垂直板坯连铸机的应用

垂直板坯连铸机的应用

目前，国内外主要车间的板料连铸机主要为直弧和全弧板料。而由于钢种的特殊性宝钢特殊钢分公司的板坯连铸机则采用了垂直连铸机机型。印度埃萨钢铁公司Hazira厂也正在试运行一台年产能力为180万t的最先进的垂直板坯连铸机。这几台垂直连铸机的出现让我们重新开始认识垂直连铸机,也使得这种老机型在新时代重新焕发出勃勃的生机。1大厚度和长丝束铜基高温浇注目前,世界范围内的垂直板坯连铸机共有27台。多为建立在20世纪50年代至60年代。分别建在日本、俄罗斯和瑞典,我国仅有的一条建于1985年。而且现在绝大多数的垂直板坯连铸机还在运行当中,其经济效益也是不容小看的。特殊钢公司主要生产镍基高温合金、耐蚀合金、精密合金、双相不锈钢、沉淀硬化不锈钢、耐热马氏体钢、高碳工具钢及高碳合金结构钢等。生产的板坯最大宽度为1300毫米、厚度为150毫米~200毫米,定尺长度为10000毫米。这些钢种的一个共同特点是高温下允许的变形率小,无法带液芯的弯曲及矫直。而且这些钢种的合金元素多,合金元素的含量高,决定了上述钢种的导热系数低,铸坯的传热慢,因此只能采用低速浇注的办法。垂直连铸机的特点完全能和这些钢种的生产要求相匹配。采用垂直连铸机浇注时,由于钢液在垂直结晶器和二冷段冷却凝固,钢液中非金属夹杂物易于上浮,铸坯四面冷却均匀,铸坯在运行过程中不受弯曲矫直应力作用,产生裂纹的可能性较小,铸坯的质量更优。所以这些产品难以在其它机型的连铸机上生产。2连铸机的设备安装区域垂直板坯连铸机的设备主要由钢包回转台,中间包车,中间包,结晶器,结晶器振动装置,二冷0段,二冷段,引锭杆输送、脱引锭装置,垂直火焰切割机,夹送辊装置,出坯设备等组成。整套垂直板坯连铸机设备分为三大部分,分别安装在不同的区域。连铸机头部的设备如钢包回转台,中间包,中间包小车以及一些辅助设备由于其位于浇铸平台上,称他们为浇铸平台设备。他们的基础整体落在±0.00基础上,与常规大多数的连铸机一样。垂直连铸机的土建基础似一个大的深坑,整个基础为一17m直径圆筒结构,深28m。在深坑的底部竖起用于设备安装的U形墙,U形墙从坑底一直延续到浇铸平台下,连铸机几乎90%的设备都安装在上面。从结晶器到夹送辊装置之间的设备,位于U形墙的上部和中部。垂直方向上的出坯设备,位于U形墙的下部。斜出坯设备和水平方向上的出坯设备则均落在沿出坯方向的斜面和±0.00面区域。3垂直和倾斜轨道接坯垂直连铸机的出坯系统在整个连铸机中的地位是至关重要。其主要设备有两个接坯小车和两个倾翻辊道以及一些辅助辊道等组成。在出坯系统上设置了如此多的设备是为了把出坯的环节尽可能的细分,使得每个环节都有尽可能多的等待时间,万一有些小故障时也不至于影响到整体的生产节奏。在垂直位置从上位到下位的接坯过程由1#接坯小车完成;从垂直位置倾翻到倾斜位置的工作由1#倾翻辊道担任;在倾斜轨道上将铸坯从下位输送到上位的任务交给2#接坯车;最后用2#倾翻辊道把铸坯再从倾斜位置旋转到水平位置,和位于±0.00上的水平辊道连通将铸坯输送出去。3.11接坯、铸坯和提升装置1#接坯小车的位置在垂直火焰切割机出口的夹送辊装置的下部。等待铸坯从夹送辊装置出来,当铸坯还未切断时,小车随着铸坯一起下降。当铸坯切断后,小车接住整个铸坯提速将铸坯送到铸机底部。垂直接坯小车共有三分组成:接坯小车,钢丝卷筒提升装置和小车导向架。接坯小车是由车架,车轮,侧导向轮,绳轮组成的。车架的主体是由整块的锻钢制成的。主要因为小车长期在高温、潮湿、大冲击力的环境下工作,若采用钢板制成的焊接件是很容易变形和腐蚀的。接坯小车是上下运动的,绳轮位于小车的最上部分,分为左右两个,固定在同一根轮轴上,整个绳轮为浮动结构可以最大程度上保持车架的平衡,避免小车在走行过程中偏斜,啃轨,甚至卡住。小车共有四个车轮布置在两个垂直轨道面上,腹部位置设有侧导轮,防止小车侧向跑偏。铸坯接手是由钢板和配重块组合而成的,制作成翘翘板的结构,此结构是为了使铸坯和小车始终保持同步状态。小车的提升装置设在小车走行轨道的上部,电机通过减速箱和卷筒来牵引小车上下运行。整套装置放在U形墙的外面,最大可能的远离高温,潮湿和粉尘。提升装置的减速比较大,重载,启动频繁,运行时间长,设计采用同轴式的行星齿轮箱。大减速比,大的传动功率的行星齿轮箱的特点是重量轻、体积小(在操作,检修的空间相对狭小的基坑内尤为重要)、传动效率高(三级行星减速箱的传动效率η=0.94)。为了防止减速箱中的油过热,特地为其配置了油冷却循环装置。设计采用常闭式的盘式制动器。大载荷自制盘式制动器靠重物自重在机构中产生的内力制动,它能保证重物在升降过程中平稳下降和安全悬吊。小车导向架顾名思义是用于小车行走的轨道架。整个轨道架由钢板焊接而成,内部通水冷却,小车的接手伸出导向架,避免小车被铸坯长时间的烘烤,轴承内部的润滑脂烤干,影响到设备的工况。也能起到减少布置在其背后的两套驱动装置的受到铸坯热辐射的作用。这个导向架只用于小车的行走,接收铸坯的位置在导向架的外面,铸坯的导向则是靠紧贴在导向架外侧的1#倾翻辊道实现的。3.21辊道的设计特点1#倾翻辊道的位置紧贴1#接坯小车,小车在自己的导向架中下降的同时,铸坯也在1#倾翻辊道内下降。铸坯到位后跟着1#倾翻辊道一起倾翻55°到达斜出坯的位置。1#倾翻辊道由倾翻驱动装置,钢丝绳控制装置和可倾翻辊道组成。1#倾翻辊道的驱动装置的结构形式基本与1#接坯小车的基本一样。被布置在U型墙的外面。1#倾翻辊道的钢丝绳的缠绕方式和1#接坯小车的形式是有本质区别的。由于1#接坯小车是上下行走的,上升是靠钢丝绳的自主拉力上升的,下降时靠小车和铸坯自身的重量,在卷筒将钢丝绳放松时,小车也能随人们的意愿下降。可是如果1#倾翻辊道的倾翻方式也只是象接坯小车一样,在辊道架的左右两侧各装一个绳轮的话,那么当倾翻辊道从垂直位置翻转到倾斜位置时,整个辊道架在没有外力的作用下是不会从垂直位置向斜出坯位置翻转的,而且若碰巧能下翻的话钢丝绳会承受一瞬间巨大的冲击。结构上设计成在每一侧的钢丝绳由一根改成了两根。一根钢丝绳一段固定在辊道架上,另一段直接固定在卷筒上,称它为上升钢丝绳。另外一根钢丝绳两端的固定位置与前面的那根钢丝绳是一样的,只不过它缠绕的方向反了,钢丝绳在卷筒上翻方向缠绕出来后绕过对面坑壁上安装的定滑轮,回到辊道架上。我们称这根钢丝绳为下降钢丝绳。这样的设计使得倾翻辊道可以根据PLC发出的指令,自主的上上下下,而且倾翻过程平稳。1#倾翻辊道的辊道架其实就是一个竖立起来的辊道,在辊道的外侧设计几个保护架,防止铸坯翻出。倾翻辊道的旋转中心在辊道的最下端。在辊道下面还设计了一个类似牛角的结构,它插入斜出坯辊道的导向槽中,使得倾翻辊道在倾翻过程中不要左右晃动。3.32#接坯创新应力监测系统的结构形式2#接坯小车是将铸坯从低位沿斜出坯辊道输送到高位。小车开始时是停在斜出坯辊道底部,待1#倾翻辊道翻到斜出坯辊道上后,铸坯末端刚好被小车接住。倾翻辊道和小车交接后,由2#接坯小车托着铸坯上升。2#接坯小车包括接坯小车,驱动装置和斜出坯辊道。接坯小车的结构形式与1#接坯小车的差不多。但其绳轮与1#接坯小车的的绳轮不同,它的绳槽的中心面和小车的轴线成一定的角度,因为2#接坯小车和1#接坯小车的运动轨迹不同,它是沿着斜面上下运行的。在这个运行的过程中钢丝绳难免会遇到不受力的瞬间,钢丝绳就会往下荡,如果绳槽的中心面和轨道面垂直的话,绳轮上侧和下侧的两根钢丝绳就会相互叠加,碰撞,摩擦。因此设计将绳轮倾斜一个角度后,这两根钢丝绳就相互错开。同时在斜出坯辊道上再设置钢丝绳的导向,使得钢丝绳始终在固定的线路上运行,杜绝了钢丝绳被其他设备勾住的可能性。3.42斜拉索辊道沉翻与铸坯连接2#倾翻辊道是把铸坯从倾斜的位置翻转到水平的位置,随后输送到水平辊道上。2#倾翻辊道先是在倾斜的位置等待铸坯,当铸坯全部进入到辊道后辊道下部由液压缸驱动的挡板插入到铸坯的底部,随后辊道倾翻到水平位与水平辊道连接。倾翻辊道的辊道驱动把铸坯输送到下一工位。2#倾翻辊道的驱动形式采用的是液压缸,左右两侧各一个,每个液压缸自带一套液压锁,防止在倾翻过程中突然断电,而使得设备失控,造成事故的发生。倾翻辊道的旋转中心设在辊道架的中点。辊子的结构与1#倾翻辊道的辊道架和2#接坯小车的斜出坯辊道的辊子是不一样的。前两个辊道的辊子是被动辊,而且被设计成两分辊,并排的两个辊子之间留有空间,接坯小车托铸坯的接手从次夹缝间伸出,铸坯被小车接手托着上下行走。2#倾翻辊道的辊子采用通长辊,由齿轮马达驱动棍子的旋转,带动铸坯前进。4出坯系统的设计