小方坯连铸机断面快速互换改造实践

卢 臻 刘海周 郭艳庆

(安阳钢铁股份有限公司)

小方坯连铸机断面快速互换改造实践

卢 臻 刘海周 郭艳庆

(安阳钢铁股份有限公司)

介绍了拉坯断面为120 mm2小方坯连铸机通过对振动装置、结晶器、二冷系统、刚性引锭杆、拉矫机等设备进行改造从而实现了小方坯连铸机多种断面互换功能的改造过程及经验。实践证明改造后的小方坯连铸机能够实现断面互换的功能，并能满足工艺生产的要求，达到了改造的预期目的。

连铸机 断面互换 改造过程 经验

0 前言

在钢铁产能过剩、产品微利将长期持续的竞争形势下，企业如何合理调配现有生产流程的品种结构、抢抓市场机遇和扩大产品适应市场能力尤其显得十分重要。

1 现状

某钢厂的小方坯连铸机生产的铸坯仅为断面为120 mm×120 mm方坯，生产单一，若能够将方坯连铸机改造成为多种断面互换的模式可减少其它断面连铸机投用的成本，并且扩大了产品适应市场的能力，为此决定通过对原方坯连铸机进行部分改造，使其具有能够生产断面为150 mm2方坯与120 mm2方坯互换的能力。

2 主要研究内容

为解决120 mm2与150 mm2铸坯断面互换过程，对转炉和连铸机一体化生产组织问题和上下道工序生产节奏稳定匹配问题。需要在铸坯断面互换的工艺设计方案和细节操作进行优化和标准化。

2.1 铸坯断面快速互换技术

铸坯断面快速互换技术主要由以下几个技术支撑。

1)结晶器快速互换技术。主要包括结晶器快速安装、定位、紧固技术以及结晶器护罩快速更换技术等。

2)结晶器液面自动控制快速更换技术。主要包括结晶器液面自动控制参数的快速刻录技术、结晶器液面自动控制参数的记忆技术等。

3)振动参数的快速更换技术。主要包括振动参数设计，实现快速更换。

4)引锭头快速更换技术。

5)二冷配水装置快速更换技术。主要包括二冷配水喷嘴设计，实现快速更换。

6)火焰切割快速更换技术。主要包括火焰切割枪嘴的快速更换和切矩的快速调整技术。

7)铸坯定重切割模型快速更换技术。主要包括铸坯定重的快速在线校对技术和切割模型的快速更换技术。

2.2 工艺设计

改造中通过对结晶器铜管的设计、振动参数的设计、不同钢种二冷配水参数的设计、火焰切割技术的设计、铸坯定重切割模型设计与编制、生产组织模式的设计几个方面进行设计改进，满足改造后的工艺要求。

2.3 铸坯质量控制

本项目在质量控制方面，主要解决150 mm2铸坯的内部组织和铸坯形状控制问题。对150 mm2断面铸坯的生产在工艺上和关键设备控制精度上提出明确的技术要求。

1)钢水浇注温度的控制，过热度为10 ℃～20 ℃。

2)铸坯拉速控制：拉速在2.10 m/min～2.50 m/min比率达到80%以上。

3)中间包水口对中偏差：<±10 mm。

4)振动在线维护，偏振<±0.15 mm。

5)铸坯仿弧精度控制：样板与托辊间距0～1.0 mm。

6)二冷竖管对中：偏差±2 mm。

7)各段托辊水平度：偏差±1 mm。

8)拉矫机下拉辊水平度：水平偏差量<1.5 mm。

9)拉矫辊压力偏差低压<2 kg，高压<3 kg。

10)铸坯切割氧最大压力：<1.3 MPa。

11)定重和定尺长度控制精度：0～2 kg/支和≤30 mm/支。

3 前期设计要求

3.1 结晶器及结晶器振动装置

1)振动装置采用半板弹簧振动结构，经过校核后，减速机使用罗克普专用减速机 ，输入功率为11 kW，传动比为27/6，振幅为±5 mm，120 mm铸坯振频为90 次/min～220 次/ min，150 mm铸坯振频为120 次/min～200 次/min。

2)采用两种结晶器(120 mm断面、150 mm断面)在振动台架安装时具备互换性，在定位时具备互换性，紧固时具备互换性。

3.2 刚性引锭杆

采用相同的刚性引锭杆，引锭头采用2种不同断面，能够快速互换。

3.3 二冷配水装置

1)浊循环设施供水能力比较充足，新编制150 mm断面铸坯二冷配水参数，采用工艺卡形式储存于电脑，生产时操作人员直接下传到配水控制系统便可实现精准配水冷却。通过电脑操作实现不同断面铸坯生产时的二冷配水。保证铸坯表面及内在质量。

2)通过快速更换喷淋管，调整喷嘴至铸坯的距离，实现铸坯高质量的二次冷却。

3.4 铸坯火焰切割及定重模型

1)使用相同切割枪嘴，通过枪体钢套实现快速调整割嘴至铸坯的距离为60 mm～70 mm，保证最小割缝。

2)编制新定重模型储存于电脑，方便操作，快速校核单支铸坯重量，保证下道工序要求。

3.5 电气控制系统

1)铸坯(150 mm断面)采用专用液面控制接收器，能够实现快速自动刻录。

2)编写2套PLC程序，通过选择开关实现不同断面使用不同的控制程序，满足工艺要求。

3.6 拉矫机

拉矫机为单流整体机架式，可实施快速更换，共4套。采用5辊3传动形式，辊子布置满足连续矫直要求， 采用拆装方便的轴装式减速机，减速机为一级螺伞、三级斜齿轮硬齿面传动,效率高寿命长，拉矫辊材质：铸钢Z200—400，辊面及轮缘内侧堆焊耐高温耐磨合金(钴基合金～4 mm)。能满足生产120 mm×120 mm、150 mm×150 mm方坯。1、2流和3、4流对称布置。

4 实施过程

4.1 关键程序及要求

1)在1、4流振动外侧的浇钢平台上留有振动横向中心线(即铸机R6000mm弧外弧切线)基准点，以此线为基准在2流振动纵向中心用经纬仪旋转90 °即可确定铸机纵向线；以振动横向中心线向南平移6 000 mm即为拉矫机横向中心线(铸机半径垂线位置)。

2)振动装置。振动装置拆除前先清理振动台面，测量台面标高(偏心调至水平位固定)，拉线找纵中心线(2流振动和拉矫中心线)和横中心线(铸机外弧切线)，以备回装调整时参考。回装振动时先调台面标高和水平(从拉矫底梁上翻台面标高)，其后以1流和4流拉矫机切点垂线(拉矫机横向中心线)为基准，向北平移6 000 mm即铸机外弧切线(即横中心线)，依此调整振动南北位置；再以拉矫机横向中心线为基准，以经纬仪旋转90 °确定铸机纵向线并翻出2流中心线，再与拆前保留的2流中心线对比并互借，以此确定2流纵向基准线，调整振动东西位置和流间距。机架和台面调整完毕后紧固机架螺栓，最后调整传动装置的位置和水平，并把偏心调到水平位置与连杆连接。最后拆除定位销。

3)拉矫机。拉矫机在拆除前先确定老拉矫机切点垂线(拉矫机横向中心线)和切点辊标高，以备回装调整时参考。在拆除老拉矫机及底座时，要测量底梁标高。回装新公用底座时，按照最高点先调底座标高和水平，其后根据预留的纵横中心线调整位置并固定。回装拉矫机，先在中间辊上放水平微调拉矫机水平，再根据预留的纵横中心线微调位置并固定。

4.2 电气控制系统

1)结晶器液面自动控制利用相同的接收器安装盒安装不同的断面铸坯专用接收器，保证液面自动控制的精度。在液面自动控制系统中设置2种不同断面参数，实现快速操作。

2)每个流控制柜内增加1台变频器控制拉矫下辊，编制PLC程序，实现拉矫上下辊同步，误差控制在0.001 m/min。

3)新编制拉速振频连锁程序，在控制柜门上安装一旋转开关，实现120 mm断面和150 mm断面的程序快速转换。

4.3 二次冷却装置

1)零段喷淋装置在生产150 mm2与120 mm2铸坯时共用水环，喷淋管采用双排喷嘴，满足两种断面的使用，断面互换时，用丝堵堵住未计划生产断面铸坯型号所对应的喷嘴，因零段喷淋管喷嘴数量较少，更换喷嘴比起更换喷淋管快捷方便。

2)一段喷淋装置在生产150 mm2与120 mm2铸坯时共用水环，因一段喷淋管喷嘴数量多，采用更换喷淋管来满足断面的互换。

3)二段喷淋装置在生产两种断面铸坯时共用水环、喷淋管，断面互换时不用进行更换，喷嘴表面与铸坯表面间距140 mm。

5 改造效果

改造后，通过两次150 mm×150 mm方坯生产，断面互换后均开浇一次成功，溢漏率为0%，现场事故废品为0 t，拉速稳定性提高，方坯内、外部质量及设备运行稳定性均达到了比较好的控制水平，满足150 mm×150 mm下的正常生产组织。

6 结束语

小方坯连铸机经过对振动装置、拉矫机、二次冷却系统、引锭杆这些核心设备进行合理的改造能够实现连铸机断面的互换，改造后的振动装置用于匹配两种结晶器，引锭杆配备两种规格引锭头用于适用两种不同断面的需求，可以低成本实现多规格铸坯的生产。

[1] 蔡开科,程士富.连续铸钢原理与工艺[M].北京:冶金工业出版社,1994:175-200.

[2] 史宸兴.实用连铸冶金技术[M]. 北京:冶金工业出版社,2005：323-355.

RECONSTRUCTION OF CROSS SECTION RAPID INTERCHANGE OF BILLET CASTER

Lu Zhen Liu Haizhou Guo Yanqing

(Anyang Iron and Steel Stock Co., Ltd)

The reconstruction process and experience of multi section interchange function of billet caster with cross section of 120 mm2are introduced.It achieved by the reformation of vibration device, the mold, the two cold system, the rigid spindle, the straightening machine and other equipment. Practice has proved that the transformation of the billet caster can realize the function of cross-section interchange, and can meet the requirements of process production, to achieve the desired purpose of the transformation.

continuous caster cross section transformation process experience

2017—2—27

联系人：卢臻，助理工程师，河南.安阳(455004)，安阳钢铁股份有限公司第二炼钢厂设备材料科；