攀钢大型连铸坯坯坯断面优化设计

攀钢大型连铸坯坯坯断面优化设计

1机械开发概况攀枝花市新钢源有限公司其次，2#大连铸机是中国最大的大型连铸机。该连铸机由西安重型机械研究所（以下简称西重所）全面设计和供应。中盛赛迪学会负责工厂的设计和制造。这是基于中国的设计和制造水平。该连铸机2005年12月28日一次热试成功,顺利实现了铸机建设周期短,直接为攀钢公司轨梁厂提供高质量铸坯的目标,使攀钢的冶金流程和产能更加平衡,产品结构更加合理。2该计划的先决条件(1)(2)(3)建立准确度的铸坯模型铸坯断面360×450定尺长度3.7～8.0m断面尺寸公差|A′-A|/A×100%≤1.5%|B′-B|/B×100%≤1.5%式中,A、B为铸坯的公称边长,A′、B′为铸坯的实测边长。长度公差0～+30mm弯曲度≤5mm/m,8000mm定尺时最大弯曲变形≤40mm铸坯扭曲≤0.8°/m表面无缺陷率≥96.63%(4)连通性钢水的供应烤箱底油公称容量120t平均出钢量135t最大出钢量145t平均冶炼周期35～40min转炉数量2座(2吹2)钢-包裹精度计lf容量130t平均处理周期35minLF炉1台3引锭杆/下装式下装式下装式浇注系统图2机型4机4流全弧型三点矫直大方坯连铸机铸机主半径15000mm矫直半径15000mm/20000mm/35000mm/∞铸坯规格厚度360mm宽度450mm定尺长度3700～8000mm正常工作拉速0.2～8m/min机械速度0.2～1.5m/min送引锭速度5m/min铸机机械长度29.551m(液面至最末拉矫辊外弧线长度)铸机冶金长度40.09m(液面至火焰切割机原点)引锭杆/引锭装入方式链式引锭杆/下装式下装引锭的浇注平均准备时间约78min中间罐预热时间60～90min连铸机作业率79.1%连铸金属收得率96.5%浇铸平台标高516.27m出坯辊道辊面标高+0.8m设计年产量10×104t4结晶器长丝机型连铸机辊列如图1所示。根据2#大方坯连铸机所浇的钢种,为保证铸坯质量及高成材率,该辊列图具有如下特点:(1)结晶器长度850mm,有利于保证结晶器出口的坯壳厚度,减少漏钢事故;(2)采用R15m大弧形半径,三点矫直机型保证在较高拉速情况下矫直而引起的两相界应变率<0.1%,表面变形应变率<0.6%,严格控制铸坯两相区综合应变,提高铸坯内部质量;(3)采用小辊径四面密排的铸流导向辊,可有效防止铸坯鼓肚和脱方,保证铸坯质量。5生产流以及设备组成连铸机在线设备工艺流程和设备组成如图2所示。6连铸机的特点和关键技术(1)设置钢水密封口采用多功能连杆式钢包回转台,带有大包加盖功能,长水口,浸入式水口均由氩气密封,将钢包、中间包、结晶器之间的钢流与空气有效隔离,中间包、结晶器的钢液面用各自的保护渣覆盖,有效地防止浇钢过程中钢水被二次氧化。(2)采用大圆弧半径、三点制直的整拱型可严格控制铸坯两相区综合应变,提高铸坯内部质量。(3)由于晶体装置的液压板检测和控制系统，采用结晶器内钢水液面位置自动检测装置,并与塞棒装置构成闭环的结晶器液面控制系统,将液面波动控制在±3mm以内。(4)格林威治电磁干燥设有结晶器电磁搅拌,有利于保护渣吸附钢中夹杂物,增加等轴晶,提高铸坯质量。(5)采用优化的晶处理板结构，提高冷却效果主要是铜板材质、厚度、水缝结构尺寸、水缝中水流速度、结晶器倒角、锥度等的优化设计。(6)非正弦曲线控制采用西重所自行开发的结晶器液压振动装置,该装置采用板弹簧导向,以液压缸为动力源,可在线准确调整振动频率、振幅、波形偏斜率等参数,并根据不同钢种、不同拉速变化而采用不同的负滑动时间的非正弦曲线以控制铸坯表面振痕深度,使振痕条纹规则,深度变浅,从而获得良好的铸坯表面质量。该设备维修量少,使用寿命长,可为用户带来低投入、低成本、高产出的经济效益。(7)采用主缸壁紧密排水的小辊径采用四面密排辊,防止铸坯鼓肚和脱方。(8)确定二次冷却水量的必要性该模型主要以铸坯表面温度、钢水过热度(中间包内钢水实际温度与钢水液相线温度之差)、钢种、铸坯断面、拉速等因素确定二次冷却水量的大小及分布,并实现二冷水的动态控制,使铸坯得到均匀合理的冷却。(9)种的能力能这台连铸机设计了七机架拉矫机组,机架的强度和刚度具有承受动态轻压下的能力。根据钢种、冷却强度和拉速在浇注过程中动态的计算出轻压下的最佳位置,经反馈装置,调整各拉矫机上辊的压下力,实现对铸坯动态轻压下,以减小铸坯中心偏析、中心缩孔和中心疏松,提高铸坯内部质量。(10)最好是垂直切割实现包括尾坯及交接坯和事故降速造成的的事故坯在内的定尺优化切割,提高金属收得率,减少废品铸坯。(11)完善的在线维修设备设置完善的离线中间包维修区、机械设备维修区,保证铸机的正常生产和提高连铸机的作业率。7转速各工况循环鉴定支承钢水罐重量2×220t回转半径5200mm允许回转角度任意停电事故最大回转角度270°回转速度正常1r/min,调速0.1～1r/min,事故0.5r/min升降行程800mm升降速度1500mm/min回转电机22kW液压升降行程控流方式塞棒容量正常38.5t溢流43.7t钢液深度正常900mm溢流1000mm中间包车电动走行、液压升降行走速度3×20m/min行走电机功率2×11kW/每台车升降负荷100t升降速度1.8m/min升降行程600mm对中行程±75mmco-ni振动长度850mm铜板材质Cu-Cr-Zr,表面镀Co-Ni液压振动装置正弦或非正弦液压振动频率35～360次/min振幅0～±6mm辊子材质母材足辊内外弧ϕ120mm、数量1对两侧面ϕ120mm、数量2对辊子内外弧ϕ170mm、数量16对、辊号1～16侧面ϕ170mm、数量9对、辊号1～9辊子材质母材42CrMo,表面堆焊H2Cr13铸造工艺2号段致密排水辊辊子内外弧ϕ200mm数量14对辊号17～30辊子材质母材42CrMo,表面堆焊H2Cr13流量导向3段辊子外弧ϕ220mm数量3个辊号31～33辊子材质母材42CrMo,表面堆焊H2Cr13铸造流导向4号段辊子外弧ϕ220mm数量3个辊号34～36辊子材质母材42CrMo,表面堆焊H2Cr13机械拉矫机传动每流机架数7机架每个机架的辊数2根传动辊第一机架拉矫机为上下辊传动,第三、五、七机架拉矫机为上辊传动,其余二、四、六机架拉矫机为非传动辊。传动辊均配有光电编码器,并且第一、三机架传动辊均配有制动器。8国内制造试验攀钢2#大方坯连铸机从工厂设计,工艺总体及机电液成套设计和安装调试均由国