燕鋼3號和4號板坯連鑄機工藝技術特點

王魯，劉彩玲，李武紅，張西鋒

（中國重型機械研究院股份公司，陜西西安710032）

經(jīng)驗交流

燕鋼3號和4號板坯連鑄機工藝技術特點

王魯，劉彩玲，李武紅，張西鋒

（中國重型機械研究院股份公司，陜西西安710032）

詳細介紹了中國重型機械研究院股份公司為燕鋼新區(qū)提供的EPC工程3號和4號板坯連鑄機特點。論述了該連鑄機的主要技術參數(shù)和工藝流程，為同類連鑄機的設計提供了參考和借鑒。

板坯連鑄機動態(tài)輕壓下連續(xù)彎矯輥列動態(tài)二冷控制

燕山鋼鐵有限公司（全文簡稱燕鋼）新區(qū)煉鋼廠為了提高產(chǎn)品品質(zhì)并為軋鋼車間供應坯料，決定新建2臺雙流板坯連鑄機。該項目由中國重型機械研究院股份公司（以下簡稱中重院）負責全部設計工作及連鑄機設備的供貨、安裝和調(diào)試任務。

1 連鑄機主要參數(shù)（見表1）

表1 連鑄機主要參數(shù)

2 連鑄機工藝流程

該板坯連鑄機為完全國內(nèi)自主（成套），設備裝機水平國內(nèi)領先，工藝布置合理，在相同類型連鑄機領域具有一定的代表性。工藝流程如圖1所示。

圖1 工藝流程圖

3 主要技術措施和設計

3.1 提高連鑄機作業(yè)率和設備使用壽命的措施

1）采用四連桿蝶式鋼包回轉(zhuǎn)臺，兩臂單獨升降，可360°自由旋轉(zhuǎn)，提高了換包效率及安全性。

2）采用了浸入式水口快換裝置，提高了中間包的利用率并提高了連澆爐數(shù)。

3）中間包車采用四缸升降，并采用中重院自主研發(fā)的液壓同步系統(tǒng)，保證升降的平穩(wěn)性。

4）采用了中重院自主設計的結(jié)晶器寬度調(diào)整系統(tǒng)，可實現(xiàn)結(jié)晶器的在線自動調(diào)寬或離線調(diào)寬。

5）采用中重院積累多年的經(jīng)驗開發(fā)的一種新型漏鋼預報專家系統(tǒng)，極大地提高了漏鋼預報的準確率。

6）為保證連鑄機的正常運轉(zhuǎn)，采用三電一體化設計，提高液壓系統(tǒng)、電控儀表計算機系統(tǒng)的可靠性，按工藝控制要求，實現(xiàn)對整條生產(chǎn)線的自動、半自動和手動控制[1]。

7）出坯輥道和軋鋼熱送輥道之間采用橫移臺車輸送鑄坯，實現(xiàn)了連鑄坯的熱送。

8）合理的蒸氣排出管道設計，將連鑄機生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的高溫、高濕及高腐蝕性的蒸氣排出到廠房外，保證了連鑄機設備的可靠運行并為澆鋼工提供了良好的操作環(huán)境。

3.2 保證鑄坯表面質(zhì)量的措施

1）采用結(jié)晶器液面自動控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用渦流電磁傳感器檢測鋼液面，采用塞棒機構實現(xiàn)鋼水的控流，從而實現(xiàn)結(jié)晶器內(nèi)鋼水液面波動范圍在±3mm以內(nèi)，使結(jié)晶器保護渣能均勻鋪展和熔化，減少保護渣卷入。

2）采用長度為900mm的組合式結(jié)晶器，銅板材質(zhì)為鉻鋯銅，表面鍍Ni-Co，提高了銅板使用壽命。優(yōu)化設計了銅板厚度和水縫結(jié)構，使銅板表面溫度盡可能均勻。

3）采用中重院自主研發(fā)的結(jié)晶器液壓振動裝置，分別在結(jié)晶器寬度兩側(cè)各設置一臺獨立的振動單元體，單元體采用全板簧導向，精度高；板簧采用特殊防腐工藝處理，維修量少。采用中重院自有的振動模型，可在線準確地調(diào)整振動頻率、振幅和振動波形等參數(shù)，實現(xiàn)結(jié)晶器的正弦和非正弦振動。

3.3 保證鑄坯內(nèi)部質(zhì)量的措施

1）采用鋼包長水口、中間包覆蓋劑、浸入式水口、結(jié)晶器保護渣，并且長水口，浸入式水口均設有氬氣密封，這樣實現(xiàn)了鋼液在鋼包、中間包及結(jié)晶器內(nèi)與空氣的有效隔離，從而實現(xiàn)了鋼包到結(jié)晶器的全程無氧化澆注。

2）連鑄機輥列設計時考慮彎曲段采用高的直線段長度，從而能促使鋼水中的夾雜物充分上浮，并提高鋼水的均勻化，降低夾雜物向內(nèi)弧聚集的趨勢。

3）采用R＝9.5m的主半徑和連續(xù)彎曲連續(xù)矯直機型，保證在較高拉速情況下，嚴格控制鑄坯兩相區(qū)綜合應變，避免鑄坯產(chǎn)生內(nèi)裂，同時在結(jié)晶器窄面下方設置3對側(cè)倒輥，防止鑄坯側(cè)面產(chǎn)生鼓肚[2]。

4）各扇形段采用框架結(jié)構，剛性大，結(jié)構穩(wěn)定，從而保證了各設備的位置精度和弧線精度，減少了拉坯過程中坯殼內(nèi)產(chǎn)生的應變。

5）采用氣水霧化冷卻制度和中重院自主研發(fā)的二冷水動態(tài)控制模型，該模型主要根據(jù)鋼種、斷面、拉速、鋼水過熱度和鑄坯表面溫度等因素確定二冷水量的大小和分布，并通過計算機動態(tài)控制調(diào)節(jié)各冷卻區(qū)水量，精確控制鑄坯表面溫度，在矯直區(qū)避開溫度脆性區(qū)間，防止鑄坯產(chǎn)生內(nèi)裂和表裂。

4）采用二冷電磁攪拌技術，在扇形段1段或扇形段2段的首末輥上設置電磁攪拌輥。電磁攪拌能有效地改善連鑄坯內(nèi)部的組織結(jié)構，減輕中心偏析，消除裂紋及中心縮孔，大大增加等軸晶率，提高拉速。

5）采用中重院自主研發(fā)的動態(tài)輕壓下技術，以提高鑄坯的內(nèi)部質(zhì)量。該連鑄機所有扇形段均具備遠程調(diào)輥縫功能。在澆鑄過程中通過模型自動控制扇形段4號～13號的壓下位置和壓下量，從而實現(xiàn)對鑄坯凝固末端的輕壓下[3]。

4 結(jié)語

由于對這2臺連鑄機的精心設計和諸多關鍵連鑄技術的應用，以及優(yōu)良的設備制造質(zhì)量、精確高效的安裝和調(diào)試、完善的生產(chǎn)組織管理，燕鋼新區(qū)3號、4號連鑄機分別于2016年4月20日和2016年6月21日一次熱負荷試車成功。投產(chǎn)至今設備運行穩(wěn)定可靠，生產(chǎn)鑄坯質(zhì)量良好，為燕鋼產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益，獲得了用戶的好評。

[1]楊拉道，謝東鋼.連續(xù)鑄鋼技術研究成果及應用[M].昆明：云南科技出版社，2012.

[2]劉延明，李平，欒興家，等.板坯連鑄機設計與計算[M].北京：機械工業(yè)出版社，1990.

[3]蔡開科，程士富.連續(xù)鑄鋼原理與工藝[M].北京：冶金工藝出版社，1994.

（編輯：苗運平）

Technical Characteristics of No.3 and No.4 Slab Caster in Yanshan Iron and Steel

WANG Lu,LIU Cailing,LIWuhong,ZHANG Xifeng

（China National Heavy M achinery Research Institute Co.,Ltd.,Xi’an Shaanxi 710032）

This paper introduces the characteristics of the EPC Project No.3 and No.4 slab caster provided by the China Heavy Machinery Research Institute in Yanshan.The main technical parameters and technological process of the continuous casting machine are discussed in this paper,providing reference for the design of the same kind of continuous castingmachine.

slab continuous caster,dynamic soft reduction,continuous bending,dynamic secondary cooling control

TF777.1

A

1672-1152（2017）02-0094-02

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2017.02.36

2016-12-15

王魯（1982—），男，陜西寶雞人，現(xiàn)就職于中國重型機械研究院股份公司，工程師，研究方向為鋼鐵冶金設備。