XX公司小方坯連鑄機改造方案

XX公司小方坯連鑄機改造方案

******公司為適應後部直軋改造的需要，準備對現有8機8流小方坯連鑄機設備進行升級改造，主要目的是通過對鑄機冷卻制度的修改和保温措施，儘量提高連鑄機出口的鑄坯表面温度，降低直軋前的熱量損失。

一、主要技術參數及要求：

保持原有鑄坯規格不變165mm×165mm，

鋼種為20MnSi。

鑄坯定尺：6m，12m

鑄機流數：6流

鑄機年生產能力：60萬噸

鑄機最高拉速：165×165  2.5m/min

鑄坯火切前温度：1000～1100℃

二、鑄機現狀:

三、方案分析

根據目前鑄機狀態，現有連鑄機的平台上設備可以延用原有設備。結晶器長度足夠，鑄機基本半徑合理。為了實現鑄機出口表面温度提高的目的，可以通過以下途徑：

l       提高拉速；

l       降低二冷強度；

l       採取保温措施降低空氣冷卻；

l       減少鑄坯在撈鋼機所在輥道的停留時間減少空氣冷卻。

1、提高拉速

原有鑄機的結晶器無足輥，當拉速提高時，鑄坯出結晶器後沒有足夠的支撐，容易產生菱變和裂紋，因此需要增設足輥，並在足輥段設置純水噴水冷卻以保證坯殼有足夠的強度；

原機械振動設備為半板簧振動，僅適用於150次/min以下振動頻率，高拉速下為了保證負滑脱率和保護渣的潤滑，需要200次以上的高振頻振動，採用非正弦曲線振動則可以進一步提高負滑脱率。因此，如需提高拉速，必須對現有振動設備和動力源進行修改，採用液壓非正弦振動，實現在線調頻調幅非正弦振動以提高鑄坯潤滑，降低高拉速下的漏鋼率；

提高拉速以後，鑄坯表面温度提高，鑄坯坯殼強度下降，鑄坯容易發生菱變和鼓肚，因此需要增長二冷區的長度，並進行多分區的二冷控制以保證鑄坯的質量和鑄坯表面温度的精確控制。

2、降低二冷強度

目前的二冷段採用純水冷卻，並且只有一段2.4米長的冷卻條。純水噴嘴的水量調節範圍約為1:3，而氣水冷卻噴嘴的水量調節範圍可達1:10。為了實現靈活的冷卻制度，在保證冷卻效果的同時，儘量精確地控制鑄坯表面温度，使鑄坯在離開二冷段時保持足夠高的表面温度，需要將現有的純水冷卻改為氣水冷卻，同時將一個分區改為兩個分區。

3、可在二冷室內噴水部分、拉矯機和火切機之間的輥道上、火切機後到撈鋼機前的輥道上設置保温罩，降低鑄坯的散熱，提高鑄坯表面温度。

4、撈鋼機所在的輥道上無法設置保温罩，因此鑄坯在此段輥道上等待的時間越長，散熱越多，温降越大，因此可以通過在撈鋼機所在位置前設置一段帶保温罩的單流傳動區域，使鑄坯進入撈鋼機所在區域前能在該區域停留，儘量減少在撈鋼機所在輥道區域的等待時間，從而減少温降。

由於振動設備改造投資較大，本文對是否改造振動設備的兩種方案分別進行討論。

四、改造方案

（一）改造方案一

改造內容:

1、結晶器增加足輥

在原有結晶器框架上增加足輥2對。

足輥直徑:120mm

2、二次冷卻噴淋裝置

足輥段冷卻:純水冷卻，需增加回路和控制。

重新制作二段、三段噴淋架並排採用汽水混合冷卻模式，需增加汽水配管和閥站，增加二冷控制模塊。二段長度約1m，三段約2m。

1）功能

對出結晶器的鑄坯表面進行強制噴水冷卻，使坯殼迅速增厚直至完全凝固。鑄坯表面的温降速度對不同的鋼種有不同的要求，因此氣水噴淋的密度分佈對最終鑄坯內部質量是否合格十分關鍵。

2）結構與位置

方坯噴淋系統由以下3段組成。O段為結晶器下的足輥區，I段、II段分佈在結晶器與拉矯機之間。O段採用水噴嘴，I段、II段均採用氣霧噴嘴，每段噴淋水均有獨立的供水調節迴路供至主配水管，由配水盤統一供水和氣，實現自動配水。

3、出二冷區後設置保温罩

1）功能

對出二冷段和輥道上的鑄坯表面進行保温，使鑄坯表面回温。

2）結構與位置

二冷結束至拉矯機約6m，拉矯機出口至火切機約9m。採用鋼結構保温罩內襯保温棉。

改造效果：

可實現2.2m/min的拉速，實現火切機前1000°C的鑄坯表面温度。

（二）改造方案二

改造內容:

1、結晶器振動裝置

1）功能

準確地將結晶器定位，並帶動結晶器仿弧運動，以期使結晶器中已凝固有一層薄殼的鑄坯即時與結晶器銅管脱模，防止鑄坯在凝固過程中與結晶器銅管內壁發生粘結。

2）結構與位置

位於結晶器下面， 採用短臂四連桿液壓振動機構，液壓驅動裝置置於二層平台上，安裝在內弧側，利於防熱和維修。為保證使用壽命及效果，採用圓柱滾子軸承。

驅動裝置採用液壓伺服驅動系統。振動台上設置有結晶器定位鎖緊裝置及接水孔，便於結晶器的準確定位、牢固連接、及冷卻水自動接通。

液壓振動能實現振動頻率、振幅、波形的在線動態調整和非正弦曲線振動，較機械振動可大幅提高振動頻率， 便於針對不同鋼種、不同澆鑄温度、不同拉速匹配更合理的振動參數，提高鑄坯的表面質量。   

3）參數

2、其餘同方案一

改造效果：

拉速保持2.5m/min，保證火切機前1100°C的鑄坯表面温度。

（三）後部改造內容

輥道改造

切割後16m輥道從通輥改為單流傳動。撈鋼機前16m輥道從通輥改為單流傳動。

1、切割後輥道

1）功能

切割後輥道主要用於運坯。

2）結構

切割後輥道每流由10個輥子組成。

每組輥道每流由2套電機—減速機集中鏈條傳動。每個輥子都有單獨的軸承支承，輥道樑和軸承座內部通水冷卻。

3）參數

輥道型式：    集中鏈條傳動

輥道速度：    0.5~5 m/min

輥子數       10（每流）

傳動輥子數    10（每流）

輥子直徑  Ф316mm

輥子間距  1600mm

驅動電機（變頻調速）  7.5 kW  

輥子驅動  由齒輪電機驅動

2、輸送輥道

1）功能

輸送輥道主要用於運坯。

2）結構

輸送輥道每流由10個輥子組成。

每組輥道每流由2套電機—減速機集中鏈條傳動。每個輥子都有單獨的軸承支承，輥道樑和軸承座內部通水冷卻。

3）參數

輥道型式：    集中鏈條傳動

輥道速度：    30 m/min

輥子數       10（每流）

傳動輥子數    10（每流）

輥子直徑  Ф330mm

輥子間距  1600mm

驅動電機（變頻調速）  7.5 kW  

輥子驅動  由齒輪電機驅動

3、輥道設置保温罩

1）功能

對出二冷段和輥道上的鑄坯表面進行保温，使鑄坯表面回温。

2）結構與位置

在切割後到撈鋼機前的輥道上設置鑄坯保温罩，長度約50m。採用鋼結構保温罩內襯保温棉。

撈鋼機

⑴ 功能描述

將鑄坯從出坯輥道各流上移至正對熱送輥道的位置上。

⑵ 設備組成及結構特點

撈鋼機由固定在土建基礎上的導軌和在其上行走的小車組成，可雙向行走。小車由交流變頻電機傳動，通過齒輪齒條實現撈鋼機的升降。

⑶ 主要技術參數

軌距              13700mm

車輪直徑          ￠450 mm

橫移工作行程      10400 mm

最大橫移行程      11000 mm

橫移速度          75 m/min

橫移電機

型式    交流變頻調速電機（強制冷卻）

功率              22kw

轉速             1450 r/min

數量             1台

升降行程                       1000mm

升降電機功率              37kw