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太钢二钢厂不锈钢培训教材---连铸设备分册-1-连铸设备分册目录1.概述1.1连铸技术的发展1.2连铸机的机型1.2.1立式连铸机1.2.2立弯式连铸机1.2.3弧形连铸机1.2.4直弧形连铸机1.2.5水平连铸机1.3方坯连铸机1.3.1方坯连铸1.3.2罗克普型小方坯连铸机1.4铸坯热送2.连铸机及其参数计算2.1铸坯断面2.2拉坯速度2.3机身长度2.4弧形半径2.5连铸机流数2.6连铸机生产能力计算2.7方坯连铸机的工艺布置2.7.1连铸机总体尺寸2.7.2方坯连铸机工艺流程2.7.3连铸机在车间内的布置3.浇注设备3.1钢包及其运载设备3.2钢包回转台3.3中间罐太钢二钢厂不锈钢培训教材---连铸设备分册-2-3.4中间罐车3.4.1中间罐车的型式3.4.2中间罐车的总体结构4.结晶器及其振动机构4.1结晶器4.1.1结晶器内坯壳的形成4..2结晶器的型式和构造4.2.1结晶器振动的目的4.2.2结晶器振动方式4.2.3结晶器振动机构的类型4.2.4结晶器振动机构介绍4.2.5结晶器振动的运动参数5.二冷区铸坯导向装置5.1二冷装置的作用与工艺要求5.2二次冷却区的传热5.2.1二冷区热平衡5.3二冷区铸坯导向装置的结构5.3.1小方坯连铸机二冷装置5.3.2大方坯连铸机二冷装置5.3.3板坯连铸机二冷装置5.3.4二冷区扇形段更换方法5.3.5二冷区支承导向部件结构6.拉矫机6.1拉矫机的技术要求6.2拉矫机的型式与结构6.3矫直的基本原理和矫直力的确定6.4拉坯力的计算与确定7.引锭杆及其存放装置太钢二钢厂不锈钢培训教材---连铸设备分册-3-7.1引锭杆的形式与结构7.1.1引锭杆的形式7.1.2引锭杆结构7.2引锭杆的脱锭与存放装置8.火焰切割机8.1火焰切割机结构8.2切割枪及切割咀太钢二钢厂不锈钢培训教材---连铸设备分册-4-1.概述1.1连铸技术的发展连续铸钢自问世以来，它便得到迅速的发展。这主要是由于它与传统的“模铸-开坯”工艺相比（见图1），具有如下突出的优点：简化了生产钢坯的工艺流程，节约了大量的能源。据日本资料介绍，连铸的能源消耗仅为模铸工艺的20.8%-13.5%。我国每吨连铸坯综合节能约为130kg标准煤，若实行连铸坯的热送还能再节省5kg左右的标准煤。由于能在一个机组上连续浇铸出钢坯来，可以提高金属收得率达7%-8%，成材率提高10%-15%。成本还可以降低约10%-12%。可以采用计算机自动控制，易于实现连续生产。从根本上改变了工人劳动条件，生产率相应得到提高。由于连铸的优越性，许多钢厂纷纷采用连铸取代模铸工艺，并出现全连铸炼钢车间。各国连铸比不断提高。经过几十年各国对连铸技术的研究、开发，使得连铸新工艺、新技术发展很快。近年来，以高拉速、高连浇率、高作业率、高铸坯无缺陷率（或称为无清理率）的高效连铸是连铸生产的重要发展方向，也是迅速提高我国连铸生产水平的重要手段。小方坯1302拉速＞4米／分、1502拉速＞3米／分；产量每流13-15万吨；作业率达90％。板坯拉速可提高到1.8-2米／分左右，作业率达90％，双流板坯铸机单月产量也已达到32-35万吨的水平。我厂2#板坯连铸机经改造，原设计为50万吨／年，改造后为85万吨／年左右。拉速和作业率都比现在的拉速和作业率要有所提高。太钢二钢厂不锈钢培训教材---连铸设备分册-5-随着炼钢技术的发展，炉外精炼的采用RH、VOD、LF炉、吹Ar等工艺使供连铸的钢水质量有了明显改善；连铸采用保护浇铸以及连铸液面控制电磁搅拌等新技术的应用，使铸坯表面质量进一步提高，内部缺陷进一步减少。这不仅扩大了连铸浇铸的钢种，而且为铸坯红送创造了有利条件。目前连铸发展为连铸连轧短流程新工艺。薄板坯连铸可浇成50-100mm厚的连铸坯，热送加热炉，然后热连轧机组直接轧制成最小厚度约1.2mm的热轧带卷，该工艺是以最短的工艺流程，在一条连续的作业线上直接生产带卷的高新技术。我国邯钢、包钢包等厂家已经引进了这种新技术。1.2连铸机的机型连铸机的机型直接影响连铸坯的产量、质量、投资和效益。最早应用于工业生产的是立式连铸机，历经几十年的不断发展，图1-1太钢二钢厂不锈钢培训教材---连铸设备分册-6-至今已形成完整的机型型谱。通常称为传统连铸机，主要有立式、立弯式、弧形式和水平连铸机等。在其大发展的同时，广大连铸工作者为获得更高质量的铸坯，进一步提高连铸机的拉坯速度，相继开发出多种形式的连铸机，这里称其为新型连铸机。下面仅对其中几种主要新型机作简要叙述，详见图1-1。1.2.1立式连铸机如图1-1（1）所示，其基本特征是：连铸机的各主体设备：结晶器及其振动装置、二次冷却支承导向装置、拉坯设备及切割装置等均从上到下配置在同一铅垂生产线，且在浇铸过程中铸坯没有受到任何强制变形过程。因而具有如下优点：（1）由于钢水铅垂注入结晶器内，四周冷却条件相同，易于调节控制，因而钢水结晶固易达到最佳状态。且钢水中各种非金属夹杂物易于上浮，铸坯内夹杂物最少，横断面结晶组织对称。（2）连铸机的主体设备结构均简单，且可省去一套矫直装置。（3）铸坯在结晶凝因过程中，不受任何机械外力作用。为获得高质量铸坯创造更有利的条件。其主要缺点是：（1）铸机机身很高，由此带来一系列问题：钢水的静压大，极易产生鼓肚变形。机械设备的维护检修很不方便。施工工作量都很大（不论是向空中还是往地下），因而投资较多。（2）铸坯定尺长度受到限制，发展困难。随着生产率进一步提高，铸坯尺寸要增大，拉速需加快，都迫使立式连铸机还要加高，其缺点会更加突出，发展受到严重限制。太钢二钢厂不锈钢培训教材---连铸设备分册-7-1.2.2立弯式连铸机如图1-1（2）所示，它的主要特征是：铸机机身上部都与立式铸机完全相同，在铸坯完全凝固后，经过弯坯装置，将铸坯弯曲90o成水平，然后在水平位置矫直、切断成定尺，水平出坯。该机型的主要优点是：（1）完全保留了立式连铸机的主要工艺与铸坯质量高的长处。（2）显然机身较立式铸机高度有所降低。更重要的是从此开拓了连铸机水平出坯的新途径，坯长不再受限制。其主要缺点是：尽管铸机机身高度有所降低，但在铸坯尺寸进一步加大，拉速再提高时，铸坯的液相深度会越来越长，机身至弯坯前还是太高。这样该机型所显示的优越性会越发不明显。甚至难于克眼由于高度带来的困难。特别是在主要设备的组成上，除了比立式铸机减少一套翻钢与出坯装置外，又增加了弯坯装置和矫直设备，二者重量相差无几。1.2.3弧形连铸机在不断寻求降低连铸机高度的过程中，到60年代初，我国及瑞士首先研制成功了圆弧形连铸机（如图1-1（3））。从此，连铸机获得了突破性迅猛进展。圆弧形连铸机的基本特征是：从位于最上面的结晶器及紧相连的二次冷却支导装置到拉矫机，受到矫直辊施加的外力被矫直。该机型具有如下优点：（1）机身高度低，仅为立式铸机高度的1／3，由此带来一系列优越性：对设备和维护、检修以及事故处理等都比较方便。钢水的静压力较小，因而大大减少因鼓肚引起铸坯的内裂和偏析。太钢二钢厂不锈钢培训教材---连铸设备分册-8-（2）在克服立弯式连铸机缺点的同时，保持和发扬了其水平出坯的特长。定尺长度不再受限制，为实现高速浇铸创造了良好的条件。它的主要缺点是：（1）鉴于钢水完全是在1／4圆弧中进行冷却凝固的，其中夹杂物上浮自然会受到阻碍，又很容易向内弧富集，会造成夹杂物偏析。（2）整个铸机占地面积比立式铸机大。（3）连铸机设备制造、安装、维修、对中、找正比较困难。1.2.4直弧形连铸机近年来，在总结立式连铸机和全弧形连铸机优缺点的基础上，提出采用直结晶器，具有弯曲过渡的弧形段，然后矫直水平出坯的直弧形连铸机如图1-1中3b。这种机型的连铸机采用直结晶器，并具有一个2.5M以上的直线段，因而它具有立式连铸机铸坯质量好的优点。同时，二冷又采用了较大的弧形段，矫直水平出坯因而又具有弧形机中提高拉速、增加产量的优点；采用特殊的弯曲和矫直结构；可带液芯进行弯曲和矫直。防止铸坯由于矫直引起的内袭纹。1.2.5水平连铸机目前它（如图）1-1中4）的工艺和装备在国外已较为成熟，正在向扩大钢种、断面形状和尺寸的方向发展。该机型的主要特征是：在浇铸过程中铸坯始终保持水平运动，不受弯曲或矫直，系属无氧化浇铸。太钢二钢厂不锈钢培训教材---连铸设备分册-9-表1：连铸机的机型比较表二钢厂1＃、2＃连铸机为R8m直弧型板坯连铸机，3＃方板坯兼容连铸机为R8m直弧形连铸机。1.3.方板连铸机1.3.1方坯连铸小方坯连铸一般指断面尺寸≤160×160mm2的小方坯或与之面积相当的其他断面形状的铸坯。小方坯连铸具有设备简单，建设投资省、生产率高、生产成本低等优点，所以小方坯连铸连铸机弯曲形式圆弧半径结晶器二次冷却区弯曲及矫直特点发展情况类别型式--高头式（高铁水静压头立式直直不弯曲不矫直工业性生产立弯式普通弯曲一个直直完全凝固后弯曲矫直工业性生产普通弯曲一个直直铸坯内部2／3以上凝固后弯曲全凝矫直工业性生产低头式（低铁水静压头）直弧形一点弯曲一个直直一弧铸坯内部未凝固弯曲全凝后矫直工业性生产多点弯曲许多过渡半径一个基本半径直直-弧铸坯内部未凝固时多点弯曲及矫直。工业性生产弧形一点矫直一个弧弧铸坯全凝或带液芯矫直工业性生产多点矫直多半径弧弧铸坯未凝时多点矫直工业性生产水平连铸机--水平式水平式不弯曲不矫直工业性生产太钢二钢厂不锈钢培训教材---连铸设备分册-10-发展较快。特别是用小方坯连铸机生产普碳钢钢筋、棒、线材较为经济。近年来小方坯连铸采用保护浇铸、液面控制和电磁搅拌以及计算机过程控制等新技术，可浇合金钢等钢种。浇铸断面尺寸＞160×160mm2的方坯或与之面积相当短形坯为大方坯。大方坯和小方坯在浇注工艺上无实质区别。在设备结构较小方坯连铸机复杂，如结晶器除应用管式结晶器之外，根据需要也有采用组合式的二冷装置根据坯子断面大小，采用不同数量的夹持辊等。它既可浇普碳钢，也可浇合金钢或不锈钢。方坯连铸机的流数，一般为1-4流，流间距为900-1400mm。根据炼钢炉容量、浇注时间浇铸断面和拉速来确定流数。小方坯连铸机配合大炉子生产，则流数较多。原武钢-炼钢出钢量270t，铸坯断面为180×180mm2、200×200mm2已属大方坯，考虑到炉机配合，连铸机设计为一台8机8流。二钢厂转炉出钢量为80t，考虑到炉机配合，采用一台一板二方＋并列二机二流方坯兼容并列连铸机，方坯为4流。。1.3.2罗克普型小方坯连铸机近年来，小方坯连铸机普遍采用罗克普型刚性引锭杆。用刚性引锭杆代替传统的链式引锭杆，可使二次冷却装置进一步简化，有利于二冷喷咀布置和处理事故快等优点。个别厂家大方坯连然机也有采用刚性引定杆，但二次冷却装置为防止铸坯鼓肚而必须增加一定排数夹持辊。从而失去了采用罗克普刚性引锭杆的优点。相反增加刚性引锭杆存放设备。因此，大多数大方坯连铸机仍然采用传统的链式引锭杆。1.4铸坯热送铸坯热送一般是指从连铸机出来的坯子，温度为200-950℃太钢二钢厂不锈钢培训教材---连铸设备分册-11-的连铸坯直接装入加热炉，然后进行轧制。节能效果较为明显，因而也是很多厂家追求的目标。但热送必须具有如下条件：其一，要提高连铸坯的质量，使不精整率达到80％以上。为此，连铸机要配备必要的质量判别、跟踪和保证系统。其二，要采用高温连铸坯的生产技术，如气-雾冷却，全部出坯辊道置于保温罩内，热送直接轧制的连铸坯角部加热炉。其三，要按照轧制计划所规定的钢种、钢材规格、轧制速度，组织连铸机和轧机同步作业。目前许多国内连铸机生产都在组织热送，有的新建连铸-轧钢短流程生产。一些使用固定断面坯为原料的中小型轧机及线材轧机，是连铸方坯直接热送的有利前提。铸坯热送工艺的不断完善和迅速发展，必将使炼钢轧钢流程再来一次飞跃。太钢二钢厂不锈钢培训教材---连铸设备分册-12-2.连铸机及其参数计算连铸机的参数是选择机型及机械设备设计的主要依据，是决定设备性能和规格的基本因素。其参数主要有：铸坯断面、拉坯拉速、弧形半径、连铸机冶金长度以及连铸机的流数等，这