)增加1臺變頻器控制拉矯下輥，編制PLC程序，實(shí)現(xiàn)拉矯上下輥同步，誤差控制在0.001 m/min。

3)新編制拉速振頻連鎖程序，在控制柜門上安裝一旋轉(zhuǎn)開關(guān)，實(shí)現(xiàn)120 mm斷面和150 mm斷面的程序快速轉(zhuǎn)換。

4.3 二次冷卻裝置

1)零段噴淋裝置在生產(chǎn)150 mm2與120 mm2鑄坯時共用水環(huán)，噴淋管采用雙排噴嘴，滿足兩種斷面的使用，斷面互換時，用絲堵堵住未計劃生產(chǎn)斷面鑄坯型號所對應(yīng)的噴嘴，因零段噴淋管噴嘴數(shù)量較少，更換噴嘴比起更換噴淋管快捷方便。

2)一段噴淋裝置在生產(chǎn)150 mm2與120 mm2鑄坯時共用水環(huán)，因一段噴淋管噴嘴數(shù)量多，采用更換噴淋管來滿足斷面的互換。

3)二段噴淋裝置在生產(chǎn)兩種斷面鑄坯時共用水環(huán)、噴淋管，斷面互換時不用進(jìn)行更換，噴嘴表面與鑄坯表面間距140 mm。

5 改造效果

改造后，通過兩次150 mm×150 mm方坯生產(chǎn)，斷面互換后均開澆一次成功，溢漏率為0%，現(xiàn)場事故廢品為0 t，拉速穩(wěn)定性提高，方坯內(nèi)、外部質(zhì)量及設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性均達(dá)到了比較好的控制水平，滿足150 mm×150 mm下的正常生產(chǎn)組織。

6 結(jié)束語

小方坯連鑄機(jī)經(jīng)過對振動裝置、拉矯機(jī)、二次冷卻系統(tǒng)、引錠桿這些核心設(shè)備進(jìn)行合理的改造能夠?qū)崿F(xiàn)連鑄機(jī)斷面的互換，改造后的振動裝置用于匹配兩種結(jié)晶器，引錠桿配備兩種規(guī)格引錠頭用于適用兩種不同斷面的需求，可以低成本實(shí)現(xiàn)多規(guī)格鑄坯的生產(chǎn)。

[1] 蔡開科,程士富.連續(xù)鑄鋼原理與工藝[M].北京:冶金工業(yè)出版社,1994:175-200.

[2] 史宸興.實(shí)用連鑄冶金技術(shù)[M]. 北京:冶金工業(yè)出版社,2005：323-355.

RECONSTRUCTION OF CROSS SECTION RAPID INTERCHANGE OF BILLET CASTER

Lu Zhen Liu Haizhou Guo Yanqing

(Anyang Iron and Steel Stock Co., Ltd)

The reconstruction process and experience of multi section interchange function of billet caster with cross section of 120 mm2are introduced.It achieved by the reformation of vibration device, the mold, the two cold system, the rigid spindle, the straightening machine and other equipment. Practice has proved that the transformation of the billet caster can realize the function of cross-section interchange, and can meet the requirements of process production, to achieve the desired purpose of the transformation.

continuous caster cross section transformation process experience

2017—2—27

聯(lián)系人：盧臻，助理工程師，河南.安陽(455004)，安陽鋼鐵股份有限公司第二煉鋼廠設(shè)備材料科；