XX公司小方坯连铸机改造方案
XX公司小方坯连铸机改造方案
******公司为适应后部直轧改造的需要，准备对现有8机8流小方坯连铸机设备进行升级改造，主要目的是通过对铸机冷却制度的修改和保温措施，尽量提高连铸机出口的铸坯表面温度，降低直轧前的热量损失。
一、主要技术参数及要求：
保持原有铸坯规格不变165mm×165mm，
钢种为20MnSi。
铸坯定尺：6m，12m
铸机流数：6流
铸机年生产能力：60万吨
铸机最高拉速：165×165 2.5m/min
铸坯火切前温度：1000～1100℃
二、铸机现状:
铸机半径
7m
铸坯规格
165mm×165mm
生产钢种
20MnSi
振动方式
机械振动 最大振幅6.25mm
结晶器长度
900mm
结晶器足辊数
无
二冷状况
一段纯水冷却喷淋长度2.4m
后部辊道模式
全部为通辊
三、方案分析
根据目前铸机状态，现有连铸机的平台上设备可以延用原有设备。结晶器长度足够，铸机基本半径合理。为了实现铸机出口表面温度提高的目的，可以通过以下途径：
l 提高拉速；
l 降低二冷强度；
l 采取保温措施降低空气冷却；
l 减少铸坯在捞钢机所在辊道的停留时间减少空气冷却。
1、提高拉速
原有铸机的结晶器无足辊，当拉速提高时，铸坯出结晶器后没有足够的支撑，容易产生菱变和裂纹，因此需要增设足辊，并在足辊段设置纯水喷水冷却以保证坯壳有足够的强度；
原机械振动设备为半板簧振动，仅适用于150次/min以下振动频率，高拉速下为了保证负滑脱率和保护渣的润滑，需要200次以上的高振频振动，采用非正弦曲线振动则可以进一步提高负滑脱率。因此，如需提高拉速，必须对现有振动设备和动力源进行修改，采用液压非正弦振动，实现在线调频调幅非正弦振动以提高铸坯润滑，降低高拉速下的漏钢率；
提高拉速以后，铸坯表面温度提高，铸坯坯壳强度下降，铸坯容易发生菱变和鼓肚，因此需要增长二冷区的长度，并进行多分区的二冷控制以保证铸坯的质量和铸坯表面温度的精确控制。
2、降低二冷强度
目前的二冷段采用纯水冷却，并且只有一段2.4米长的冷却条。纯水喷嘴的水量调节范围约为1:3，而气水冷却喷嘴的水量调节范围可达1:10。为了实现灵活的冷却制度，在保证冷却效果的同时，尽量精确地控制铸坯表面温度，使铸坯在离开二冷段时保持足够高的表面温度，需要将现有的纯水冷却改为气水冷却，同时将一个分区改为两个分区。
3、可在二冷室内喷水部分、拉矫机和火切机之间的辊道上、火切机后到捞钢机前的辊道上设置保温罩，降低铸坯的散热，提高铸坯表面温度。
4、捞钢机所在的辊道上无法设置保温罩，因此铸坯在此段辊道上等待的时间越长，散热越多，温降越大，因此可以通过在捞钢机所在位置前设置一段带保温罩的单流传动区域，使铸坯进入捞钢机所在区域前能在该区域停留，尽量减少在捞钢机所在辊道区域的等待时间，从而减少温降。
由于振动设备改造投资较大，本文对是否改造振动设备的两种方案分别进行讨论。
四、改造方案
（一）改造方案一
改造内容:
1、结晶器增加足辊
在原有结晶器框架上增加足辊2对。
足辊直径:120mm
2、二次冷却喷淋装置
足辊段冷却:纯水冷却，需增加回路和控制。
重新制作二段、三段喷淋架并排采用汽水混合冷却模式，需增加汽水配管和阀站，增加二冷控制模块。二段长度约1m，三段约2m。
1）功能
对出结晶器的铸坯表面进行强制喷水冷却，使坯壳迅速增厚直至完全凝固。铸坯表面的温降速度对不同的钢种有不同的要求，因此气水喷淋的密度分布对最终铸坯内部质量是否合格十分关键。
2）结构与位置
方坯喷淋系统由以下3段组成。O段为结晶器下的足辊区，I段、II段分布在结晶器与拉矫机之间。O段采用水喷嘴，I段、II段均采用气雾喷嘴，每段喷淋水均有独立的供水调节回路供至主配水管，由配水盘统一供水和气，实现自动配水。
3、出二冷区后设置保温罩
1）功能
对出二冷段和辊道上的铸坯表面进行保温，使铸坯表面回温。
2）结构与位置
二冷结束至拉矫机约6m，拉矫机出口至火切机约9m。采用钢结构保温罩内衬保温棉。
改造效果：
可实现2.2m/min的拉速，实现火切机前1000°C的铸坯表面温度。
（二）改造方案二
改造内容:
1、结晶器振动装置
1）功能
准确地将结晶器定位，并带动结晶器仿弧运动，以期使结晶器中已凝固有一层薄壳的铸坯即时与结晶器铜管脱模，防止铸坯在凝固过程中与结晶器铜管内壁发生粘结。
2）结构与位置
位于结晶器下面， 采用短臂四连杆液压振动机构，液压驱动装置置于二层平台上，安装在内弧侧，利于防热和维修。为保证使用寿命及效果，采用圆柱滚子轴承。
驱动装置采用液压伺服驱动系统。振动台上设置有结晶器定位锁紧装置及接水孔，便于结晶器的准确定位、牢固连接、及冷却水自动接通。
液压振动能实现振动频率、振幅、波形的在线动态调整和非正弦曲线振动，较机械振动可大幅提高振动频率， 便于针对不同钢种、不同浇铸温度、不同拉速匹配更合理的振动参数，提高铸坯的表面质量。
3）参数
振动曲线：
正弦波或非正弦波，非正弦波最大偏斜率30%
频率：
40～260次/分（无级调速）
振幅：
±2－±5 mm 有级可调
驱动液压缸：
带伺服阀块和高精度AST位移传感器
2、其余同方案一
改造效果：
拉速保持2.5m/min，保证火切机前1100°C的铸坯表面温度。
（三）后部改造内容
辊道改造
切割后16m辊道从通辊改为单流传动。捞钢机前16m辊道从通辊改为单流传动。
1、切割后辊道
1）功能
切割后辊道主要用于运坯。
2）结构
切割后辊道每流由10个辊子组成。
每组辊道每流由2套电机—减速机集中链条传动。每个辊子都有单独的轴承支承，辊道梁和轴承座内部通水冷却。
3）参数
辊道型式： 集中链条传动
辊道速度： 0.5~5 m/min
辊子数 10（每流）
传动辊子数 10（每流）
辊子直径 Ф316mm
辊子间距 1600mm
驱动电机（变频调速） 7.5 kW
辊子驱动 由齿轮电机驱动
2、输送辊道
1）功能
输送辊道主要用于运坯。
2）结构
输送辊道每流由10个辊子组成。
每组辊道每流由2套电机—减速机集中链条传动。每个辊子都有单独的轴承支承，辊道梁和轴承座内部通水冷却。
3）参数
辊道型式： 集中链条传动
辊道速度： 30 m/min
辊子数 10（每流）
传动辊子数 10（每流）
辊子直径 Ф330mm
辊子间距 1600mm
驱动电机（变频调速） 7.5 kW
辊子驱动 由齿轮电机驱动
3、辊道设置保温罩
1）功能
对出二冷段和辊道上的铸坯表面进行保温，使铸坯表面回温。
2）结构与位置
在切割后到捞钢机前的辊道上设置铸坯保温罩，长度约50m。采用钢结构保温罩内衬保温棉。
捞钢机
⑴ 功能描述
将铸坯从出坯辊道各流上移至正对热送辊道的位置上。
⑵ 设备组成及结构特点
捞钢机由固定在土建基础上的导轨和在其上行走的小车组成，可双向行走。小车由交流变频电机传动，通过齿轮齿条实现捞钢机的升降。
⑶ 主要技术参数
轨距 13700mm
车轮直径 ￠450 mm
横移工作行程 10400 mm
最大横移行程 11000 mm
横移速度 75 m/min
横移电机
型式 交流变频调速电机（强制冷却）
功率 22kw
转速 1450 r/min
数量 1台
升降行程 1000mm
升降电机功率 37kw
