学习异型坯铸机设备特点和连铸生产关键技术

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1、异型坯铸机设备特点和连铸生产关键技术周晓晴，高仲(中冶连铸技术工程股份有限公司，北京100028)摘要：近些年，中冶连铸与西门子—奥钢联合作设计了多台异型坯铸机，积累了丰富的异型坯铸机设计、制造和异型坯连铸生产经验。本文总结出了异型坯铸机的设备特点和异型坯连铸生产的关键工艺技术。关键词：异型坯铸机；设备；工艺技术；中冶连铸1前言H型钢是一种经济型断面钢材，具有广阔的市场应用前景。与钢筋混凝土建筑结构相比，因其自重轻、结构稳定、增加结构有效使用面积、工程施工速度快和环保等特点，已经被广泛应用于高层建筑工程、桥梁工程、电力及通讯行业各种大型高架塔等。在国内，马钢和莱钢于1

2、998年就全套引进了国外异型坯铸机。自2004年起，中冶连铸与西门子—奥钢联合作设计了多台异型坯铸机，如津西、山西介休等异型坯铸机，在异型坯铸机设计方面积累了丰富的经验。本文重点介绍异型坯铸机较普通铸机的设备特点和异型坯连铸生产关键工艺技术。2典型工艺流程和铸机情况图1和表1分别为某异型坯铸机的典型工艺流程和铸机主要参数[1]。3异型坯铸机设备特点异型坯铸机与普通板坯铸机的设备形式基本相同，可见图1。主要是异型坯铸机在二冷区多一个吹水装置。结晶器形状、结晶器振动、二冷区导向段和拉矫机等略有不同。至于钢包回转台、中间包、辊道等与普通铸机设计要点相同。3．1结晶器结晶器是

3、连铸机的心脏，它的设计(包括结构、选材和锥度)合理与否直接关系铸坯的质量好坏，尤其是表面质量。异型坯的结晶器较板坯的4块铜板结构复杂一些，它通常由2块带弧形铜板和2块不带弧形的铜板组成，如图3所示。结晶器内、外弧铜板采用拟合抛物线锥度，以适应异型坯的收缩，使铸坯在结晶器内形成最佳的坯壳厚度并达到最佳的冷却。铜板材质为Cu—Ag合金，表面镀0．08～0．1mm厚的Cr层，铜管长0．8m。异型坯的结晶器主要功能包括：1)在热坯壳的初始形成期间，提供所需的热坯断面形状和一次冷却。一次冷却水沿着铜板内侧流过，有效地完成热传递。2)将结晶器放置在振动台上，利用对中销进行对中预调

4、。3)对中机构用来进行设备的最终对中。通过在结晶器上插入对中装置，即可使结晶器与扇形Ⅰ段所附的项辊自动地精确对中。异型坯的结晶器主要设计特点：1)设备不需对准调整。2)模块设计，便于简单快速更换结晶器。3)漏钢时结晶器拆除简便。4)温度分配均匀，因此热坯壳形成也均匀，防止漏钢的安全系数最大。5)铜板和后续辊子之间的过渡段自动对准。6)当结晶器被置于振动台上时一次冷却水自动连接。7)铜板易于再加工和重新装配。3．2结晶器振动结晶器液压振动采用全板簧液压驱动，每流有2个振动单元。一其振幅为0～±6mm、频率0～300cpm、具备正弦和非正弦两种振动曲线，且非正弦系数调节范

5、围为0．3～0．7。通过在线调整液压振动参数可优化结晶器振动负滑脱时间和负滑脱率，以控制铸坯表面振痕和保护渣消耗量，从而提高铸坯表面质量，防止铸坯与铜板粘结。该装置主要特点：振动参数可在线调节，如：行程、频率、负滑脱率、非正弦系数：缸体与振动台刚性相连接，因此大大降低系统的弹性变形；将振动装置安装并固定在振动装置支撑梁上，冷却水自动接通；振动动作使用伺服比例阀；耐磨板簧导向系统；振动装置拆卸时间短；更换和维护工作方便。3．3铸坯导向段与板坯连铸机扇形段相比，异型坯铸机导向段的支撑更为复杂。异型坯在铸机上、中和下部的布置各不相同，如图4所示。通常如下：在铸机上部，由于铸

6、坯四周坯壳较薄，需对腹板两面，翼缘两端面和侧面都配置夹辊；在铸机中部，由于翼缘两端面已凝固而不需要夹辊，故只在腹板两侧和翼缘侧面配置夹辊，有的位置甚至翼缘侧面也不配置夹辊；在铸机下部，翼缘和腹板都己完全凝固，为了将铸坯引导出铸机只在翼缘一侧配置导向辊。另外，铸坯支撑段的长度确定，即需要保证铸坯的质量，同时又要考虑成本。若支撑不足会导致铸坯鼓肚或者铸坯中心线裂纹。通过计算确定了铸坯的支撑长度为9m(从弯月面至扇形Ⅱ段腹板的最后一对辊子)，共使用了3个扇形段。扇形段特点如下：采用了预装配、预对中和容易更换的足辊；足辊安装在扇形段Ⅰ上，便于扇形段Ⅰ对中和维护；扇形段的支承座

7、在安装时就已精确定位，因此扇形段的互换性好，就位方便；扇形段放置后即可自动导通喷淋水、设备冷却水和用于气雾冷却的空气；扇形Ⅰ、Ⅱ段所有辊子和轴承采用外部喷水冷却，扇形Ⅲ段所有辊子采用内部冷却；部件更换简便快速，由于采用了模块式夹坯辊，检修方便；刚性平衡设计，所有滚柱轴承均为标准件，以便更换。3．4二冷区吹水装置由于异型坯的腰部呈凹槽状，喷淋的雾化水分未蒸发完全的部分，会沿铸坯腰部的内弧面下流，造成铸坯表面局部过冷，恶化铸坯表面质量。为此在二冷区内弧侧安装喷吹排水装置，保持铸坯各表面的均匀冷却。同时也保证火焰切割的安全。二冷区吹水装置是普通铸机上没有的