攀鋼大型連鑄坯坯坯斷面優(yōu)化設(shè)計(jì)

攀鋼大型連鑄坯坯坯斷面優(yōu)化設(shè)計(jì)

1機(jī)械開發(fā)概況攀枝花市新鋼源有限公司其次，2#大連鑄機(jī)是中國最大的大型連鑄機(jī)。該連鑄機(jī)由西安重型機(jī)械研究所（以下簡稱西重所）全面設(shè)計(jì)和供應(yīng)。中盛賽迪學(xué)會負(fù)責(zé)工廠的設(shè)計(jì)和制造。這是基于中國的設(shè)計(jì)和制造水平。該連鑄機(jī)2005年12月28日一次熱試成功,順利實(shí)現(xiàn)了鑄機(jī)建設(shè)周期短,直接為攀鋼公司軌梁廠提供高質(zhì)量鑄坯的目標(biāo),使攀鋼的冶金流程和產(chǎn)能更加平衡,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)更加合理。2該計(jì)劃的先決條件(1)(2)(3)建立準(zhǔn)確度的鑄坯模型鑄坯斷面360×450定尺長度3.7～8.0m斷面尺寸公差|A′-A|/A×100%≤1.5%|B′-B|/B×100%≤1.5%式中,A、B為鑄坯的公稱邊長,A′、B′為鑄坯的實(shí)測邊長。長度公差0～+30mm彎曲度≤5mm/m,8000mm定尺時(shí)最大彎曲變形≤40mm鑄坯扭曲≤0.8°/m表面無缺陷率≥96.63%(4)連通性鋼水的供應(yīng)烤箱底油公稱容量120t平均出鋼量135t最大出鋼量145t平均冶煉周期35～40min轉(zhuǎn)爐數(shù)量2座(2吹2)鋼-包裹精度計(jì)lf容量130t平均處理周期35minLF爐1臺3引錠桿/下裝式下裝式下裝式澆注系統(tǒng)圖2機(jī)型4機(jī)4流全弧型三點(diǎn)矯直大方坯連鑄機(jī)鑄機(jī)主半徑15000mm矯直半徑15000mm/20000mm/35000mm/∞鑄坯規(guī)格厚度360mm寬度450mm定尺長度3700～8000mm正常工作拉速0.2～8m/min機(jī)械速度0.2～1.5m/min送引錠速度5m/min鑄機(jī)機(jī)械長度29.551m(液面至最末拉矯輥外弧線長度)鑄機(jī)冶金長度40.09m(液面至火焰切割機(jī)原點(diǎn))引錠桿/引錠裝入方式鏈?zhǔn)揭V桿/下裝式下裝引錠的澆注平均準(zhǔn)備時(shí)間約78min中間罐預(yù)熱時(shí)間60～90min連鑄機(jī)作業(yè)率79.1%連鑄金屬收得率96.5%澆鑄平臺標(biāo)高516.27m出坯輥道輥面標(biāo)高+0.8m設(shè)計(jì)年產(chǎn)量10×104t4結(jié)晶器長絲機(jī)型連鑄機(jī)輥列如圖1所示。根據(jù)2#大方坯連鑄機(jī)所澆的鋼種,為保證鑄坯質(zhì)量及高成材率,該輥列圖具有如下特點(diǎn):(1)結(jié)晶器長度850mm,有利于保證結(jié)晶器出口的坯殼厚度,減少漏鋼事故;(2)采用R15m大弧形半徑,三點(diǎn)矯直機(jī)型保證在較高拉速情況下矯直而引起的兩相界應(yīng)變率<0.1%,表面變形應(yīng)變率<0.6%,嚴(yán)格控制鑄坯兩相區(qū)綜合應(yīng)變,提高鑄坯內(nèi)部質(zhì)量;(3)采用小輥徑四面密排的鑄流導(dǎo)向輥,可有效防止鑄坯鼓肚和脫方,保證鑄坯質(zhì)量。5生產(chǎn)流以及設(shè)備組成連鑄機(jī)在線設(shè)備工藝流程和設(shè)備組成如圖2所示。6連鑄機(jī)的特點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)(1)設(shè)置鋼水密封口采用多功能連桿式鋼包回轉(zhuǎn)臺,帶有大包加蓋功能,長水口,浸入式水口均由氬氣密封,將鋼包、中間包、結(jié)晶器之間的鋼流與空氣有效隔離,中間包、結(jié)晶器的鋼液面用各自的保護(hù)渣覆蓋,有效地防止?jié)蹭撨^程中鋼水被二次氧化。(2)采用大圓弧半徑、三點(diǎn)制直的整拱型可嚴(yán)格控制鑄坯兩相區(qū)綜合應(yīng)變,提高鑄坯內(nèi)部質(zhì)量。(3)由于晶體裝置的液壓板檢測和控制系統(tǒng)，采用結(jié)晶器內(nèi)鋼水液面位置自動檢測裝置,并與塞棒裝置構(gòu)成閉環(huán)的結(jié)晶器液面控制系統(tǒng),將液面波動控制在±3mm以內(nèi)。(4)格林威治電磁干燥設(shè)有結(jié)晶器電磁攪拌,有利于保護(hù)渣吸附鋼中夾雜物,增加等軸晶,提高鑄坯質(zhì)量。(5)采用優(yōu)化的晶處理板結(jié)構(gòu)，提高冷卻效果主要是銅板材質(zhì)、厚度、水縫結(jié)構(gòu)尺寸、水縫中水流速度、結(jié)晶器倒角、錐度等的優(yōu)化設(shè)計(jì)。(6)非正弦曲線控制采用西重所自行開發(fā)的結(jié)晶器液壓振動裝置,該裝置采用板彈簧導(dǎo)向,以液壓缸為動力源,可在線準(zhǔn)確調(diào)整振動頻率、振幅、波形偏斜率等參數(shù),并根據(jù)不同鋼種、不同拉速變化而采用不同的負(fù)滑動時(shí)間的非正弦曲線以控制鑄坯表面振痕深度,使振痕條紋規(guī)則,深度變淺,從而獲得良好的鑄坯表面質(zhì)量。該設(shè)備維修量少,使用壽命長,可為用戶帶來低投入、低成本、高產(chǎn)出的經(jīng)濟(jì)效益。(7)采用主缸壁緊密排水的小輥徑采用四面密排輥,防止鑄坯鼓肚和脫方。(8)確定二次冷卻水量的必要性該模型主要以鑄坯表面溫度、鋼水過熱度(中間包內(nèi)鋼水實(shí)際溫度與鋼水液相線溫度之差)、鋼種、鑄坯斷面、拉速等因素確定二次冷卻水量的大小及分布,并實(shí)現(xiàn)二冷水的動態(tài)控制,使鑄坯得到均勻合理的冷卻。(9)種的能力能這臺連鑄機(jī)設(shè)計(jì)了七機(jī)架拉矯機(jī)組,機(jī)架的強(qiáng)度和剛度具有承受動態(tài)輕壓下的能力。根據(jù)鋼種、冷卻強(qiáng)度和拉速在澆注過程中動態(tài)的計(jì)算出輕壓下的最佳位置,經(jīng)反饋裝置,調(diào)整各拉矯機(jī)上輥的壓下力,實(shí)現(xiàn)對鑄坯動態(tài)輕壓下,以減小鑄坯中心偏析、中心縮孔和中心疏松,提高鑄坯內(nèi)部質(zhì)量。(10)最好是垂直切割實(shí)現(xiàn)包括尾坯及交接坯和事故降速造成的的事故坯在內(nèi)的定尺優(yōu)化切割,提高金屬收得率,減少廢品鑄坯。(11)完善的在線維修設(shè)備設(shè)置完善的離線中間包維修區(qū)、機(jī)械設(shè)備維修區(qū),保證鑄機(jī)的正常生產(chǎn)和提高連鑄機(jī)的作業(yè)率。7轉(zhuǎn)速各工況循環(huán)鑒定支承鋼水罐重量2×220t回轉(zhuǎn)半徑5200mm允許回轉(zhuǎn)角度任意停電事故最大回轉(zhuǎn)角度270°回轉(zhuǎn)速度正常1r/min,調(diào)速0.1～1r/min,事故0.5r/min升降行程800mm升降速度1500mm/min回轉(zhuǎn)電機(jī)22kW液壓升降行程控流方式塞棒容量正常38.5t溢流43.7t鋼液深度正常900mm溢流1000mm中間包車電動走行、液壓升降行走速度3×20m/min行走電機(jī)功率2×11kW/每臺車升降負(fù)荷100t升降速度1.8m/min升降行程600mm對中行程±75mmco-ni振動長度850mm銅板材質(zhì)Cu-Cr-Zr,表面鍍Co-Ni液壓振動裝置正弦或非正弦液壓振動頻率35～360次/min振幅0～±6mm輥?zhàn)硬馁|(zhì)母材足輥內(nèi)外弧?120mm、數(shù)量1對兩側(cè)面?120mm、數(shù)量2對輥?zhàn)觾?nèi)外弧?170mm、數(shù)量16對、輥號1～16側(cè)面?170mm、數(shù)量9對、輥號1～9輥?zhàn)硬馁|(zhì)母材42CrMo,表面堆焊H2Cr13鑄造工藝2號段致密排水輥輥?zhàn)觾?nèi)外弧?200mm數(shù)量14對輥號17～30輥?zhàn)硬馁|(zhì)母材42CrMo,表面堆焊H2Cr13流量導(dǎo)向3段輥?zhàn)油饣?220mm數(shù)量3個(gè)輥號31～33輥?zhàn)硬馁|(zhì)母材42CrMo,表面堆焊H2Cr13鑄造流導(dǎo)向4號段輥?zhàn)油饣?220mm數(shù)量3個(gè)輥號34～36輥?zhàn)硬馁|(zhì)母材42CrMo,表面堆焊H2Cr13機(jī)械拉矯機(jī)傳動每流機(jī)架數(shù)7機(jī)架每個(gè)機(jī)架的輥數(shù)2根傳動輥第一機(jī)架拉矯機(jī)為上下輥傳動,第三、五、七機(jī)架拉矯機(jī)為上輥傳動,其余二、四、六機(jī)架拉矯機(jī)為非傳動輥。傳動輥均配有光電編碼器,并且第一、三機(jī)架傳動輥均配有制動器。8國內(nèi)制造試驗(yàn)攀鋼2#大方坯連鑄機(jī)從工廠設(shè)計(jì),工藝總體及機(jī)電液成套設(shè)計(jì)和安裝調(diào)試均由國