小方坯连铸机高效化探讨曾兴富摘 要：介绍了三明炼钢厂对 1 号小方坯连铸机进行高效化改造的情况，并对该厂今后另外 3 台连铸机高效化改造提出了一些建议关键词：小方坯连铸机 高效化 改造 探讨Discussion on High-Efficiency Reform for Billet Continuous Caster Zeng Xingfu（Sanming Iron and Steel Co.）Abstract：This paper introduces the high-efficiency reform for 1# billet continuous caster by steelmaking plant of Sanming iron and steel Co.It also putsforward some suggestious for high-efficiency reform at other 3billet continuous casters in the future.Keywords：billet continuous caster high-effciency production study1 前 言1.1 主要装备状况三明钢铁厂炼钢厂装备有 3 座 15 t 氧气顶吹转炉、4 台三流小方坯连铸机，1998 年产量为 107 万 t，以全连铸方式组织生产。
1.2 连铸机和转炉生产能力匹配情况1998 年转炉连铸指标见表 1根据三钢“十五”规划转炉扩容要求连铸机生产能力和转炉生产能力匹配情况见表 2表 1 1998 年 7～12 月转炉连铸指标机 号指 标 单座转炉 1 号机 2 号机 3 号机 4 号机 4 台机最高小时产量/t 57.0 45.6 49.3 48.5 49.4 192.8平均浇注(冶炼)周期/min 26.00 32.26 29.95 30.44 29.88 30.02合格率/% 99.71 99.96 99.94 99.59 99.97 99.92作业率/% 75.38 65.24 62.82 64.82 66.05 65.00平均拉速(按 150mm×150mm 断面算)/m.min-1 1.47 1.63 1.64 1.66 1.61连浇炉数/炉 .组 -1 11.06 12.66 13.94 13.75 13.07从表 1 和表 2 可以看出 1 号、2 号、3 号、4 号机现拉速均达不到转炉扩容后的要求，尤以 1 号机状况最为严重事实 上 1 号机是国内较早引进的“七厂九台”德马克小方坯铸机之一，服役超过 16 年，拉速慢，工效低，铸坯质量问题突出，1998 年上半年轧钢退货两批 100 多t，不能适应三钢目前的发展形势，经总厂论证决定 1999 年 6 月份 1 号连铸机在保持流间距不变和土建基础标高不变的情况下率先实施高效化改造，此次改造主要由上海重矿负责设计，委托制作，历时 30 d。
表 2 转炉扩容要求匹配的连铸机拉速项 目 参 数转炉单炉出钢量/t 30转炉供钢水周期/min 26135mm×135mm 断机要达平均拉速/m .min-1 2.75150mm×150mm 断面要达平均拉速/m .min-1 2.25160mm×200mm 断面要达平均拉速/m .min-1 1.54扩容后 3 座转炉最高小时产量/t .h-1 200(按年产量150 万 t 计算)4 台机按 2.25m/min 拉速浇150mm×150mm 断机小时产量/t .h-1 2772 1 号机主要改造内容2.1 结晶器、振动装置、拉矫机、引锭及存放装置、切割机的改造(1)结晶器铜管从 700 mm 增至 812 mm，采用窄缝整体不锈钢水套，水缝为 3.5 mm，水流速从 6 m/s 增至 12 m/s 以上2)振动台由原来的短臂四连杆振动台改为全弹簧钢板振动台，振动电机从箱体内移到二冷室外新制作的平台上，振幅由原来的 12 mm 改为 8 mm3)拉矫机由原来的单点矫直五辊拉矫机改为 STEL-TEK 渐进矫直拉矫机并在切割机前设置一台重拉坯装置4)引锭杆由原来的节链式柔性引锭杆改为 STEL-TEK 型刚性引锭杆，引锭杆存放方式改为高架存放方式，原二冷伸缩导向架气缸气源及引锭存放装置横移气缸气源，用于火切机同步夹臂气缸和新建引锭存放装置的悬挂气缸上。
5)切割机由原来的 300 t 摆式飞剪改为 STEL-TEK 快速窄缝切割机，土建基础重建，为适应高拉速需要避开带液芯切割，铸机基准线到切割机起始切割点距离从 11 250 mm 增至 15 330 mm6)各润滑点由原来的用干油泵逐点加油方式改为各受油点集中在一块板上进行集中加油润滑2.2 二冷导向架和冷却装置的改造(1)将原来的固定导向架改为 3 个托辊和 3 个导向压辊并带有导向侧板，简化导向架结构，新建土建基础底座2)二冷区由零段、Ⅰ段、Ⅱ段构成，零段为整体结构固定在振动台下部，Ⅰ段、Ⅱ段分别由四根不锈钢方管组成，喷嘴从原来的每流 71个增至 103 个(原设计 108 个，Ⅰ段在现场安装时改为上部增加 3 个，下部堵 8 个)2.3 二冷水改为自动配水二冷水进水管在 P3平台下用水点增设一个扬程为 58 m 的增压泵，水压由泵前 0.8 MPa 增至泵后的 1.4 MPa，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ流二冷进水管设“开”“关”两功能的电动调节阀，各流零段、Ⅰ段、Ⅱ段设电动调节阀(可以根据拉速变化开启阀门的大小，进行自动配水)2.4 电气自动化系统改造(1)振动、拉矫供电装置采用数字变频调速，由 PLC 控制。
2)方坯生产过程中的工艺参数可在 P1操作台上的一个 17 英寸高清晰度监视器显示3)拉矫脉冲计数器控制火切机夹坯、切头或定尺切割，另一方式为采用接触式碰球自动定尺，精确可靠3 高效化改造的效果1 号机自改造后到顺利通过高拉速考核可分为以下几个阶段：(1)采用 Φ15.5 水口低拉速以便操作工对设备与新操作工艺的熟悉阶段，时间为 7 月 6 日～7 月 17 日2)采用 Φ18 mm 水口提速下的摸索阶段，时间为 7 月 26 日～7 月29 日，这一阶段暴露出拉坯阻力大，振动不平稳拉断事故多3)9 月 25 日 1 号机振动台偏心轴套偏心距由 4.9 mm 增加到 6.1 mm，即振幅由 8 mm 提高到 10 mm，各流振动台振动杠杆加上弹簧牵制有利于振动平稳4)9 月 26 日～9 月 29 日和 10 月 9 日～10 月 12 日采用保护浇注进行 Φ18 mm 水口提速考核 由于操作人员对保护浇注操作技能不熟练，心理压力没有达到连浇 100 炉的目标5)10 月下旬Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ流二段头导向侧板加宽，解决漏钢卡坯拉不动的毛病，减少处理时间，提高作业率，并首次具备了漏钢后重上引锭进行二次开浇能力。
6)11 月 3 日～11 月 5 日采用敝开浇注，Ⅱ、Ⅲ流采用多锥度铜管，Ⅰ流采用单锥度铜管，浇注钢种 HRB335、断面 150 mm×150 mm 顺利通过考核，情况如表 3、表 4：表 3 Ⅰ～Ⅲ流与整台机浇注情况指 标项目 浇注时间/min拉坯长度/m溢漏次数/次平均拉速/m.min-1连浇炉数/炉Ⅰ流 2544 6468 1 2.564 119Ⅱ流 2747 6744 0 2.46 123Ⅲ流 2741 6669 0 2.43 123整台机 8033 19881 1 2.47 123表 4 浇铸目标值与实际值的对比项目 平均拉速 /m.min-1 连浇炉数/炉 溢漏率 /% 最高拉速 /m.min-1目标 2.50 100 0.5 3.00实际 2.47 123 0.273.60(2.94m/min拉坯 92min)(7)1999 年 8 月份 1 号、2 号、3 号、4 号机采用 Φ16 mm 水口生产技术指标对比 表 5 1 号～4 号机 Φ16mm 水口的生产技术指标对比机号 产量/t 合格率/% 作业率/% 溢漏率/%1 号 26652.687 99.94 71.92 0.162 号 25639.598 99.96 64.63 0.623 号 32907.233 99.97 86.70 0.794 号 20938.171 99.89 55.73 0.50从表 5 可知 1 号机溢漏率确实低于其它机。
连铸坯取样做低倍组织观察质量良好符合 YB2011-83 标准因此我们认为 1 号机高效化改造达到预期具备高拉速、高连浇率、高质量铸坯无缺陷率、低溢漏率能力的效果 4 几点建议三明钢铁厂作为一个区域性地方企业，面向全省并向四周邻近地区辐射,“十五”规划转炉扩容至 30 t，钢产量要达 150 万 t/a3 座转炉最高小时产量为 200 t4 台连铸机平均拉速 150 mm×150 mm 断面按2.5 m/min，最高小时产量为 304 t，4 台全改为高效连铸机时连铸生产能力远远大于转炉生产能力因此,果技改资金紧张可以考虑先改 3 台，1 台不改，以这种匹配方式连铸小时生产能力为 283 t，根据 1 号机改造的经验，主要有以下几点体会：(1)可以对 2 号、3 号机进行高效化改造，4 号机消耗备件，部分设备可以委卖给其它单位2)强化一冷，可以采用窄缝水套，宽度为 3.5 mm，水流速达 15 m/s 每流水量达 140 t/h，使用多锥度铜管，铸坯表面与角部冷却更均匀3)优化二冷，2 号、3 号机现二冷水每流不足 40 t/h，根据 1 号机高效连浇 123 炉二冷水零段、Ⅰ段、Ⅱ段总循环水量分别为 2 532.96 t，3 745.94 t 和 1 243.94 t 的经验，2 号、3 号机二冷水各段比例可为 26∶39∶ 13，每流达 78 t/h，二冷比给水量为 2.55 L/kg，可达更佳的雾化效果。
4)不必刻意追求高频低幅，9 月中旬前 1 号机振幅 8 mm，V=2 m/min 时,f=168 c/min，V=2.5 m/min 时,f=211 c/min,V=3 m/min 时,f=253 c/min 浇注时,拉断事故多，占断流事故的 39 %后改为 10 mm振幅，V=2 m/min 时,f=130 c/min，V=2.5 m/min 时,f=163 c/min，V=3 m/min 时,f=195 c/min 拉断事故大大减少5)STEL—TEK 拉矫机采用链式传动运行一段时间后拉坯时有需动现象,建议采用三环减速机6)火焰切割机以氢氧气作为燃气，经过炼钢厂自己攻关，切割成功率逐月提高，满足生产需要不成问题表 6 1 号机火切机切割情况表月份 切不断根数/根 拉坯根数/根 切成率/%7 月 301 2457 87.658 月 1110 11204 90.099 月 906 21317 95.7510 月 384 22591 98.30尽管我厂对剪机有十分成熟的使用与维护经验，但以氢氧源火切机无污染，吨坯成本比剪机降低 1.16 元，3 台机可节约 100 万元/a建议用氢氧源火切机代替剪机。
7)改造后的铸机 135 mm×135 mm 断面平均拉速应在 3 m/min 以上，160 mm×200 mm 断面平均拉速应在 1.8 m/min 以上8)目前改造的 1 号机二冷竖管固定方式复杂，在拉速快，尤其是拉速进一步提高的情况下，漏钢事故在所难免，甚至会不时发生,因此采用结构简单，更换方便的固定方式，可以有效减少溅钢处理时间提高作业率9)1 号机 STEL-TEK 刚性引锭杆易向外弧变形，建议每旬定期较正一次10)从几次 1 号机提速情况看，高效连铸决不是单纯的连铸机问题主要还涉及以下几个问题：①结晶器液面的稳定：高拉速时，中间包注流粗大，中包夹杂易被卷入结晶中，因此应采用高液面浇注，减少铸坯夹杂；另一方面因拉速。