1、板坯連鑄機彎曲段的工作原理工程 收藏轉(zhuǎn)發(fā)至天涯微博懸賞點數(shù) 10 該提問已被關(guān)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(yè)發(fā)展迅速，我國已成為世界上鋼鐵消費和鋼鐵生產(chǎn)大國，2005年我國的粗鋼產(chǎn)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(chǎn)率、高成材率、高質(zhì)量和低成本的優(yōu)點，因此連鑄技術(shù)對鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)流程的變革、產(chǎn)品質(zhì)量的提高和結(jié)構(gòu)化等方面起了革命性的作用。鋼鐵技術(shù)的引進為我國鋼鐵工業(yè)的發(fā)展做出了巨大的貢獻，特別是上世紀90年代以來，連鑄技術(shù)的引

2、進與推廣極大的壯大了我國鋼鐵工業(yè)的實力，同時在連鑄技術(shù)的消化吸收和創(chuàng)新的方面也取得了長足的進步，極大提高了我國連鑄技術(shù)的自行設(shè)計和制造能力，實現(xiàn)了連鑄技術(shù)的國產(chǎn)化。中冶京誠（原北京鋼鐵設(shè)計研究總院）在板坯連鑄技術(shù)的集成創(chuàng)新和自主開發(fā)方面始終走在前列，隨著國內(nèi)連鑄技術(shù)和連鑄設(shè)備制造能力的發(fā)展與進步，為我國板坯連鑄機的國產(chǎn)化做出了重要貢獻。板坯連鑄國產(chǎn)化實踐板坯連鑄機機型經(jīng)歷了由立式-弧形-直弧形的發(fā)展歷程，特別是從世界上近10多年來新建的高質(zhì)量板坯連鑄機來看，直弧形連鑄機已成為發(fā)展趨勢和方向。直弧形連鑄機兼具弧形和立式連鑄機的優(yōu)點，可根據(jù)產(chǎn)品方案和生產(chǎn)品種的不同，設(shè)計不同的基本弧半徑和適宜的結(jié)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(nèi)部質(zhì)量；國內(nèi)外的生產(chǎn)實踐證明，特別是在生產(chǎn)汽車用鋼、管線鋼等高質(zhì)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(nèi)最早研究開發(fā)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(shù)的單位。多年以來，中冶京誠一直致力于研究開發(fā)、重視技術(shù)和理念的創(chuàng)新，先后成功地 設(shè)計或總包建設(shè)了一大批技術(shù)經(jīng)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(shù)資源和設(shè)計經(jīng)驗。無論是設(shè)計水平、總包能力還是設(shè)備集成技術(shù)，京誠公司在國內(nèi)板坯連鑄行業(yè)均占據(jù)著不可動搖的業(yè)績優(yōu)勢和技術(shù)領(lǐng)先地位。在多年的設(shè)計和生產(chǎn)實踐中，開發(fā)出了如多種連鑄機機型的輥列設(shè)計（連續(xù)彎曲

4、連續(xù)矯 直技術(shù)）、結(jié)晶器銅板傳熱計算、矯直反力計算、大包回轉(zhuǎn)臺有限元計算、扇形段有限元計 算、小輥徑密排分節(jié)輥、結(jié)晶器電動及液壓調(diào)寬、扇形段遠程調(diào)輥縫等軟件技術(shù)，以及結(jié)晶器液壓振動、動態(tài)二冷控制、扇形段輕壓下等連鑄工藝技術(shù)。新技術(shù)的不斷應(yīng)用大大提高了 連鑄機的裝備水平和工藝技術(shù)水平， 亦使京誠公司牢牢占據(jù)著國內(nèi)板坯連鑄機設(shè)計水平和行 業(yè)業(yè)績的領(lǐng)先水平。至今為止，不包括與國外公司聯(lián)合設(shè)計的項目， 中冶京誠成功完成設(shè)計或總承包的大中型板坯連鑄機共41臺49流；已投產(chǎn)的大中型常規(guī)板坯連鑄機國內(nèi)設(shè)計市場占有率近75；設(shè)計生產(chǎn)能力占全國板坯連鑄坯產(chǎn)量的50%。中冶京誠直弧形板坯連鑄機的設(shè)計范圍：鑄坯厚度

5、：150300mm，鑄坯寬度：7003000mm，拉速0.52.0m/min；生產(chǎn)的鋼種主要包括：普碳鋼、優(yōu)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(chǎn)及設(shè)計的主要直弧形板坯連鑄機業(yè)績表：序號用戶名稱產(chǎn)量（萬噸/年）機型鑄坯規(guī)格（mmxmm）范圍投產(chǎn)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(guān)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(shè)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(shè)計200115上鋼三厚板坯連鑄機751X1直弧形R=10.5m200/250/300X1200-2000設(shè)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(shè)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(fā)和實際應(yīng)用，在實際生產(chǎn)中取得了良好的效果，具有投資省、工期短、達產(chǎn)快、效益 高的特點：萊鋼單流2100mm寬板坯連鑄機，投產(chǎn)當月產(chǎn)量即達10萬噸，鑄坯質(zhì)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(shè)工期為7個月，由中冶京誠自主開發(fā)的板坯軟壓下技術(shù)一次投產(chǎn)成功。該系列連鑄機采用了一系列的新技術(shù)，以保證鑄坯質(zhì)量：采用直弧形連續(xù)彎曲連續(xù)矯直全程多支點密排分節(jié)輥全程無氧化保護澆注系統(tǒng)大容量加堰和壩中間罐帶塞棒吹氬的鑄流澆注系統(tǒng) 結(jié)晶器液面自動控制 結(jié)晶器高精度小振幅高頻振動（機械或液壓） 連續(xù)收縮輥縫二冷動態(tài)氣水霧化冷卻鑄機拉矯分散驅(qū)動全交流變頻等技術(shù)在提高鑄機作業(yè)率方面采用了如下先進技術(shù)：結(jié)晶器在線停機調(diào)寬結(jié)晶器至扇形段的整體更換和線外維修 扇形段液壓遠程調(diào)輥縫技術(shù) 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(shù)。圖1樣板廠斷面圖示意板坯連鑄技術(shù)現(xiàn)狀

10、與展望經(jīng)過近年來連鑄技術(shù)的自主研發(fā)和生產(chǎn)實踐， 在生產(chǎn)高質(zhì)量鋼方面，中冶京誠形成了自 己特有的一系列連鑄新技術(shù)：1大容量中間罐，優(yōu)化中間罐設(shè)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(shè)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(jié)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(nèi)腔示意見圖2。圖2中間罐內(nèi)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(jié)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(shè)有液壓壓緊的鋼包長水口安裝機構(gòu)，使得長水口的安裝操作更為方便。3優(yōu)化SEN設(shè)計和結(jié)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(jié)晶器內(nèi)的流動狀態(tài)， 減少注流的沖擊深度， 促進夾雜物在結(jié)晶器內(nèi)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(jié)晶器的彎月面也能起到相應(yīng)的穩(wěn)定作用。 一般可 通過改變水口側(cè)孔傾角的大小來實現(xiàn)。自行設(shè)計的快速而準確塞棒結(jié)構(gòu)， 加上結(jié)晶器液面自動控制

12、技術(shù)的采用可使結(jié)晶器液面 的波動控制在3mm以下，達到提高鑄坯表面質(zhì)量和減少最終產(chǎn)品缺陷，提高連鑄機的操作 水平。4直弧形連續(xù)彎曲連續(xù)矯直輥列布置在彎曲段采用連續(xù)彎曲技術(shù)，在矯直段采用連續(xù)矯直技術(shù)，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(chǎn)生的裂紋。根據(jù)產(chǎn)品方案的不同， 可以設(shè)計不同基本弧半徑的直弧形連鑄機， 根據(jù)我們的實踐經(jīng)驗， 當結(jié)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(chǎn)高級汽車板 的要求最為有利。同時， 采用小輥徑密排分節(jié)輥技術(shù)

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(zhì)量。圖3輥列計算變形曲線5動態(tài)二冷控制和凝固模型的應(yīng)用 根據(jù)自主開發(fā)的板坯連鑄機凝固傳熱計算模型， 確定最佳的二冷分區(qū)。根據(jù)該三維不穩(wěn)態(tài)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(yōu)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(xiàn)動態(tài)控 制，以達到高效生產(chǎn)和保證鑄坯質(zhì)量的目的。如圖4所示：采用優(yōu)化設(shè)計的水表對鑄坯二冷實現(xiàn)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(xiàn)動態(tài)控制。圖4二冷模型模擬結(jié)果 采用二冷動態(tài)控制技術(shù)，實現(xiàn)二次冷卻對鑄流的實時動態(tài)

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(qū)間，提高鑄坯的表面質(zhì)量。6結(jié)晶器液壓振動結(jié)晶器液壓振動可以根據(jù)澆鑄參數(shù)（鋼種、拉速、鑄坯規(guī)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(yōu)點之一。其優(yōu)點在于：*較小的振痕*適應(yīng)大范圍的澆注速度，得到良好的表面質(zhì)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(xiàn)高拉速*高精度導(dǎo)向，控制精度高*維修量小根據(jù)液壓振動的控制特點， 可以通過調(diào)整振幅和振動頻率之間的關(guān)系， 通過使用非正弦 系數(shù)的改變，來達到控制結(jié)晶器振動負滑脫時間在0.10.12s的范圍內(nèi)，使整個拉速范圍內(nèi)結(jié)晶器的負滑脫時間控制在一

15、個穩(wěn)定的區(qū)間， 達到對保護渣消耗的良好控制， 實現(xiàn)鑄坯良 好的表面質(zhì)量。而結(jié)晶器液壓振動技術(shù)是連鑄機升級的核心技術(shù)之一，也是我們必須自主掌握的技術(shù)。目前我們開發(fā)出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的結(jié)晶器液壓振動（見圖5）技術(shù)，并利用CAE技術(shù)進行了動態(tài)模擬仿真，具有下述主要特點：圖5新型結(jié)晶器液壓振動*結(jié)構(gòu)上采用無磨損設(shè)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(yù)應(yīng)力板彈簧導(dǎo)向，可有效控制水平各方向上的位移和轉(zhuǎn)角，精度高7扇形段遠程調(diào)輥縫和輕壓下在設(shè)計扇形段時，既要保證鑄坯的內(nèi)部質(zhì)量和表面質(zhì)量，也要盡量降低設(shè)備高度；既要 保證扇形段設(shè)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(tài)輕壓 下和遠程快速調(diào)節(jié)輥縫的功能。中冶京誠在多年板坯連鑄機設(shè)計所積累經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，開發(fā)了新型結(jié)構(gòu)的板坯連鑄機扇 形段（見圖6）。這種新型結(jié)構(gòu)板坯扇形段，采用了液壓缸夾緊內(nèi)外框架，液壓缸壓下驅(qū)動 輥；小輥徑密排分節(jié)輥， 框架采用立板結(jié)構(gòu)， 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(jié)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)新型扇形段可實現(xiàn)動態(tài)軟壓下功能和輥縫的遠程調(diào)節(jié)。 我公司在消化吸收國外板坯連鑄 扇形段壓下的基礎(chǔ)上， 總結(jié)國外各家公司的板坯連鑄扇形段壓下經(jīng)驗，

17、 自主開發(fā)出一套全新 的板坯連鑄扇形段壓下的設(shè)備和自控（L1）軟硬件系統(tǒng)，在唐鋼一次投產(chǎn)成功，得到了用戶的贊譽。自動化控制系統(tǒng)（L1）具有，高安全性，穩(wěn)定性，可視性、可讀性、方便快捷 操作性（可遠距離離線、在線調(diào)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(yīng)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(wěn)定可靠，工藝適應(yīng)性強，操作使用方便。通過對投入 扇形段開口度控制后的產(chǎn)品測量發(fā)現(xiàn)， 鑄坯兩側(cè)的厚度均勻， 符合產(chǎn)品要求， 并且鑄坯表面 要明顯優(yōu)于采用壓墊塊控制的效果， 充分證明了控制系統(tǒng)良好的穩(wěn)定性和控制成效

18、， 達到了 國外設(shè)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(fā)和應(yīng)用，該扇形段結(jié)構(gòu)完全可以實施動態(tài)輕壓下，達到改善鑄坯內(nèi)部質(zhì)量的目的。液芯凝固是一個動態(tài)過程， 進行輕壓下的最佳點及變形方案要根據(jù)生產(chǎn)過程中的冶金參 數(shù)（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(yīng)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(xù)輕壓下則不但不能改善鑄坯的金相組 織，反而會由于內(nèi)裂紋而損害板坯內(nèi)部的質(zhì)量。 為此需要一個高度智能的凝固模型系統(tǒng)實時 計算變形曲線， 動態(tài)控制壓下的終點位置， 動態(tài)調(diào)節(jié)需要的輥縫形狀，使靜態(tài)的壓下調(diào)節(jié)變 成動態(tài)的壓下控制。這也是國內(nèi)下一步

19、需要努力的方向。8提高連澆爐數(shù)的技術(shù)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(shù)； 采用熱中間罐快速更 換技術(shù)，可進一步提高一個澆次的連澆爐數(shù)，以達到降低消耗，提高金屬收得率的目的。目前，該兩項技術(shù)在實際生產(chǎn)中使用效果良好，經(jīng)濟效益明顯。9提高鑄機作業(yè)率的技術(shù)采用結(jié)晶器在線調(diào)寬和扇形段遠程調(diào)輥縫技術(shù)，提高鑄機作業(yè)率。連鑄機主要設(shè)備：結(jié)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(shè)備維修設(shè)施， 可對離線設(shè)備進行維修、 對中及各種試驗，保證離線設(shè)備的快速維修，提高連鑄機的作業(yè)率。10自動化和工藝控制采用三電一體化設(shè)計， 按整個工藝過程控制要求， 可實現(xiàn)對整條生產(chǎn)線的自動、 半自動、 手動控制