萊鋼煉鋼廠新區2#板坯連鑄車間高效工藝改造的研究與應用

寧 偉 陳 亮 陳永生

（山東萊蕪鋼鐵股份有限公司煉鋼廠，山東 萊蕪 271104）

1、前言

萊鋼煉鋼廠新區2#板坯連鑄車間于2004年7月份建成投產，由于投資少、建設工期緊、設備裝備水平差、產量壓力大等多方面原因，自投產至2007年一直以來工藝事故、設備事故頻出，造成產能受到極大限制，月平均產量在13萬噸左右，遠遠低于后線軋機軋鋼能力，極大影響了煉鋼產能的提升，為此，萊鋼煉鋼廠經過系統研究，與中冶連鑄公司于2007年9月底共同對新區2#板坯連鑄車間（以下簡稱2#機）進行了高效改造的設計和實施。

2、2 板坯連鑄機改造工藝及設備總說明

本次改造項目，2#機的設備布置、工藝流程保持不變。通過優化輥列設計，采用小輥徑密排布置和連續彎曲技術，從而有效地降低初生坯殼的鼓肚變形和彎曲應變。運用目前國際上先進的液壓振動技術，提高鑄坯的表面質量。采用動態二冷水技術，嚴格控制鑄坯表面的溫度分布，得到良好的鑄態組織，提高鑄坯的內部質量。中間罐、中間罐車、結晶器、結晶器液壓振動、彎曲段、扇形段1～2段及對應的維修區設備進行重新設計。另外增加結晶器液壓振動動力站、液壓管路及閥臺。

表1 2#機改造前后主要工藝參數對比表

3、2 #板坯連鑄機重點設備改造工藝

3.1、結晶器

3.1.1、結晶器用于鑄坯的一次冷卻。液態金屬通過銅板的冷卻，以形成所要求的鑄坯幾何尺寸及適當厚度的凝固坯殼，為適應拉速提升的需要，本次改造將結晶器銅板長度由原有900mm增加到1000mm。

3.1.2、結晶器為帶背板的直結晶器，由銅板、背板、支撐框架、內外弧水箱、夾緊機構、調寬機構、足輥、冷卻水配管、液壓及潤滑配管等組成。

3.1.3、結晶器銅板通過背板固定的內外弧水箱和窄面支撐板上，有利于銅板的快速更換。結晶器通過螺栓螺母固定在振動臺上。結晶器安裝就位后，其各路冷卻水自動接通。

3.1.4、結晶器調寬方式為液壓自動調寬。

3.1.5、結晶器預留漏鋼預報功能及電磁制動功能。

3.2、振動臺

3.2.1、振動臺采用液壓驅動，每流使用2個振動單元；

3.2.2、振幅范圍2-9mm(+/-9mm)可在澆注過程中隨時調節，具體公式：S=1.5+1.5v；

3.2.3、振動方式可采用正弦或非正弦振動曲線，振頻公式：f=150-10v；

3.2.4、主要元件構成：

-帶彎曲段支撐的基礎框架

-振動裝置基礎框架

-帶結晶器支撐、對中和固定裝置的結晶器臺

-帶液壓缸的振動裝置，配有控制閥、同步控制和控制單元

-無磨損的和預拉伸的結晶器導向系統（板簧式）

-自動連接的公用介質（結晶器用水）

3.2.5、主要特點：

-用振動油缸、振動單元固定架、振動支架和導向板來支撐和引導結晶器振動

-振動參數在線調節

-用相同結構的兩個振動單元實現垂直運動和水平導向

3.3、二冷系統

3.3.1、一級水表控制系統

本次改造將原有的單一模式二冷系統改為具有6種可選水表的二冷控制系統，水表根據不同冷卻強度設計，比水量范圍為0.71～1.1l/kg，每個水表冷卻強度由高向低依次遞減10%左右；

3.3.2、二級動態配水系統

本次改造首次使用了二冷動態配水系統，該系統是采用坯齡模型通過溫度場數值計算動態調節各區水量，盡可能使鑄坯表面溫度與目標溫度保持一致，使得鑄坯按照預定的目標溫度均勻冷卻，以便達到控制鑄坯組織和內部質量的目的。

整套系統有兩種控制方式，一種是基于坯齡模型的用有效拉速代替瞬時拉速的動態配水模型，其優點是考慮了鑄坯傳熱的滯后現象，可以避免因為拉速波動導致的水量劇烈變化，減小鑄坯冷卻不均勻性。另一種是在坯齡模型基礎上，根據計算出的鑄坯表面溫度與目標溫度的差值再次進行優化調節水量，進一步消除鑄坯冷卻的不均勻性。本系統考慮到不同鋼種的冶金特點，根據連鑄過程中拉速、中包溫度、結晶器冷卻水量和進出水溫差以及二冷水量等工藝數據進行動態配水。

圖1 2#機二冷動態配水界面顯示圖

3.3.3、二冷噴嘴選型

本次改造對整個二冷系統冷卻噴嘴根據流量范圍及噴射角度全部重新選型，具體型號見表2。

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4、改造實施效果

通過本次改造，2#機在設備精度、設備保障、工藝操作水平上都得到極大提高，產量得到有效提升，07年12月月產達到168660.79t，創2#機投產以來的月產最高記錄，同時溢漏率、鑄坯質量合格率也得到明顯提升；

結束語

萊鋼煉鋼廠2#機高效改造首次在板坯連鑄引入了液壓振動及二冷動態配水技術，應用效果明顯，達到了產能提升、效益提升的目的，在相關改造中具有很高的借鑒意義。

[1]王俊杰,楊吉春,盧翔宇.連鑄板坯熱送過程傳熱模型研究 [J].包頭鋼鐵學院學報，1999年02期.

[2]林建農,馬富昌,張憲成,王志道,岳爾斌,李隨生.舞鋼連鑄板坯液芯長度測定[J].寬厚板，2005年05期.