莱钢5_连铸机设备改造

冶金动力METALLURGICAL POWER 2009年第1期总第131期

莱钢5#连铸机设备改造

谭永庆1，仵宗贤1，孙吉才2

（1.莱芜钢铁集团技改工程指挥部，山东莱芜271104；2.莱钢股份有限公司炼钢厂，山东莱芜271104）

【摘要】针对莱钢炼钢厂5#连铸机性能较为落后，产能较低，特别是不能满足优钢生产的现状，炼钢厂对连铸机大包加盖装置、中间包塞棒控制、二冷段冷却系统、二冷段侧导向系统等进行了适应性优化改造，从整体上提升铸机性能，使该连铸机具备了生产高质量优钢的设备条件，取得了最佳的经济效益。

【关键词】连铸机；塞棒；二次冷却；导向装置

【中图分类号】TF341.6【文献标识码】B【文章编号】1006-6764(2009)01-0084-02

Reconstruction of No.5Caster of Laiwu Iron&Steel Co.

TAN Yong-qing1，WU Zong-xian1，SUN Ji-cai2

(1.Headquarters of Technical Reconstruction Engineering,Laiwu Iron&Steel Group Co.; 2.Steel Mill,Laiwu Iron&Steel Co.,Ltd.,Laiwu,Shandong271104,China)

【Abstract】No.5Caster performance of the Steel Mill of Laiwu Iron&Steel Co.was poor and capacity was low,especially it could not meet the needs of production of high-quality steel.The Steel Mill conducted adaptability optimization reconstruction on the follow－ing:caster's capping device of big ladle,stopper control of medium ladle,cooling system of secondary cooling stage and side orientation system of secondary cooling stage.The caster performance was improved entirety and the caster met the needs of production of high-quality steel.Optimum economic benefits were achieved.

【Key words】caster;stopper;secondary cooling;orientation device

1前言

国内方坯连铸机多数采用刚性引锭杆的罗可普连铸机，二冷室一般仅有3~4套外弧支撑辊，结构简单，投资省见效快，主要适用于普碳钢生产。莱钢炼钢厂5#方坯连铸机就是此类连铸机，定位于普钢生产，年设计生产能力为100万t，于2005年7月投产。但是，大包加盖装置由于设计原因造成无法使用，投产初期出坯系统也频频出现故障，无法保证铸坯特别是3m以下短定尺铸坯的顺利出坯，严重影响了连铸机的顺利生产。

同时，根据市场变化和公司后续工序产品结构调整需求，为取得更大经济效益，连铸机需要进行优钢生产，但是由于铸机设计配置较低，结晶器液面波动幅度、二冷制度等不能满足优钢生产要求，铸坯容易出现脱方、表面及角部裂纹、中心裂纹、中心疏松等缺陷，严重影响了铸坯质量。

2连铸机设备存在问题及原因分析

2.1回转台钢包加盖装置无法使用

由于设计和安装缺陷，钢包加盖装置自投产以来一直未能投入使用，回转立柱位置偏向回转台一侧，电液推杆驱动包盖位置旋转约80°就与其旋转立柱碰撞，无法使包盖完全脱离钢包，从而使行车无法顺利完成吊座钢包作业。

2.2中间包浇铸钢流控制缺陷

该连铸机采用常规定径水口加保护的浇注方式，通过调整拉速来保证结晶器钢水液位的稳定。该方式有以下不良后果：一是造成拉速不稳定、变化频繁，容易诱发中心疏松和中心裂纹等内部缺陷。二是造成结晶器内液面波动大，最大时超过±10mm，容易造成钢水卷渣漏钢或者表面夹杂和裂纹，并且保护渣消耗量大。

2.3二次冷却系统

二冷段采用水喷雾冷却方式，该方式喷水区的局部冷却区冷却强度较大，造成铸坯温度波动达200~300℃，铸坯承受很大的热应力，铸坯易出现表面缺陷和内部缺陷。同时，喷淋集管支撑为钢管悬臂

84

冶金动力

METALLURGICAL POWER

2009年第1期总第131期

式结构，刚度和强度较低，容易变形，导致喷淋集管对中性差，使铸坯冷却效果更加恶化，严重影响铸坯质量的提升，特别是无法满足优钢铸坯的生产。2.4二冷段侧导向系统

连铸机二冷室内侧导向装置为每流单独控制，通过减速机带动丝杠调节导辊间距来对铸坯进行强制导向。由于二冷室环境极为恶劣，导轮及其驱动系统极易损坏，寿命只有1个月左右，无法发挥其侧导向作用。

由于设计生产规格较多，分别为150×150mm 2、165×200mm 2、165×225mm 2、180×220mm 2、150×

280mm 2，

断面变化很大，铸坯跑偏的可能性大大增加，一旦侧导向装置失效将会严重影响铸坯质量。

3连铸机适应性改造

针对连铸机设备在生产运行中暴露出的问题和

弊端，对连铸机设备分批次进行了优化改造，主要项目如下：

3.1大包加盖装置改造

（1）经过现场观测和模拟演示，为保证整个加盖装置的安全使用，需要对大包加盖机构的回转驱动系统进行改进，使回转角度达到120°以上。参照悬臂电动葫芦吊回转驱动机构型式对包盖回转机构进行改造，回转驱动方式采用减速机———齿轮机械传动，安装有小齿轮的大速比摆线针轮减速机，固定于旋转立柱上，大齿圈安装在回转固定立柱上端，从而通过该齿轮副驱动实现回转臂回转。

（2）为保证回转效率和运行稳定，减速机型号采用HNML20B-900F,根据减速机外形尺寸和回转立柱直径尺寸，确定大小齿轮中心距为525mm ，小齿轮齿数为Z =25，大齿轮齿数为Z =80，模数为m =10。现有回转立柱保持不变，因此将大齿圈设计为分体式（一分为二），齿圈卡箍在固定立柱上，用铰制螺栓将钢板制作的剖分圆环压在齿圈上下端面上，此时圆环剖分面与齿圈剖分面错开45°，从而将齿圈连为一个整体。将圆环焊接在固定立柱上从而固定齿圈。驱动减速机通过其底座与旋转立柱连为一体。

3.2中间包塞棒控制系统改造

根据优钢工艺特点，优钢生产必须保证拉速稳定，结晶器波动控制在±5mm 以内。增加塞棒控制系统就可以满足上述要求。同时，在塞棒控制系统的引入过程中，考虑了与现有定径水口机构的通用性，保证现有定径水口机构可以继续使用。

数控塞棒控制系统控制原理见图1。

图1数控塞棒控制系统控制原理

系统通过液位计准确检测结晶器内的钢水液面并实时的把液面信号送给中央处理机PLC ，PLC 根据实际液面和设定液面比较，综合实际拉速和塞棒开口度，来适当调整塞棒的开口度，调节钢水的流量，从而保证结晶器内钢水液面的稳定，实现恒拉速定液面连铸自动控制。

3.3二冷系统气-雾冷却改造

（1

）重新设计二次冷却系统，改造喷淋集管，以适用于气-水雾化冷却。为保证合理冷却效果，在原来的两段喷淋集管基础上增加第三段喷淋集管。

（2）重新设计喷淋集管固定支座；喷淋集管通气、水部位由中间改为下部，并用螺栓与下支座上的支撑环管连接为一体，喷淋集管上部用定位销与上固定支座连接，提高了整个喷淋集管的稳定性能和对中精度。

支撑环管为上下两层的八边环形方管气-水通

道，气-水入口各有一个，四对出口分别与对应铸坯四个冷却面的喷淋集管。这样，二冷区管路得到简

化，每段比喷水冷却方式少3根管路，比一般气雾冷却方式少6根管路，方便了维修。（3）重新敷设压缩空气管路，气、水管路全部改用不锈钢材质，消除了普通钢管容易形成锈垢的缺陷，可以减少喷嘴堵塞几率。

（4）针对普钢和优钢钢种，选用不同的配水模型，并将普钢和优钢生产所需的水管路分开控制。即生产优钢时，水路切换到量程较小的气动阀控制的管路；生产普钢时，水路切换到量程较大的气动阀控制的管路。

3.4二冷段侧导向改造

（1）将导向装置由每流单独调节改为6个流统一调节控制，导向辊安装在贯穿二冷室的两件横梁（分布于二冷段第三组外弧支撑辊上下两侧）上，上梁六组导向辊控制各流铸坯向南跑偏，下梁六组导向辊控制各流铸坯向北跑偏。

考虑二冷室的恶劣环境，将两导辊梁制作成水冷梁。每根水冷梁装设3套由四个辊子组成的方框型支撑装置，对梁起支撑和导向作用。(下转第88页)

液面信号

检测接收器

液面计电动缸

PLC 工控机

操作箱85