多流窄板坯连铸机设计特点及生产实践.pdf
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1、总第 期 年第 期 .多流窄板坯连铸机设计特点及生产实践王亚涛阎建武朱小勇(中冶赛迪工程技术股份有限公司 连铸事业部重庆)摘要:介绍了多流窄板坯连铸机在辊列、结晶器和二次冷却等方面的设计特点 该多流窄板坯连铸机结合了常规板坯连铸机和矩形坯连铸机的特点采用了组合板式结晶器、内外弧布置的结晶器振动装置、放射源式的结晶器液位控制系统、结晶器上口抽出的小辊径密排辊扇形段以及牌坊式拉矫机等装备适用于宽度不大于 厚度不大于 不需要凝固末端轻压下的窄板坯连铸 该连铸机的生产实践表明:对于以 为代表的包晶钢窄板坯通过控制钢液成分(.)、结晶器冷却(结晶器锥度./结晶器宽面和窄面的热流密度比为.)和二次冷却(二
2、冷比水量./)等工艺参数能够有效防止铸坯表面纵裂纹的产生实现连铸机的高质量生产为同类连铸机的工艺设计提供参考和借鉴关键词:窄板坯多流结晶器包晶钢/比水量中图分类号:.文献标志码:文章编号:():./.(.):.(.)(./.)(./).:/收稿日期:作者简介:王亚涛()男工程师 年毕业于北京科技大学冶金工程专业现在中冶赛迪工程技术股份公司从事连铸机设计工作 :.引言 窄板坯通常是指厚度 、宽度 的板坯是一种处于矩形坯与常规板坯之间的特殊坯型 与常规板坯相比其厚度较薄宽度总第 期 较窄与矩形坯相比其宽度较大宽厚比超过.需要在铸坯液芯全长范围进行密排辊夹持防止铸坯鼓肚造成质量问题 对于常规板坯连铸
3、机受制于扇形段、驱动装置、结晶器等设备的结构和布置连铸机的流数基本都是两流 为了适应越来越快的炼钢出钢节奏窄板坯的厚度和宽度逐渐趋近于常规板坯如果采用常规双流板坯连铸机的型式即使对于断面尺寸为 的窄板坯连铸机的稳定拉速需要达到./才能与 级的转炉实现一对一的匹配 但是拉速达到./及以上又会带来结晶器液面波动、卷渣等一系列问题需要配置结晶器电磁制动来抑制液面波动造成投资和运行成本的增加 因此在连铸机拉速不宜进一步提高的情况下要提高窄板坯连铸机的通钢量增加窄板坯连铸机的流数就成为必然的选择 而且随着我国国民经济的发展窄板坯也逐步向优质碳素结构钢、耐候钢、不锈钢等钢种扩展铸坯质量的要求也越来越高 但
4、是在多流窄板坯的辊列设计、结晶器设计和扇形段设计等方面连铸机设计人员并没有形成统一的认识 中冶赛迪工程技术股份有限公司(以下简称)作为最早开始设计窄板坯连铸机的工程公司经过多年实践对于窄板坯连铸机的设计已经非常成熟本文将针对 设计供货的国内某钢厂典型多流窄板坯连铸机对其关键的设计特点和相关生产实践进行介绍为同类连铸机的建设和生产提供参考和借鉴连铸机基本参数 该窄板坯连铸机设计的生产钢种以普通碳素结构钢、优质碳素结构钢和低合金高强度钢为主后期增加精炼设施后逐步过渡到优质冷轧低碳钢、电工钢等高品质钢种 连铸机基本参数见表 表 连铸机基本参数.指标参数连铸机机型垂直弯曲型(连续弯曲、连续矫直)连铸机
5、基本半径/.连铸机流数/机 流 连铸机流间距/铸坯断面尺寸/()(/)()铸坯定尺长度/连铸机年产量/(万)连铸机的设计特点.连铸机辊列 辊列设计是连铸机设计的核心 对连铸坯的质量具有基础性和决定性的影响 窄板坯连铸机的辊列设计结合了矩形坯连铸机和常规板坯连铸机的特点扇形段采用小辊径密排整体辊并且不设置驱动辊连铸坯的矫直和驱动采用 架牌坊式拉矫机铸坯在完全凝固后进入拉矫机进行矫直 根据铸坯变形率的理论计算公式通过多年的设计经验和理论计算认为对于宽度大于 的窄板坯将扇形段辊间距控制在 可以使连铸坯最大变形率小于.从而大幅降低铸坯角部裂纹和内部裂纹的发生几率 相对于常规板坯连铸机该连铸机的设备数量
6、更少、设备结构也更加简单可靠铸坯的拉矫操作通过拉矫机实现同时由于密排辊夹持段不设置驱动装置有利于降低连铸机的电耗 但是由于铸坯是完全凝固后进入拉矫区域无法对铸坯凝固末端的固液两相区实施轻压下 因此该连铸机辊列布置的适用范围为宽度不大于 厚度不大于 不需要凝固末端轻压下的窄板坯 连铸机辊列布置如图 所示图 连铸机辊列布置.结晶器及其液位控制系统 结晶器的设计主要涉及结晶器型式、结晶器振动的布置和结晶器液位检测系统的型式等 个方面 由于窄板坯的铸坯规格相对于常规板坯较小窄板坯结晶器的冷却水回路通常是两进两回即内弧宽面和外弧宽面采用一个控制回路 左侧窄面河北冶金 年第 期和右侧窄面采用一个控制回路极
7、易造成铸坯宽面和窄面的不均匀冷却从而诱发铸坯质量问题 因此该连铸机的结晶器借鉴常规板坯的组合板式结晶器冷却水回路采用 进 回的结构型式即内弧宽面、外弧宽面、左侧窄面和右侧窄面的冷却水回路分开控制从而更好地控制铸坯在结晶器中的凝固过程 根据实际工程经验对于宽度大于 的窄板坯结晶器的冷却均应采用上述冷却控制策略 对于常规板坯连铸机由于结晶器自身的设备载荷较大其结晶器振动装置是布置在结晶器的左右两侧并通过“型框架”与钢筋混凝土墙相连这种布置方式虽然方便可靠但是对连铸机的流间距要求较高而流间距的增加就意味着中间罐长度尺寸的增加中间罐长度过长将会造成中间罐使用过程中变形并缩短使用寿命 因此常规板坯连铸机
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