由中钢设备有限公司总成套西安重型机械研究所技术总负责的土耳其某钢厂双流板坯连铸机自2009年底热试并投入商业运行以后,设备运行良好。此后,应业主的要求中钢设备有限公司又对该连铸机进行了改造,增大了铸坯断面尺寸(铸坯断面由170 mm×880 mm增大到190 mm×1015 mm),增加了在线热调宽功能。该改造内容由中钢设备有限公司总成套西安重型机械研究所和上海宝信软件股份有限公司共同研制。这一项目于2011年7月20日一次热负荷试车成功,随即投入了商业运行。8月22日该项目正式通过了业主的验收考核。该项目的成功投产,标志着首套由我国自主研发的板坯连铸在线热调宽装置取得了圆满成功。
板坯连铸在线热调宽由于技术上难度大,风险高,一直是我国炼钢连铸装备领域的难题,现有的几套在线热调宽装置均为引进国外的设备。此次的研发工作以工程实施为目的,有针对性地进行了大量的开发工作。从提高结晶器窄边往复移动精度、精确计算并通过实验的方法设定软夹紧力和优化窄边运动模型等方面入手,使调宽过程的精确性和可控性得到了很大的提高。结晶器窄边移动装置由伺服电机、摆线行星减速机、高精度丝杆传动机构组成,通过改进与结晶器窄边的连接方式,最大限度的降低了传动间隙,可实现结晶器由宽变窄和由窄变宽的精确调整及锥度调整。通过测试台架模拟钢水静压力以准确测算软夹紧力,使窄边在移动过程中与宽边紧贴而不会划伤铜板,实现最佳软夹紧状态;同时,宽边夹紧力随连铸板坯宽度的变化而变化,从而实现更为可靠的软夹紧;窄边的运动方式选用优化的S形运动模型,并设定调宽过程中最佳的窄边足辊装置避让量,有效降低窄边运动过程中对坯壳的影响;提高了调宽自动化水平,避免了调宽过程中人为因素的干涉,降低了调宽的技术难度。
在验收阶段分别对每台结晶器进行了由宽变窄(815~715 mm)、由窄变宽(800~900 mm)及同一浇次内三次不连续调宽(815~715 mm,715~615 mm,615~525 mm)共计5次调宽。调宽速度为10~20 mm/min,调宽过程中拉坯速度为1.0~1.6 m/min,均顺利通过考核,铸坯质量良好,在整个热调宽过程中无一次漏钢事故,得到了业主的高度评价。
近二十多年来,我们国家板坯连铸技术在引进、消化、吸收的基础上得到了长足发展和提高。建成了百台以上具有现代化装机水平的板坯连铸机。但在线热调宽技术还一直是个空白。中钢设备有限公司、西安重型机械研究所有限公司、上海宝信软件股份有限公司共同研制的板坯连铸机热态调宽装置的成功应用,实现了零的突破,为我国连铸装备领域增加了一个新的亮点,也为我国连铸技术提升提供了有力的支撑。随着市场的变化,如何适应用户小批量、多规格的产品需求将是摆在钢铁生产企业面前的一个重要课题。热调宽结晶器成本低,见效快,提高了铸机的作业率,对钢铁生产企业快速应对市场的变化无疑具有重要的意义。