1、板坯連鑄機彎曲段的工作原理工程 收藏轉發至天涯微博懸賞點數 10 該提問已被關閉 2 個回答匿名提問 2009-04-26 11:36:26板坯連鑄機彎曲段的工作原理巒F最佳答案29700669 2009-04-26 12:52:27近年來，我國鋼鐵行業發展迅速，我國已成為世界上鋼鐵消費和鋼鐵生產大國，2005年我國的粗鋼產量3.4億噸，連鑄比達到95%以上。其中由于連鑄具有顯著的高生產率、高成材率、高質量和低成本的優點，因此連鑄技術對鋼鐵工業生產流程的變革、產品質量的提高和結構化等方面起了革命性的作用。鋼鐵技術的引進為我國鋼鐵工業的發展做出了巨大的貢獻，特別是上世紀90年代以來，連鑄技術的引

2、進與推廣極大的壯大了我國鋼鐵工業的實力，同時在連鑄技術的消化吸收和創新的方面也取得了長足的進步，極大提高了我國連鑄技術的自行設計和制造能力，實現了連鑄技術的國產化。中冶京誠（原北京鋼鐵設計研究總院）在板坯連鑄技術的集成創新和自主開發方面始終走在前列，隨著國內連鑄技術和連鑄設備制造能力的發展與進步，為我國板坯連鑄機的國產化做出了重要貢獻。板坯連鑄國產化實踐板坯連鑄機機型經歷了由立式-弧形-直弧形的發展歷程，特別是從世界上近10多年來新建的高質量板坯連鑄機來看，直弧形連鑄機已成為發展趨勢和方向。直弧形連鑄機兼具弧形和立式連鑄機的優點，可根據產品方案和生產品種的不同，設計不同的基本弧半徑和適宜的結晶

3、器及以下的直線段長度，從而大大提高鑄坯的潔凈度和內部質量；國內外的生產實踐證明，特別是在生產汽車用鋼、管線鋼等高質量鋼方面，直弧形板坯連鑄機有不可替代的作 用。中冶京誠是國內最早研究開發并參與引進消化國外先進直弧形板坯連鑄工藝及裝備技 術的單位。多年以來，中冶京誠一直致力于研究開發、重視技術和理念的創新，先后成功地 設計或總包建設了一大批技術經濟指標達到國際先進水平的板坯連鑄工程，擁有著豐富的先進技術資源和設計經驗。無論是設計水平、總包能力還是設備集成技術，京誠公司在國內板坯連鑄行業均占據著不可動搖的業績優勢和技術領先地位。在多年的設計和生產實踐中，開發出了如多種連鑄機機型的輥列設計（連續彎曲

4、連續矯 直技術）、結晶器銅板傳熱計算、矯直反力計算、大包回轉臺有限元計算、扇形段有限元計 算、小輥徑密排分節輥、結晶器電動及液壓調寬、扇形段遠程調輥縫等軟件技術，以及結晶器液壓振動、動態二冷控制、扇形段輕壓下等連鑄工藝技術。新技術的不斷應用大大提高了 連鑄機的裝備水平和工藝技術水平， 亦使京誠公司牢牢占據著國內板坯連鑄機設計水平和行 業業績的領先水平。至今為止，不包括與國外公司聯合設計的項目， 中冶京誠成功完成設計或總承包的大中型板坯連鑄機共41臺49流；已投產的大中型常規板坯連鑄機國內設計市場占有率近75；設計生產能力占全國板坯連鑄坯產量的50%。中冶京誠直弧形板坯連鑄機的設計范圍：鑄坯厚度

5、：150300mm，鑄坯寬度：7003000mm，拉速0.52.0m/min；生產的鋼種主要包括：普碳鋼、優碳鋼、低合金高強鋼、 船板鋼、管線鋼、壓力容器鋼、橋梁鋼、汽車大梁用鋼、深沖鋼、工程機械用鋼、不銹鋼、 硅鋼等。近年來中冶京誠投產及設計的主要直弧形板坯連鑄機業績表：序號用戶名稱產量（萬噸/年）機型鑄坯規格（mmxmm）范圍投產時間承德鋼鐵公司雙流板坯連鑄機2002X2直弧形R=10m150/180/200/220X900-1650總承包2006.12安鋼雙流板坯連鑄機2501X2直弧形R=10m210/230X800-1650總承包2006.6唐山不銹鋼新建板坯連鑄機1101X1直弧形

6、R=8.4m150-220X900-1600總承包2005.9北臺鋼鐵公司二期板坯連鑄機1203502X2直弧形R=8.4m180/210/230/250X800-1650總承包2006.9鞍山寶得板坯連鑄機1501X1直弧形R=8.4m180/200/250X800-1600總承包2005.9萊鋼銀山型鋼3#板坯連鑄機1X1150直弧形R=10m200/250X1500-2100總承包2005.2天鋼3#板坯連鑄機1001X1直弧形R=8.4m180/200/250 X1050-1600總承包2005.6唐山中厚板1 #板坯連鑄機1301X1直弧形R=10m180/250X1500-2100

7、總承包2006.5北臺鋼鐵公司1#板坯連鑄機1251X1直弧形R=10m180/250X1500-2100總承包2004.210營口中板廠2#板坯連鑄機1001X1直弧形R=10m180/220/250X1500-2100總承包2005.911營口中板廠1#板坯連鑄機1001X1直弧形R=8.4m150/200/250X1200-1600總承包2004.312韶關鋼廠新煉鋼2#板坯連鑄機801X1直弧形R=8.4m180/220/250X1200-1600總承包2003.313昆明鋼鐵公司板坯連鑄機65-801X1直弧形R=8m200/230/250X900-1600設計200114柳州鋼鐵公

8、司煉鋼廠板坯連鑄機45-651X1直弧形R=8m180/220X1050-1300設計200115上鋼三厚板坯連鑄機751X1直弧形R=10.5m200/250/300X1200-2000設計1995.1016舞陽鋼廠厚板坯連鑄機40-601X1直弧形R=10.5m180/250/300X1200-1900設計1992.11到目前為止，中冶京誠基本上完成了兩大系列（基本弧半徑8.4m和l0m）連鑄機的自 主開發和實際應用，在實際生產中取得了良好的效果，具有投資省、工期短、達產快、效益 高的特點：萊鋼單流2100mm寬板坯連鑄機，投產當月產量即達10萬噸，鑄坯質量良好；唐山不銹鋼公司的具有雙澆能

9、力的板坯連鑄機，建設工期為7個月，由中冶京誠自主開發的板坯軟壓下技術一次投產成功。該系列連鑄機采用了一系列的新技術，以保證鑄坯質量：采用直弧形連續彎曲連續矯直全程多支點密排分節輥全程無氧化保護澆注系統大容量加堰和壩中間罐帶塞棒吹氬的鑄流澆注系統 結晶器液面自動控制 結晶器高精度小振幅高頻振動（機械或液壓） 連續收縮輥縫二冷動態氣水霧化冷卻鑄機拉矯分散驅動全交流變頻等技術在提高鑄機作業率方面采用了如下先進技術：結晶器在線停機調寬結晶器至扇形段的整體更換和線外維修 扇形段液壓遠程調輥縫技術 浸入式水口快速更換及事故閘板 熱中間罐快速更換全程計算機跟蹤管理等技術。圖1樣板廠斷面圖示意板坯連鑄技術現狀

10、與展望經過近年來連鑄技術的自主研發和生產實踐， 在生產高質量鋼方面，中冶京誠形成了自 己特有的一系列連鑄新技術：1大容量中間罐，優化中間罐設計。以便提高鋼水收得率和鋼的潔凈度中間罐工作液面深度為1200mm，溢流液面深度為1300mm。同時設置擋渣墻和堰， 增加鋼水停留時間（9min以上），使鋼液中夾雜物充分上浮，有利于凈化鋼水。此外， 在水口位置處中間罐底部局部凹下200mm，有利于減少澆注結束時中間罐鋼水殘留量。中間罐鋼水流量的控制采用塞棒控制。中間罐內腔示意見圖2。圖2中間罐內腔示意圖（單流和雙流）2全程無氧化保護澆注采用鋼包長水口及中間罐浸入式水口保護澆注，中間罐鋼液面覆蓋堿性保護渣，

11、結晶器 鋼液面覆蓋顆粒狀保護渣， 其中鋼包長水口與鋼包滑動水口、 浸入式水口與中間罐快換裝置 及上水口之間接口處均采用吹氬密封，防止鋼水二次氧化和吸N、H。設有液壓壓緊的鋼包長水口安裝機構，使得長水口的安裝操作更為方便。3優化SEN設計和結晶器液面自動控制浸入式水口（SEN）的主要作用除保護鋼流防止鋼水二次氧化外，還能起到改變鋼流在 結晶器內的流動狀態， 減少注流的沖擊深度， 促進夾雜物在結晶器內上浮， 以及分散注流帶 入的熱量， 利于坯殼的均勻生長， 同時對結晶器的彎月面也能起到相應的穩定作用。 一般可 通過改變水口側孔傾角的大小來實現。自行設計的快速而準確塞棒結構， 加上結晶器液面自動控制

12、技術的采用可使結晶器液面 的波動控制在3mm以下，達到提高鑄坯表面質量和減少最終產品缺陷，提高連鑄機的操作 水平。4直弧形連續彎曲連續矯直輥列布置在彎曲段采用連續彎曲技術，在矯直段采用連續矯直技術，從而避免多點彎曲和多點矯 直帶來的坯殼變形突變， 使高溫坯殼的變形比較平滑， 在恒定的變形速率作用下， 使每一點 的變形近似為無窮小，進而避免了高溫坯殼因彎曲或矯直變形過大而產生的裂紋。根據產品方案的不同， 可以設計不同基本弧半徑的直弧形連鑄機， 根據我們的實踐經驗， 當結晶器以下的直線段長度達到2.5m以上時，對提高鑄坯的潔凈度，達到生產高級汽車板 的要求最為有利。同時， 采用小輥徑密排分節輥技術

13、，增加輥子的剛度，減少鑄坯的鼓肚變 形，提高對的鑄坯的有效支撐，改善鑄坯質量。圖3輥列計算變形曲線5動態二冷控制和凝固模型的應用 根據自主開發的板坯連鑄機凝固傳熱計算模型， 確定最佳的二冷分區。根據該三維不穩態模型，可計算出不同鋼種、不同拉速、不同冷卻制度下的鑄坯凝固情況，進而優化二冷配水， 得出不同鋼種在不同拉速下的二冷水表， 對鑄坯的冷卻實現動態控 制，以達到高效生產和保證鑄坯質量的目的。如圖4所示：采用優化設計的水表對鑄坯二冷實現控制后，在不同的拉速條件下，其鑄 坯的表面溫度基本上是按目標溫度控制的，可實現動態控制。圖4二冷模型模擬結果 采用二冷動態控制技術，實現二次冷卻對鑄流的實時動態

14、跟蹤，保證不同拉速變化條件下，使鑄坯的表面溫度控制在一個合理的目標表面溫度區間，提高鑄坯的表面質量。6結晶器液壓振動結晶器液壓振動可以根據澆鑄參數（鋼種、拉速、鑄坯規格、保護渣類型等）的變化，任意改變波形、頻率、振幅，這也是液壓振動的優點之一。其優點在于：*較小的振痕*適應大范圍的澆注速度，得到良好的表面質量*特別在高拉速下能通過振動型式的改變增加保護渣消耗，實現高拉速*高精度導向，控制精度高*維修量小根據液壓振動的控制特點， 可以通過調整振幅和振動頻率之間的關系， 通過使用非正弦 系數的改變，來達到控制結晶器振動負滑脫時間在0.10.12s的范圍內，使整個拉速范圍內結晶器的負滑脫時間控制在一

15、個穩定的區間， 達到對保護渣消耗的良好控制， 實現鑄坯良 好的表面質量。而結晶器液壓振動技術是連鑄機升級的核心技術之一，也是我們必須自主掌握的技術。目前我們開發出了具有自主知識產權的結晶器液壓振動（見圖5）技術，并利用CAE技術進行了動態模擬仿真，具有下述主要特點：圖5新型結晶器液壓振動*結構上采用無磨損設計、無潤滑點*振動油缸采用間隙密封、保證長期惡劣條件下免維護*采用預應力板彈簧導向，可有效控制水平各方向上的位移和轉角，精度高7扇形段遠程調輥縫和輕壓下在設計扇形段時，既要保證鑄坯的內部質量和表面質量，也要盡量降低設備高度；既要 保證扇形段設備的強度和剛度、 更長的壽命和更便于維修， 也要具

16、備鑄坯凝固末端動態輕壓 下和遠程快速調節輥縫的功能。中冶京誠在多年板坯連鑄機設計所積累經驗的基礎上，開發了新型結構的板坯連鑄機扇 形段（見圖6）。這種新型結構板坯扇形段，采用了液壓缸夾緊內外框架，液壓缸壓下驅動 輥；小輥徑密排分節輥， 框架采用立板結構， 具有很高的強度和剛度； 輥子和軸承座通水冷 卻、輥子表面和各基準面、結合面均堆焊不銹鋼，提高了使用壽命和對弧精度；框架和輥子 結構保證了裝拆更換方便，可接近性好，便于在線檢測和維修。圖6新型扇形段結構新型扇形段可實現動態軟壓下功能和輥縫的遠程調節。 我公司在消化吸收國外板坯連鑄 扇形段壓下的基礎上， 總結國外各家公司的板坯連鑄扇形段壓下經驗，

17、 自主開發出一套全新 的板坯連鑄扇形段壓下的設備和自控（L1）軟硬件系統，在唐鋼一次投產成功，得到了用戶的贊譽。自動化控制系統（L1）具有，高安全性，穩定性，可視性、可讀性、方便快捷 操作性（可遠距離離線、在線調整輥縫和輥縫的收縮程度） ，操作方式靈活，有完善的故障 處理和報警功能，具有很好的工程推廣應用價值。其控制方式見圖7，位置控制精度+/-0.1mm，測量范圍300mm。整套裝置穩定可靠，工藝適應性強，操作使用方便。通過對投入 扇形段開口度控制后的產品測量發現， 鑄坯兩側的厚度均勻， 符合產品要求， 并且鑄坯表面 要明顯優于采用壓墊塊控制的效果， 充分證明了控制系統良好的穩定性和控制成效

18、， 達到了 國外設備的水平。圖7扇形段輥縫控制原理配合鑄坯二冷凝固模型的進一步開發和應用，該扇形段結構完全可以實施動態輕壓下，達到改善鑄坯內部質量的目的。液芯凝固是一個動態過程， 進行輕壓下的最佳點及變形方案要根據生產過程中的冶金參 數（冷卻水量、澆鑄溫度、澆鑄速度、鋼種等）來確定，輕壓下的理想時間應是鑄坯受壓不 破裂之時，若不在理想時間進行或過了理想時間繼續輕壓下則不但不能改善鑄坯的金相組 織，反而會由于內裂紋而損害板坯內部的質量。 為此需要一個高度智能的凝固模型系統實時 計算變形曲線， 動態控制壓下的終點位置， 動態調節需要的輥縫形狀，使靜態的壓下調節變 成動態的壓下控制。這也是國內下一步

19、需要努力的方向。8提高連澆爐數的技術采用了浸入式水口快速更換裝置，可提高單個中間罐的連澆爐數； 采用熱中間罐快速更 換技術，可進一步提高一個澆次的連澆爐數，以達到降低消耗，提高金屬收得率的目的。目前，該兩項技術在實際生產中使用效果良好，經濟效益明顯。9提高鑄機作業率的技術采用結晶器在線調寬和扇形段遠程調輥縫技術，提高鑄機作業率。連鑄機主要設備：結晶器、快速更換臺、彎曲段、扇形段等均采用整體更換，離線維修 的方式。為此配備了較完善的設備維修設施， 可對離線設備進行維修、 對中及各種試驗，保證離線設備的快速維修，提高連鑄機的作業率。10自動化和工藝控制采用三電一體化設計， 按整個工藝過程控制要求， 可實現對整條生產線的自動、 半自動、 手動控制