立彎式連鑄生產(chǎn)情況

德國迪林根鋼廠立彎式連鑄機,主要生產(chǎn)結構鋼、高強度結構鋼和其他特殊鋼種,產(chǎn)品主要用于酸性氣體環(huán)境、壓力容器、造船和其他特殊用途。該鑄機生產(chǎn)情況正常,設備運行穩(wěn)定,年產(chǎn)量140萬t,達到設計要求,板坯內(nèi)部質(zhì)量良好 。

立彎式連鑄機主機設備支承在由鋼結構組成的框架梁上。主要設備包括:鋼包車、中間包和中間包車、結晶器、振動裝置、二次冷卻設備、二次冷卻水收集和排出裝置、鑄坯彎曲裝置、鑄坯導向裝置、矯直機、引錠桿系統(tǒng)、火焰切割機和出坯輥道等設備。

1　鋼包車

鋼包車由電機驅(qū)動,液壓升降,鋼包車具有稱量功能。

2　中間包和中間包車

中間包鋼水容量為50 t,塞棒機構控制鋼流。中間包車由電機驅(qū)動走行,液壓升降,液壓對中微調(diào)。

3　結晶器

結晶器為緊湊型結晶器,不帶足輥。結晶器寬邊由碟形彈簧夾緊,液壓缸釋放進行寬度調(diào)節(jié)。結晶器寬度在維修區(qū)進行調(diào)節(jié),由電機驅(qū)動齒輪箱和絲桿,調(diào)節(jié)結晶器寬度,在線手動進行微調(diào)。

銅板長度: 　700mm

銅板厚度: 　45mm

銅板材質(zhì): 　CuAg

銅板鍍層: 　Ni

4　振動裝置

振動裝置為短連桿液壓振動裝置,可以在線調(diào)節(jié)振幅和頻率。振動裝置由兩片組成,每片由一個帶位移傳感器的伺服液壓缸驅(qū)動,四連桿機構導向,按照設定的振幅、頻率實現(xiàn)垂直振動。

振幅:±1mm～ ±5mm

振動頻率: 50～240次/min

振動波形: 正弦波

5　二次冷卻設備

二次冷卻設備由8個導輥段組成,不帶驅(qū)動裝置,都布置在垂直段,導輥段固定后冷卻水自動接通。

導輥段1段支承在振動裝置底座上,由12對寬邊輥子(三分節(jié)輥) 、5對窄邊輥子、內(nèi)外框架、側框架和二冷噴嘴等組成。內(nèi)外側框架和側框架用螺桿連接,輥縫由調(diào)節(jié)墊板進行調(diào)節(jié)。窄邊輥子由2個液壓缸和導向桿與側框架連接,根據(jù)鑄坯寬度的不同,由液壓缸調(diào)節(jié)兩側窄邊輥子之間的距離。

導輥段2～8段結構相同。每個導輥段由6對輥子(三分節(jié)輥) 、內(nèi)外框架、輥縫調(diào)節(jié)裝置、導輥段固定裝置、導輥段移出輥輪和二冷噴嘴等組成。內(nèi)側框架上設有導輥段移出輥輪和輥縫調(diào)節(jié)導向機構。導輥段安裝時,在液壓缸的推動下,導輥段輥輪沿導軌進入導輥段設定位置,由4個支承點將整個導輥段支承在梁上,由鎖緊液壓缸鎖緊。調(diào)節(jié)輥縫時,輥縫調(diào)節(jié)裝置在帶位移傳感器的液壓缸推動下,外側框架沿導向機構進行滑動,實現(xiàn)輥縫調(diào)節(jié)。導輥段的更換由專用升降機進行移出和更換。導輥段2～8段可進行遠程調(diào)節(jié)輥縫,實現(xiàn)動態(tài)輕壓下。

6　二次冷卻水收集和排出裝置

在每個導輥段之間,設有二次冷卻水收集和排出裝置,用于收集和排出過剩的二次冷卻水。根據(jù)鑄坯的不同厚度和寬度,排水裝置在厚度和寬度方向可進行調(diào)節(jié)。

在導輥段和鑄坯彎曲裝置之間也設有密封板和排水裝置,用于保護鑄坯彎曲裝置和下方的設備。

7　鑄坯彎曲裝置

鑄坯彎曲裝置布置在導輥段之后,設有3對驅(qū)動輥和1對頂彎輥,具有拉坯、彎曲鑄坯和夾送引錠桿的功能。3對驅(qū)動輥均帶有獨立的驅(qū)動裝置,每個驅(qū)動輥上帶2個液壓缸,驅(qū)動輥在機架中可以滑動,起拉坯、彎曲鑄坯和夾送引錠桿的作用。頂彎輥懸掛在機架上,由2個液壓缸推動,起頂彎鑄坯的作用,同時用于脫引錠。

8　鑄坯導向裝置

鑄坯導向裝置布置在鑄坯彎曲裝置和矯直機之間,由1根實心光輥和5根盤型輥組成。實心光輥用于引錠桿導向和脫引錠, 5 根盤型輥起鑄坯導向的作用。

9　矯直機

矯直機采用兩點矯直,帶有5根驅(qū)動輥, 2根上驅(qū)動輥由帶位移傳感器的液壓缸驅(qū)動壓下,進行鑄坯矯直和拉坯。

10　引錠桿系統(tǒng)

引錠桿系統(tǒng)為下裝式,剛性引錠桿,引錠桿由引錠桿車進行運輸。引錠桿車布置在-16. 910m平臺上,用于將引錠桿從等待位運送至裝入位。同時引錠桿車上帶3對驅(qū)動輥,將引錠桿向上提升,將引錠桿裝入結晶器下口。引錠桿在等待位可以進行引錠頭的更換 。

鋼水由鋼包經(jīng)過長水口,進入中間包,然后通過浸入式水口注入結晶器中,鋼水在結晶器中冷卻后形成一定厚度的坯殼,進入二次冷卻設備后鑄坯繼續(xù)冷卻直到完全凝固。完全凝固的鑄坯通過鑄坯彎曲裝置進行彎曲,在鑄坯導向裝置的支撐下,進入矯直機進行矯直,然后由火焰切割機切割成定尺板坯,經(jīng)過去毛刺、噴印后由吊車吊運下線。

連鑄機臺流數(shù)：1臺, 2流

設計年產(chǎn)量：140萬t/ a

板坯寬度：1400～2200mm

板坯厚度：230～400mm

板坯長度：最長10. 8m

連鑄機冶金長度：15. 7m

垂直段長度：19. 256m

弧形半徑：8m

拉速范圍：0. 1～2. 5m /min

最大工作拉速：0. 95m /min

澆注平臺標高： 15. 370m

出坯輥道標高：- 12. 7553m

立彎式連鑄機在生產(chǎn)特厚鋼板時具有以下優(yōu)點:

(1) 垂直段較長,有利于夾雜物上浮;

(2) 鑄坯在凝固時散熱均勻,同一斷面坯殼凝固厚度均勻,不易產(chǎn)生中心偏析,在生產(chǎn)特厚板坯和特殊鋼種時板坯質(zhì)量能夠得到保證;

(3) 鑄坯完全凝固后再進行彎曲和矯直,減小了鑄坯凝固過程的內(nèi)應力,能夠有效地防止鑄坯產(chǎn)生內(nèi)部裂紋。

(4) 立彎式連鑄機通過鑄坯的在線彎曲和矯直,有利于鑄坯的切割、去毛刺和下線。

立彎式連鑄軋鋼是指澆鑄在垂直狀態(tài)進行，鑄坯未全部凝固之前呈垂直狀態(tài)，全部凝固后，進入矯彎系統(tǒng)，彎曲90°呈水平狀態(tài)輸出的一種連續(xù)鑄鋼煉鐵類型。

立彎式連鑄軋鋼保留了立式連鑄的部分優(yōu)點，鑄坯冷卻均勻，鋼水中大型夾雜物在結晶器有上浮機會，殘留夾雜物在鑄坯內(nèi)分布不產(chǎn)生局部積聚現(xiàn)象。由于鑄坯彎曲后水平方向輸出，所以切割設備可以布置在水平位置，使鑄坯切割的定尺長度不受設備高度的限制。立彎式連鑄是針對立式連鑄高度與定尺長度密切相關，鑄坯定尺長則立式連鑄機高度相應增高外，立式鑄機出坯不便，稍有故障即影響澆鋼。

立彎式連鑄機則避免了這兩點不利之處。立彎式連鑄機是立式連鑄與弧型連鑄之間的產(chǎn)物。這種鑄機均為高架式。出坯在地坪面上，鑄坯的總高度與立式連鑄機差不多，但是多一套彎坯機構，因此造價比立式連鑄機高，世界上此類連鑄機數(shù)量不多，中國在70年代，石景山鋼鐵廠(首都鋼鐵公司前身)曾在煉鋼試驗廠內(nèi)建過一臺小方坯(90mm×90mm)立彎式連鑄機(已拆除)。這類連鑄機已被帶液相彎曲的直弧型連鑄機替代。

一般的弧形連鑄機和立彎式連鑄機,生產(chǎn)的鑄坯厚度在300mm以下,厚度大于300mm的鑄坯,采用弧形連鑄機或立彎式連鑄機生產(chǎn),要求具有很大的弧形半徑,且不易保證鑄坯質(zhì)量。德國迪林根鋼廠5號連鑄機,生產(chǎn)鑄坯厚度為230～400mm,采用立彎式連鑄機。這種立彎式連鑄機垂直段較長,鑄坯在垂直段完全凝固后再進行彎曲和矯直 。

立式連鑄是最早用于工業(yè)生產(chǎn)的連鑄技術。1933年德國容漢斯(S.Junghans)發(fā)明結晶器振動技術，解決了由于初凝坯殼與結晶器粘連而引發(fā)的拉漏問題后，連鑄進入工業(yè)應用，50年代到60年代前期，世界各國相繼建設立式連鑄機，但是由于這種類型鑄機建設費用高、生產(chǎn)效率受高度的限制，加之連鑄技術尚不完善，所以發(fā)展速度緩慢。

世界上第一臺工業(yè)試驗性立式連鑄機于1946年在英國的勞莫爾工廠(Low Maor)建成，澆鑄小斷面鑄坯。第一臺工業(yè)生產(chǎn)用小方坯立式連鑄機于1952年在英國的巴路(Barro)鋼廠建成，第一臺板坯連鑄機(半連續(xù)立式鑄機，板坯斷面為180mm×800mm)在前蘇聯(lián)紅十月鋼廠建成。

中國第一臺工業(yè)試驗立式連鑄機于1956年在上海鋼鐵研究所建成。第一臺工業(yè)生產(chǎn)型立式連鑄機于1958年建成于重慶第三鋼鐵廠，澆鑄斷面為170mm×250mm。1964年弧型連鑄機問世，立式連鑄機的建設多為弧型鑄機替代，但尚有少數(shù)立式鑄機仍在建設，甚至80年代還有新建立式連鑄機的，中國太原鋼鐵公司第三煉鋼廠即在1985年建設一臺半連續(xù)澆鑄不銹鋼、合金鋼的立式鑄機。立式鑄機大部分還在繼續(xù)發(fā)揮作用，但也有部分已經(jīng)拆除或改建。立式連鑄機以前蘇聯(lián)擁有量最多，法國次之。

立式連鑄主要工藝特點是：

(1)鋼液從中間罐注入直立的結晶器，鋼液中大顆粒夾雜物及部分小夾雜有可能上浮到表面，使用保護渣澆注時，夾雜可被保護渣吸收，而殘留在鑄坯內(nèi)的夾雜物分布較均勻，不會出現(xiàn)弧型連鑄時鑄坯內(nèi)夾雜物在內(nèi)弧面積聚現(xiàn)象。

(2)鑄坯的冷卻均勻，凝固組織對稱性好。

(3)坯在凝固過程及在鑄機內(nèi)不受彎曲、矯直等外力的作用，鑄坯內(nèi)部不會有機械應力引起的裂紋缺陷，且由于鋼水靜壓力較大，易于凝固補縮，所以立式連鑄適宜于澆注合金鋼及裂紋敏感性高的鋼種。

但是立式連鑄設備總高度大，由于鑄坯在垂直狀態(tài)凝固，設備總高度還要隨澆鑄坯斷面的增加和拉速度的提高而增大，鑄坯定尺愈長鑄機高度愈大，一般立式鑄機的高度比弧型連鑄機的高度大兩倍，澆鑄同類型斷面鑄坯，弧型鑄機只有立式鑄機高度的1/3。

如大型板坯或方坯鑄機的高度(澆鑄平臺到輸出輥道的上表面距離)在30m以上，一般較小斷面的立式鑄機高度也需20m左右，所以廠房高度很高或需將鑄機部分設備建在地坑中(中國唐山鋼廠一煉鋼車間的立式鑄機地坑深度為18m)。

因此立式連鑄的基建工程量大，廠房或地坑的建設費用高。此外鑄坯的運出較麻煩，一旦鑄造過程出現(xiàn)故障、鑄機只能停止工作。自20世紀60年代弧型連鑄機問世以來，立式連鑄機的建設基本上為弧型機替代。

澆鑄和鑄坯凝固全部過程都是在垂直狀態(tài)中進行的連續(xù)鑄鋼|煉鐵類型。這種連鑄|軋鋼的中間罐、結晶器、二冷區(qū)、拉矯機、切割設備以及接受定尺鑄坯等一系列設備和操作均布置在一條垂直的中心線上(見圖1)。鋼水從中間罐注入結晶器后，初凝鑄坯經(jīng)二冷區(qū)加速凝固，由拉坯機以設定的拉速拉出，經(jīng)切割后，定尺鑄坯進入翻鋼斗中，翻斗接受鑄坯后將鑄坯放至水平狀態(tài)由輸送輥道運出(地坑式鑄機有提升機將鑄坯提至地坪面上后再由地面輥道輸出)，或者由翻鋼斗傾斜倒到斜式履帶運輸機，由履帶運輸機將鑄坯送到地面上由地面輥道輸出，再由拉鋼(或推鋼)機將鑄坯推到集中冷床上。

1—中間罐;2—結晶器;3—二冷區(qū);4、5—拉坯機;6—切割設備;

7—翻鋼斗;8—坑下輸送輥道;9—提升機;10—地面輥道