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福建三钢炼钢厂4号连铸机设计要点

黄俊杰

(福建三钢闽光股份有限公司炼钢厂)

摘  要  介绍福建三钢炼钢厂4号连铸机高效化改造的特点，着重介绍该厂对高效连铸技术及其相关技术的应用发展。

1前言

福建三钢闽光股份有限公司炼钢厂4号连铸机高效化改造，是公司2002年实现200万t的重点配套项目。它对三钢总体技术改造，提高产品质量、开发品种，增强市场竞争能力将发挥重要作用。

2主要技术参数及指标

三钢炼钢厂1996年已实现全连铸，但4号连铸机离高效化还差一个台阶，特别是新40t转炉投产和新高线的上马，根据市场要求，4号连铸机的高效化改造按“经济、实用、先进”的原则进行改造。经过一年多的生产，表明改造达到预期的效果。

冶炼系统装备：

冶炼设备：LD炉30t

出钢量：平均出钢量38t．；最大出钢量42t

冶炼周期：25min

配合方式：单机配单炉   

改造后的4号连铸机主要技术参数及指标如下：

年作业率：约85％

单流年产量：15．5万t以上(炉机匹配)

平均拉速：2．2m／min

钢种：碳素结构钢，优质碳素钢，低合金钢，标准件用钢、焊条钢、冷镦钢等

浇铸半径：R7000／R14000mm

流数：四机四流

流间距：1200mm

浇铸断面：150mm×150mm

定尺：13．0m，12．5m，8．25m，6m

3连铸机技术改造措施及主体装备

1)钢包回转台：直臂式，含钢包加盖装置、称量装置。带正齿轮的专用轴承可全程旋转(顺时针和反时针方向)。带变频器、正齿轮和小齿轮的交流传动装置，可平稳地加速和减速。弹性齿轮悬架，用于减振。完全独立的事故应急传动装置，采用液压驱动。称重传感器的信号采用无线传输，综合精度达0．3％。

2)全封闭浇铸。为防止钢水二次氧化，大包加盖保温，大包和中间包之间采用长水口，中间包和结晶器之间采用浸入式水口，改善钢水洁净度，提高铸坯质量。

3)中间包车：半悬挂式(升降行程200mm)启动灵活，能保持水口对中。

4)中间包钢液连续测温，钢水温度进入计算机二冷自动配水系统。

5)恒拉速控制：中间包塞棒自动控制，中间包车带称量。

6)结晶器：采用窄缝式整体结晶器内水套，实行高水速工艺，均匀增加坯壳厚度，提高拉速。

7)结晶器液面控制：采用Cs一137液面自动控制。

8)自动加保护渣系统：加渣均匀，在线自动调节加入量。

9)结晶器振动：全板簧振动，以达到最佳的表面质量。

10)二冷设计：二冷采用强弱两种冷却工艺，以满足多种产品质量要求。

11)拉矫机：采用五辊式连续矫直，降低矫直应力，提高拉速，改善内部质量。

12)二冷室外铸坯红外测温：反馈工艺参数，保证铸坯质量。

13)引锭杆：自适应引锭杆，能安全、快速脱锭，引锭帽可保护结晶器下口不致磨损，事故时能快速重上引锭恢复生产。

14)切割方式：窄缝自动对中切割机(氢、氧源介质)。

15)步进翻转冷床：翻转冷床采用电机减速机驱动、变频控制；水平运动能够将冷床    179末端的钢坯推到收集台架上。在无外部冷却设备作用下，若以3次／min速度翻转，步进冷床端部收集台架上铸坯温度小于450℃。

4采用的先进技术

4．1塞棒操作系统

实现恒拉速浇铸，对提高铸坯质量有很大影响。结晶器钢水液位控制采用机电合一的整体塞棒系统。塞棒执行机构是由一个伺服电机、一副滚珠丝杠、一套直线导轨组成。由伺服电机的转动来控制塞棒的升降，从而实现对中间包水口的开口度的控制。见图1。

它不但解决了液压伺服系统的不足之处，也将数字式电动缸上使用的缺点加以解决了。具有自动开浇、自动浇注、手动／自动转换、防止长水口侵蚀过度、水口冲洗、溢钢检测暂停、漏钢检测关闭、断电自动关闭等功能。在恒拉速条件下，配合Cs137液面监测系统，控制结晶器钢水液面精度可达±3mm(150mm×150mm断面)。

4．2结晶器钢水液位检测控制装置

采用进口RONAN公司Cs137液面检测控制系统。与传统的Cs一137或Co—60放射线系统比较，该系统由于放射剂量极微，对人体绝无有害影响，对环境无污染、储存，保管简单。与其他方式比较(例如：激光、红外线)棒状射源装入一个密封的铅罐内，再装入结晶器内弧侧，接收装置(闪烁计数器)则装在侧面。接收信号通过屏蔽电缆送至连铸机控制室内的带按钮的液面测量计算机，在计算机上通过按钮进行校准，液面位置设定及实际位置显示等，该信号送入PLC实现拉速自动调节。

由于装在密封结晶器内，不会由于漏钢或机械碰撞而损坏，不占有任何操作区空间，    且控制精度高，无需维修，见图2。

4．3保护渣自动加入装置

采用结晶器浸入式水口浇注时要求向结晶器中加入保护渣，形成渣层，达到润滑并防止钢液与空气接触。保护渣是通过夹紧阀控制，从安装在中间包车上的单独料罐中加入(图3)。它通过气动控制阀由PLC控制，可以在线自动调节加渣量，具有结构简单，安全可靠，加渣均匀，减少保护渣损耗的特点，与结晶器液面控制及塞棒自动控制配套，从而真正实现无人浇注。

4．4自动定尺系统

系统采用单台CCD摄像机可同时检测四流钢坯，在设定范围内实现连续定尺测量。测量精度为测量区间的1／1000(比如，测量区间为5m时，测量误差小于5mm)。

系统采用非接触式测量，传感器远离高温钢坯，解决了高温造成的设备精度下降、故障率增加等问题。且现场设备防护措施完备，基本做到免维护，运行成本低廉。

系统在软硬件两方面均采取了有效的技术措施，因而具有超强的抗干扰能力，能够抵御上述各种光线的干扰，确保定尺测控的高精度。可靠性高、易于使用。

4．5油气润滑系统

拉矫机、二冷导向装置、重拉坯装置的集中润滑系统，采用德国REBS公司产品技术。当连铸机运转时，系统把润滑油供送至递进式分配器；压缩空气是始终接通的，向系统供送洁净、干燥和恒压的压缩空气，并与定量的润滑油混合产生油气流，再由递进式分配器精确分配后供送至油气混合块，经油气管道被供送至轴承座。分配器上装有接近式开关，可对供油状况进行监控。

5改造效果

三钢炼钢厂4号连铸机有着先进的操作工艺和设备，4号连铸机日前创下了一项全国记录。从4月11日19时31分至4月29日10时25分，4号连铸机实现连续浇铸422h54min无事故，连浇炉数首次突破千炉大关，达1005炉，生产合格钢坯29647t。此项记录不仅是该厂连铸生产史上的一次飞跃，而且在全国同类型小方坯连铸机中尚无先例。

从每炉中选择3块坯样检查，铸坯表面质量：

1)平直度：≤5mm／m。

2)检验长度上，表面针孔数不超过400个／m²(对普通钢)。

3)振痕深度小于1mm。

4)裂纹深度小于0．5mm。

5)铸坯表面无严重的重接、翻皮、结疤及夹杂。

6)除头尾坯外，其余精整小于10％。

6结束语

1)连铸生产是一个系统工程，必须用系统的观点对影响快速浇注、铸坯质量、连铸成本的设备与工艺进行系统改进和优化。

2)立足现有设备进行改造，提高设备自动控制水平，优化生产过程与生产计划，提高劳动生产率和铸坯合格率，简化生产人员的操作过程，降低劳动强度和吨钢成本。

3)高效连铸机改造效果取得了较好业绩。为其他厂家的连铸机高效改造提供了成功经验。