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1、第1 0卷第6期上海金月1988年11月奥钢联连铸设备结构特点夏元庆王伟(上海第三钢铁厂)上海 第三钢铁厂于1984年从奥钢联引进一台方/板坯兼用型连铸机,在 电炉分厂 与现有冶炼工序相配合,形成EF (初炼卜V OD(精炼卜CC(连铸)先进的以不锈钢生产为主的工艺 流程。该连铸机具有足够的灵活性来满足炼钢和轧钢生产的需要,所浇铸 不锈 钢、合 结钢、工具钢、低合金 钢等方、板连铸坯可供轧制中板、薄板、型钢等产品。这是我国首次从奥钢联引进 的成套连铸机设备。该公司在连铸理论研究和生产技术等方面具有较高水平,本文着重论述该设备的结构和特点。一、设备总体概述连铸机主要参数如下:板坯一流:厚130八
2、5 0/20 0m m,宽6 001300m mo方坯二流:160X20 02 4 0mm。结晶器振幅:o1 6幻以roo结晶器振动频率:4 02 00次/m i n。铸机弧形半径:sm。拉速:0.6 51.9m/min。冶金长度:i6.7m。设计能力:2 0 0kt/a。机械设备总重:86 0.7 t。该机型类似于立弯式连铸机,但在铸坯顶弯和矫直过程中弯曲方法上有所区别(见图2)。一气找 必,曲( 日)言甚纂乡夏甚最奥钢联连铸机为直结晶器,多点弯曲、多点矫直的低压头弧形连铸机。主要由直结晶器、弯曲段、拉矫机和夹送辊等部 分组成。铸机纵剖面示意见图1。界钢联留曲A) 应变速书沁/口.班面应变%
3、卜卜乍闷 ) 护护扣呼l 百相区应空% 00.2j.4图1鬓彝自切“一7777刀77不r刀连铸机纵剖 示意图图2一点弯曲与奥钢联弯曲的比较奥钢联弯曲方法是沿着一条特定曲线进行的,该曲线由钢在接近熔点时的机械特性出发,按材料的热一粘一弹一塑性定 律得出。弯曲过程中给铸坯施加一个低的应变速率,使之一边产生应变,又一边消失应变,其应变值远小于引起材料内裂的临界值。采用多点弯曲减小了固、液交界处脆性区的应1988年第6期变率 和提高了脆性区的极限应变率,可避免一点弯曲和多点不连续弯曲因应变突变形成的内裂倾向。该连铸机铸坯支撑辊采用小辊径密排方式,使辊子与铸坯接触传热增大。因而,其二冷喷水系统喷嘴布置较
4、其它铸机不同,图3为二冷喷嘴的布置示意。铸坯出 结 晶器后,分别 由9 0。和12 0“扁平喷嘴直接 喷水 冷却,随后使用奥钢联特有的水平喷嘴在辊间沿轴线方向喷水冷却辊子以降低辊面温度,减少辊内热应力造成的辊裂现象。在布置有水平喷嘴的弧形段、矫直段内弧机架 上方,还悬挂有雾化 喷嘴,喷淋、冷却 整个机架以确保其刚度和精度。侧面导向辊 滑滑滑划划U日日日日 气气气气图4组合式直结晶器1一环状箱式水套,2一宽面铜板组件,3一窄面铜 板组件4一宽度调节装置,5一夹紧装 置,6一宽面底脚辊组,7一侧面导向装置,8一丝杆矫直段火焰切例辊道图3二冷系统喷嘴布置图二、结晶器这是一种组合式直结 晶器(见图4)
5、。其主要参数如下:铜板长度71 5m m,厚度“m m,铜板材料为Cu一Ag冷 轧板,表面镀铬。侧面导向辊数为厚16 020 0m m的3对,厚13015 0m m的2对,宽面底脚辊3对。21铜板的安袭和调整宽面铜板的背面中心对称处设有固定键,迫使铜板受热膨胀时对称地延伸。宽、窄面铜板组件通过支承、调节装置插入并固定到水套上。外弧宽面固定,内弧宽面由液压-弹簧分离夹紧装置松开或夹紧窄面铜板。窄面可通过上下两只用万向接轴连接的蜗轮减速器及传动丝杆平移调宽。倒锥度的调 正仅靠单独驱动上部丝杆8来实现。浇铸厚度更换时只 要 相应地调换对应的窄面组件,调 整宽度,即可满足浇铸需要。2 .2侧面导向辊结
6、晶器窄面铜板组件下侧面导向辊,既对铸坯起支承作用,又对引锭头送入 结 晶器起对中导向作用,侧面导向装置为整体结构,可以在 结晶器下快速拆装。23结晶器 的方坯 和板坯兼用当板坯结晶器更换成 双流方坯结 晶器时,在宽面,仅更换方坯用铜板(内、外弧共4块),而最外两 侧 窄面铜板组件与板坯一样作成套更换。同时,在结晶器中间插 入一隔离装置,形成两 流方坯结晶器,其中心距 为550mm。隔离装置是由反向对称安装的两块窄面组件和相应 的两组侧 向辊组成。铜板组件和导向辊的结构、装配方式同于板坯窄面组件。插入件的顶部,用螺钉 固定在宽面上海金成伪支承板上,并靠宽面 铜板夹紧。此方式使结晶器的水套、宽面支
7、承板和铜板组件的传动输导机构均为方、板坯结晶器所共用。三、结晶器的振动与导向振动装置见图5,由摇杆1、直连杆2、曲柄连杆3、推杆4、可调 偏心 的曲柄轴石及其驱动单元组成。结晶器振动 台架6与摇杆1铰接,并由两组滚轮导向。该系统具有振动参数可调、运动轨迹准确、结构简单紧凑、维修方便的优 点。勺勺J么-止户户S=10 4mm,对应的最大应 力变 化F=36 0 0kg。预紧力的大小经过合理选择,既可保证正常时的振动力传递,又可在故障时有效地吸收过载振动力。其压缩行程处于弹簧应力与行程近于线性变化的合理区域。因而机械工作平稳,有效地延长了轴承寿命。33导向结构结晶器的直线振动轨迹是由分布在振动台架
8、两边的导向轮组来保证的,每边各有5个导向轮(见图6)。沿浇铸方向,在内、外弧侧各有2个多垂直于浇铸方向在外弧侧有1个。其中导轮1、5、3分别安装在偏心轴上,可独立调 整轮面与导轮的间 隙。导轮、4与5可通过丝杆6与摇杆7来调 整其与导轮的间隙。所获得 的无侧隙导向,可确保振动轨迹准确和直线。刁l厂. !图5结晶器振动装置1一摇杆2一直连杆3一曲柄连杆4一推杆5偏心曲柄轴6一振动台架31振频与振幅的调节这种由偏心轮一杆来实现的正弦振动机构,十分适应于小振 幅、高频率的振动。频率可通过直流马达改变。停机时,转动曲柄轴上的偏心套可调节曲柄轴的偏 心距用以改变振幅。曲柄轴 上设有9种不同的偏 心度,可
9、控制结晶器从O 1 6m m的9种不同振幅。3.2,过载保护当发生浇铸故障(如拉漏、溢钢、粘壳等)时,结晶器振动受 阻,机构将 因过载而受损。为此,设置了二种过载保护。其一,装有 自动控制的过电流保护系统,振动 与拉矫电器连锁,一旦发生事故,自动停机。其二,在推杆中装有预紧弹簧缓冲器,事故时的振动运动能被迅速引入缓 冲器吸收,从而有效地保护振动机构。缓冲器是由7 6只碟形弹簧组成。预 紧 后最大缓冲行程节节节节口口口口 洲洲洲洲 L L L一 、5图6结晶器导向机构1一5一导 输,6一丝杆,7一摇护四、弯曲段弯 曲段的1 5对辊子分别安装在 整体式内、外弧框架上。这两部分框架由连杆和 螺母连接
10、 固定,并可通过线外人工换垫块的方法调 整辊缝。整个弯曲段由外弧框架上的定位锁 紧装置完 成与弧形段对中和 与钢 结构件连接,即上部靠一对耳轴悬挂,下部由T型头螺检拉紧。一旦需要更换,只要松开下部螺1988年第6期栓,弯 曲段便可快速吊离。五、整体弧形段弧形段的内、外弧辊梁都为不分段的整体结构,通过钢结构析架、横梁及导向立柱联成一个整体(见图7)。外弧辊梁1固定在钢析架2的底面上,内弧辊梁3上面均布着五根横梁4,每根梁由一对钢立柱5定位和导向,从而使整个内弧辊梁准确地支承在外弧框架上。靠着两对液压缸6的作用。内弧辊梁可以升降,以适应调厚、事故处理以及检修等需要。每根钢立柱的顶端都有快开一锁紧装
11、置,两两成对,分由5只液压缸7联接驱动。部箱形梁和下部基础框架上松开至弧形段运输车上,从二冷室内移出至检修场地内。六、拉坯矫直段拉矫段由多辊拉矫机和独立夹送辊两大部分组成,既可用于铸坯固相矫直,也可用于带液矫直,最大冶金长度可直 到 夹送辊前。6.1拉矫机及其棍列布里拉矫机为小辊径密布的多 辊 式,1 3对小250m m的辊子分别安装在整体结构的上、下辊梁上,通过液压缸作用,升降或锁定上辊梁,并由垫块保证辊缝精度。第1与第8对辊是驱动辊,其上辊兼有压下功能,图8为拉矫机的辊列排布,铸坯从夹送辊起才完全矫直进入直线段。图7整体弧形 图1一外弧梁架.2一钢析架,3一内弧辊梁,卜祠粱,5一俐立柱,6
12、、7一液压缸当调整厚度时,液压缸动作,快速解除锁定,并提升内弧辊梁。然后,在5对立柱的导向下,使整个内弧辊梁重新弹性地弯曲到一个新的半径。人工插换的垫片和液压驱动的锁紧机构使辊缝一致,精度不变。该整体结构和调厚方式保证了快速简便的目的,而又避免了错弧和分段对中问题,对铸坯质量和提高辊子寿命有 良好效果。当弧形段需要大修时,可将弧形段从上图8拉矫机 的辊列布置6.2夹送辊及其辊缝控制原 理夹送辊座是一种铰接式机架(见图9),主要由下辊机架和装有上辊的摇臂及驭动装置三部分组成。上辊可通过摇臂上的一对主液压缸来调节压下力。其作用是将引锭杆送入连铸机结 晶器下口和将引锭杆与热铸坯拉至拉矫机前,随后与拉
13、矫机一起拉矫铸坯。故送、拉引锭杆和拉坯的压下力是不同的,由液压缸压力控制。在连接上、下机架的一对主液压缸 外侧,各有一套垫块移送装置,可通过 曲柄-连杆机构将马蹄形的垫块插入主液压缸的活塞杆头与缸体之 间来限止上辊的压下量和保证辑缝。以上装置仅用于浇铸双流方坯,因海金成含i 盯盯盯胜胜红策件盆芳一”一”)”一,叫叫; ; ;二J二- - 二二二 几二 二: 二丁少厂 卜, 一一 一一一卜一一一一叫叫一一下于 布 辛 舟 斗 布价十一:考澳澳垫块移送叔图9夹送 棍座不三李三李图10被动辘结构辊套材料和配用轴承 为在浇铸过程中拉坯力均布在三 对驱动辊上,由于受各种冷却因素的千扰,两流方坯断面收缩状
14、态可能不同,通过夹送辊时,较小断面方坯上便会压力降低,同时另一流方坯因拉坯力增大,造成拉漏等事故。因此为保证每流方坯受拉均匀,必需将夹送辊的辊缝精确地限定,使最小热态方坯在通过时,至少有一定的压下量。底脚辊弯曲段弧形段表2拉矫段S T50耐磨滚针轴承42CrMo4耐磨球面滚柱轴承引一川剩材轴七、铸坯的支撑导向辊铸坯 的支撑导向辊内外弧分别布置有6 7和6 8根被动辊和3对 主 动辊,其分布情况见表1。主动辊和被动辊的分布表1名,底脚辊弯 曲段弧形段拉矫段叁 兰m四_ 1 。15 。2 0。2 3 。25 015。乎 竺 匣 粤mm,“0“0“ D“0“0”0界 壑 资 竺1“巧“711 11
15、31外弧税数3巧“8二 二匕几监二71被动辊的结构所有的被动辊均 为三点支 承 的组合式两节辊,见图1 0。其结构紧凑,修复 利用率高。,.2辊套和轴承辊套材料和配用的轴承,根据所处部位而有所区别(见表2)。所有辊套表面均堆焊一层约3m m厚的硬质合金,具有耐磨、可重复堆焊使用等优点。7 .3辊子的支择由于采用小辊径,对辊轴增加了中间支撑(除夹送辊),再加上每段辊套都配有两只轴承,从而缩短了支点的间距,使每根辊子的刚度得到明显的提高,有效防止了辊子的挠曲变形。7 .4中间支排点的排布由于辊子中间支撑点处会受二冷区水平喷水影响,造成铸坯表面局部过冷,故所有的被动辊均采用有规律的不对 称分隔,不论
16、内外弧、同一辊面、辊子均作一一或 两两相向安装。这样使中间支撑点相互错位,既改善铸坯传热条件,又不必 增加辊子的类型,对备品准备和 维修也十分有利。75辊子的润滑为了减小密布辊子和众多轴承所引起的拉坯阻力,轴承必须有可靠的润滑。因此,每根辊轴上都钻有细长深孔,可将干油集中润滑系统供来的润滑脂输送到每只轴承中去。辊轴是固定的,输脂软管 可以方 便、牢固地予以连接。在辊轴与辊 套 之间,有MoT i合金制做的双环密封圈来防止油脂外泄和冷却水进入,并建立必要的轴承间润滑脂压力。土985年第6期J、其它设备回转台的钢 包座装有减震装置,旋转立柱由电气一机械互驱动,并具有应急的一 减压驱动功能。中间包车结构为中间包悬挂式,带有行走、升降和对 中装置。车上 附有控制中间包塞棒的液压伺服系统,能与结晶器液面监测仪等联动实现结 晶器钢液面的自动控制。火焰切割机采用内混或氧、乙炔割炬喷嘴,
