江鑫钢铁10流方圆坯连铸机设计特点

江鑫钢铁10流方圆坯连铸机设计特点

作者：段世钰陈永军

来源：《建筑建材装饰》2014年第01期

摘要：介绍江鑫钢铁10流连铸机设计特点，该连铸机具有流数多、浇铸断面丰富、自动化控制程度高的特点。

关键词：连铸机；设计特点；10流

前言

为了贯彻我国钢铁发展产业政策，淘汰落后产能，优化生产结构，山东临沂江鑫钢铁有限公司扩建120t转炉炼钢车间。钢厂采用铁水预脱硫→顶底复吹转炉炼钢→（吹氩处理）→LF 钢包精炼炉→连铸→（铸坯热送热装轧机生产线加热炉）的先进的工艺流程，车间内新建一座120t顶底复吹转炉、一座LF钢包精炼炉和一台10机10流方圆坯连铸机。此连铸机是临沂江鑫钢铁有限公司长期战略发展的一部分，同时也有利于带动周边相关企业的发展。

1 生产规模及产品

2 连铸机性能参数

表1 连铸机性能参数

3 连铸机工艺流程

钢包在回转台上座定之后，旋转180°到浇注位。钢包具有两个水口，分别向两个中间包内同时浇注钢水。打开钢包滑动水口，使钢水经长水口进入中间包，当钢水液面达到一定深度后，开启中间包水口，使钢水进入结晶器。在结晶器内冷却水的强制冷却下，钢水开始凝固，形成具有一定厚度的坯壳。在拉矫装置的作用下，铸坯从结晶器内被拉出，进入二次冷却区，在此铸坯受到气水雾化二次冷却，钢水继续凝固，进入拉矫装置后达到完全凝固或带有较少量的液心，铸坯经矫直，由弧形变为水平。铸坯进入切割机时，已完全凝固，火焰切割机将铸坯切割为所要求定尺长度的成品，经运输辊道送至冷床系统，通过热送辊道或汽车运送到轧钢车间加热炉区域。

4 连铸机工艺布置

连铸机车间厂房由连铸跨、过渡跨、出坯跨组成，三跨平行布置。连铸机回转台布置在连铸跨与钢水接收跨之间，浇铸设施、操作平台、结晶器及振动装置、导向段设备、拉矫设备等布置在连铸跨，切割设备、运输辊道、引锭杆及其存放设施布置在过渡跨，冷床设施布置在出

坯跨。中间包修砌、中间包干燥、中间包存放、结晶器维修、结晶器存放等设备布置在连铸跨厂房内，备件存放等设备布置在过渡跨，铸坯堆存区域设在出坯跨。

5 连铸机设计特点

（1）连铸机机型选择大半径弧形连铸机，采用多点矫直技术，使铸坯的变形率得到了有效控制，从而获得了较高的铸坯质量。

（2）带钢包称量和钢包加盖的直臂式大包回转台。采用钢包加盖装置可减少钢包内钢水在浇注过程中的温降，同时也可防止空气中夹杂物进入钢包，保持钢水清洁度。

（3）带液压升降、液压横移的高低腿式中间包车。

（4）采用大容量、深液面中间包冶金技术，钢水在中间包内停留时间大于10min，保证钢水中大颗粒非金属夹杂物有充分的时间上浮。

（5）中间包内腔为“L”形结构，有利于设置冲击杯、挡渣墙等设施，确保钢水合理流动。利用数学模型，结合水力学试验来设计的中间包，拥有最佳几何尺寸、最佳流场。

（6）采用双中间包浇注，相应减少了中间包尺寸，保证中间包刚性，包底变形小，确保水口对中。

（7）浇注过程中使用双中间包，另有双中间包在烘烤位备用，可实现中间包的热更换，提高铸机作业率。

（8）采用塞棒自动执行机构控制中间包钢流，以保证结晶器内钢水液面的稳定，从而实现恒拉速、恒液位生产，提高铸坯质量和炼钢工艺水平。

（9）采用中间包定径水口快速更换装置，可以提高连铸机连浇炉数及钢水收得率，减少耐火材料消耗，降低生产成本，提高经济指标[1]。

（10）浇注高品质钢种时，钢包到中间包采用长水口及氩气保护浇注，中间包到结晶器采用浸入式水口保护浇注，防止钢水二次氧化及气体的吸入，同时减少钢水温度降，减少钢水在浇注过程中形成的夹杂物，提高连铸坯洁净度，保证轧材质量[2]。

（11）采用国际先进的均匀窄水缝、高水速冷却的管式结晶器。这种结构将会有效避免冷却水的局部沸腾，从而使通过结晶器的铸坯在凝固的同时，不仅增加了坯壳厚度，而且可减少裂纹。

（12）结晶器液面自动控制采用铯源型液位检测，减小钢水液面波动量。

（13）采用结晶器外置式电磁搅拌技术，在钢水最初的凝固过程中，对钢水进行搅拌，将树枝晶打碎作为结晶核心扩大等轴晶区，有利于气泡和夹杂物的去除，同时减轻铸坯中心成分偏析，从而改善铸坯的表面和内部质量。此外，它还能消除部分钢水温度波动造成的对铸坯质量的不利影响，加快钢水热量传递、散发，提高浇铸速度[3]。

（14）采用四连杆电动缸非正弦振动技术，可以实现振动参数、振幅、振动频率、偏斜率等的在线调节；刚度大，能满足大断面拉矫阻力的要求，适用于高负载、高频率、高拉速的生产条件；工作平稳、可靠，振幅精确，便于维修、磨损小，利于长期使用。

（15）二冷区采用气水雾化冷却。其水量根据不同钢种、坯型、拉速、钢水温度等参数，运用二次配水方程进行配置，形成多条水量曲线，并可通过PLC进行多种选择、调整和修正，有效保证了铸坯质量。

（16）采用四机架多点矫直拉矫机，拉速可调，可满足不同钢种和不同铸坯断面对拉速提出的不同要求，满足上引锭时较快的速度要求；通过液压缸调整上下辊的开口度，能够满足多种铸坯断面和引锭杆通过的工艺要求；采用全水冷型拉矫机，对拉矫辊、机架、轴承座、减速机实施有效水冷措施，彻底解决了拉矫机因高温工作环境而造成的故障率高、维护工作量大，影响铸机作业率，甚至造成因机架和辊子等经常变形而严重影响铸坯质量等问题。

（17）采用非接触式红外自动定尺系统，可大大提高定尺精度，定尺控制精度达到5～

8mm。

（18）采用液压步进翻转冷床来实现对长定尺铸坯的移送及翻转，使铸坯冷却快而均匀，平直度好。

6 结束语

临沂江鑫10流方圆坯连铸机在总体工艺流程的选择上，以实现本项目所选定的生产品种为核心目标，合理选择设备配置，形成所选定产品的最佳生产模式，为企业创造一个良好的生产管理平台，获得最佳的综合技术经济指标；在总图布置上，充分利用车间工艺条件，紧密联系各工序之间的技术衔接，使各工序都能充分发挥其生产能力，尽量减少生产过程中各类物质的输送路线，运输工具的相互矛盾与干扰，实现连续化和紧凑化生产，实现连铸生产的工艺现代化、生产集约化；在设备配置上，力求配置一流的新型设备，侧重设备的先进性、可靠性、实用性，使各工序设备做到物尽其用，实现连铸生产的高效率。

总之，临沂江鑫10流方圆坯连铸机是科技含量高、经济效益好、资源消耗少的具有国内先进水平的生态环保型现代化连铸生产线。

参考文献：