王 歡 楊智軍

(中冶賽迪工程技術(shù)股份有限公司，重慶 401122)

江蘇蘇南重工機(jī)械科技有限公司(以下簡(jiǎn)稱蘇南重工)是現(xiàn)代化鍛造研發(fā)、生產(chǎn)企業(yè)。2009年蘇南重工啟動(dòng)大型鍛件項(xiàng)目，建成后將擁有100 t 電爐、大型鍛件坯料連鑄設(shè)備等，形成年產(chǎn)各類大型鍛件25 萬(wàn)噸的能力。

為滿足項(xiàng)目建設(shè)要求，需新建一臺(tái)4 機(jī)4 流澆注合金鋼的方圓坯兼容的連鑄機(jī)，鋼水由煉鋼廠的一座100 t 電爐供給。由于澆注合金鋼的連鑄機(jī)裝備水平要求較高，所以連鑄機(jī)的工藝參數(shù)及主要設(shè)備結(jié)構(gòu)的選擇顯得尤為重要。

1 產(chǎn)品大綱及工藝流程

新建的連鑄機(jī)為方圓坯兼容，產(chǎn)量為52.5 萬(wàn)噸/年，其中圓坯29.5 萬(wàn)噸/年，方坯23 萬(wàn)噸/年，其產(chǎn)品及代表鋼種見(jiàn)表1，連鑄機(jī)的工藝流程見(jiàn)圖1。

產(chǎn)品規(guī)格:方坯320 mm×340 mm，定尺長(zhǎng)度3 m～6 m;圓坯?500 mm、?600 mm，定尺長(zhǎng)度4 m～8 m。

2 連鑄機(jī)工藝參數(shù)

連鑄機(jī)臺(tái)數(shù)/臺(tái):1

連鑄機(jī)流數(shù)/流:4

流間距/mm:2 000

連鑄機(jī)機(jī)型:全弧形(連續(xù)矯直)

連鑄機(jī)半徑/m:R16

拉速范圍/(m/min):0.1～0.8

引錠桿型式:柔性引錠桿

引錠桿裝入方式:下裝

引錠桿裝入速度/(m/min):3.5

鑄坯二次冷卻方式:氣-水噴淋冷卻

鑄坯切斷方式:火焰切割機(jī)

輥面標(biāo)高/m:～-1.150

出坯方式:方坯為出坯輥道→拉鋼機(jī)→起重機(jī)下線;圓坯為出坯輥道→起重機(jī)下線。

表1 連鑄機(jī)產(chǎn)品及代表鋼種Table 1 Products and typical steel kinds of continuous caster

圖1 連鑄機(jī)工藝流程框圖Figure 1 Block diagram of continuous caster technology flow

3 連鑄機(jī)采用的關(guān)鍵技術(shù)及設(shè)計(jì)特點(diǎn)

3.1 鋼水罐回轉(zhuǎn)臺(tái)

鋼水罐回轉(zhuǎn)臺(tái)采用中冶賽迪的專利技術(shù)，承載能力為220 t，短臂四連桿升降機(jī)構(gòu);回轉(zhuǎn)采用漸開(kāi)線齒輪傳動(dòng)，絕對(duì)式編碼器控制;液壓旋轉(zhuǎn)接頭及電氣滑環(huán)，可使回轉(zhuǎn)臺(tái)360°無(wú)限制旋轉(zhuǎn);采用空氣冷卻的稱量裝置，稱量精度高;雙加蓋機(jī)構(gòu)。設(shè)備重量輕，結(jié)構(gòu)合理、可靠，安裝維護(hù)方便。

3.2 全程保護(hù)澆注

全程保護(hù)澆注為5 個(gè)環(huán)節(jié)，鋼包覆蓋劑對(duì)大包液面的保護(hù);鋼包長(zhǎng)水口對(duì)大包至中包間注流的保護(hù);中包覆蓋劑對(duì)中包液面的保護(hù);浸入式水口對(duì)中包至結(jié)晶器間注流的保護(hù);結(jié)晶器保護(hù)渣對(duì)結(jié)晶器液面的保護(hù)。全程保護(hù)澆注有利于減少鋼坯中的夾雜物含量，減少水口絮死的幾率。

3.3 結(jié)晶器液壓振動(dòng)裝置

結(jié)晶器液壓振動(dòng)裝置采用中冶賽迪自主研發(fā)的兩片式，內(nèi)外弧布置的結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)仿弧振動(dòng)，在線調(diào)整和設(shè)定振動(dòng)曲線;采用液壓伺服控制，精度高，同步性能好;采用無(wú)磨損的預(yù)應(yīng)力板簧導(dǎo)向，無(wú)需潤(rùn)滑，導(dǎo)向精度高，偏擺小;機(jī)構(gòu)合理，性能穩(wěn)定。

3.4 結(jié)晶器液位控制系統(tǒng)

結(jié)晶器液位控制系統(tǒng)用于實(shí)時(shí)檢測(cè)結(jié)晶器內(nèi)的鋼水液面，并實(shí)時(shí)輸出對(duì)應(yīng)液面高度的模擬量。結(jié)晶器液位控制采用渦流式，控制精度≤±3 mm，包括檢測(cè)裝置、控制系統(tǒng)等。

3.5 結(jié)晶器

方/圓坯結(jié)晶器均采用管式結(jié)晶器，銅管錐度曲線為拋物線型，銅板長(zhǎng)度為800 mm，銅管材質(zhì)為銀銅，內(nèi)表面鍍鉻。結(jié)晶器足輥內(nèi)、外弧2 對(duì)，側(cè)面2 對(duì);結(jié)晶器冷卻水與振動(dòng)裝置自動(dòng)連接。

3.6 鑄流導(dǎo)向段

鑄流導(dǎo)向段分扇形段Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ。在澆注方坯和圓坯時(shí)更換扇形段Ⅰ和Ⅱ，各種斷面共用扇形段Ⅲ和Ⅳ。

在澆注大方坯時(shí)，扇形段Ⅰ采用小輥徑密排形式，內(nèi)外弧各13 個(gè)輥，側(cè)輥7 對(duì);扇形段Ⅱ外弧9 個(gè)輥，內(nèi)弧6 個(gè)輥。

在澆注圓坯時(shí)，扇形段Ⅰ外弧7 個(gè)輥，內(nèi)弧7個(gè)輥，側(cè)面4 對(duì)輥;扇形段Ⅱ外弧6 個(gè)輥。為方便扇形段Ⅱ的安裝，在振動(dòng)梁和扇形段支座上安裝有導(dǎo)向裝置。

扇形段Ⅲ外弧4 個(gè)輥，內(nèi)弧1 個(gè)壓輥，并設(shè)計(jì)隔熱保溫罩，同時(shí)可以安裝末端電磁攪拌裝置。

扇形段Ⅳ外弧3 個(gè)輥，內(nèi)弧2 個(gè)壓輥，并設(shè)計(jì)隔熱保溫罩。

扇形段側(cè)面安裝導(dǎo)向裝置，防止引錠桿和鑄坯跑偏。輥?zhàn)油ㄋ鋮s，冷卻水安裝時(shí)自動(dòng)接通，軸承集中干油潤(rùn)滑。

3.7 電磁攪拌裝置

電磁攪拌分別安裝在結(jié)晶器及扇形段處。結(jié)晶器電磁攪拌安裝在結(jié)晶器外，由扇形段Ⅰ支撐，一種規(guī)格適用各生產(chǎn)斷面，電磁攪拌可隨結(jié)晶器與扇形段Ⅰ同時(shí)吊裝，維護(hù)方便。

凝固末端電磁攪拌裝置根據(jù)鑄坯斷面大小安裝在扇形段III 或扇形段Ⅳ上，一種規(guī)格適用各生產(chǎn)斷面，其位置在一定范圍內(nèi)可調(diào)。

3.8 拉矯機(jī)

拉矯機(jī)采用牌坊框架式，各機(jī)架通用互換;上輥傳動(dòng)，交流調(diào)速電機(jī);上輥由液壓缸驅(qū)動(dòng)，調(diào)節(jié)輥?zhàn)娱_(kāi)口度。驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速器、液壓缸、輥?zhàn)印⒗C機(jī)框架均采用水冷結(jié)構(gòu)。拉矯機(jī)設(shè)有一套完整的由水冷隔熱罩和機(jī)架間隔熱罩組成的隔熱保護(hù)系統(tǒng)，避免拉矯機(jī)架及傳動(dòng)受熱，改善拉矯機(jī)工作環(huán)境，維護(hù)的工作量小，有效降低了設(shè)備的故障率。

3.9 拉鋼機(jī)

拉鋼機(jī)將流線上的方坯運(yùn)離出坯輥道，起重機(jī)吊坯下線。拉鋼機(jī)主要由帶撥爪的移送小車、軌道梁、傳動(dòng)裝置、張緊裝置、接近開(kāi)關(guān)等組成。該結(jié)構(gòu)新穎，操作方便，運(yùn)行平穩(wěn)可靠，無(wú)沖擊，維修方便。

4 投產(chǎn)及質(zhì)量情況

4.1 投產(chǎn)情況

合金鋼大方圓坯連鑄機(jī)工程經(jīng)歷一年多的緊張?jiān)O(shè)計(jì)與施工，320 mm×340 mm 方坯、?500 mm和?600 mm 圓坯均試車成功，目前生產(chǎn)情況良好。

4.2 鑄坯內(nèi)部質(zhì)量

對(duì)材質(zhì)為16Mn 的?600 mm 圓坯取樣并進(jìn)行連鑄坯低倍常規(guī)檢驗(yàn)。檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)采用YB/T153—1999 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼連鑄方坯低倍組織缺陷評(píng)級(jí)圖。連鑄圓管坯低倍組織檢驗(yàn)結(jié)果表明，除存在一定的中心疏松、中心偏析及個(gè)別縮孔和中心裂紋外，沒(méi)有出現(xiàn)其他低倍缺陷，連鑄圓管坯低倍質(zhì)量較好。低倍組織檢驗(yàn)結(jié)果如表2 所示，低倍照片如圖2、圖3、圖4、圖5 所示。

表2 低倍組織檢驗(yàn)結(jié)果Table 2 Macrostructure inspection results

圖3 爐號(hào)3165 鑄坯低倍組織Figure 3 Macrostructure of furnace no.3165 casting blank

圖4 爐號(hào)3166 鑄坯低倍組織Figure 4 Macrostructure of furnace no.3166 casting blank

圖5 爐號(hào)3168 鑄坯低倍組織Figure 5 Macrostructure of furnace no.3168 casting blank

5 結(jié)束語(yǔ)

該大方圓坯連鑄機(jī)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，充分考慮了產(chǎn)品方案的要求，同時(shí)努力提高技術(shù)裝備水平，其主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)到了國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。

［1］王愛(ài)國(guó).方圓坯兼容連鑄機(jī)工藝參數(shù)及主要設(shè)備結(jié)構(gòu)優(yōu)化［J］.重型機(jī)械，2011，(01).

［2］楊智軍，彭曉華，羅利華，閻建武.天鐵方/圓坯連鑄的工藝設(shè)備設(shè)計(jì)及特點(diǎn)［J］.重型機(jī)械，2009，(06).

［3］張亞?wèn)|，毛敬華.攀鋼大方坯連鑄機(jī)設(shè)計(jì)特點(diǎn)與裝備水平［J］.河南冶金，2006，(09).

［4］蒲學(xué)坤.42CrMo 合金結(jié)構(gòu)鋼大方坯連鑄工藝研究與應(yīng)用［J］.中國(guó)冶金，2007，(09).