由中鋼設備有限公司總成套西安重型機械研究所技術總負責的土耳其某鋼廠雙流板坯連鑄機自2009年底熱試并投入商業運行以后,設備運行良好。此后,應業主的要求中鋼設備有限公司又對該連鑄機進行了改造,增大了鑄坯斷面尺寸(鑄坯斷面由170 mm×880 mm增大到190 mm×1015 mm),增加了在線熱調寬功能。該改造內容由中鋼設備有限公司總成套西安重型機械研究所和上海寶信軟件股份有限公司共同研制。這一項目于2011年7月20日一次熱負荷試車成功,隨即投入了商業運行。8月22日該項目正式通過了業主的驗收考核。該項目的成功投產,標志著首套由我國自主研發的板坯連鑄在線熱調寬裝置取得了圓滿成功。
板坯連鑄在線熱調寬由于技術上難度大,風險高,一直是我國煉鋼連鑄裝備領域的難題,現有的幾套在線熱調寬裝置均為引進國外的設備。此次的研發工作以工程實施為目的,有針對性地進行了大量的開發工作。從提高結晶器窄邊往復移動精度、精確計算并通過實驗的方法設定軟夾緊力和優化窄邊運動模型等方面入手,使調寬過程的精確性和可控性得到了很大的提高。結晶器窄邊移動裝置由伺服電機、擺線行星減速機、高精度絲桿傳動機構組成,通過改進與結晶器窄邊的連接方式,最大限度的降低了傳動間隙,可實現結晶器由寬變窄和由窄變寬的精確調整及錐度調整。通過測試臺架模擬鋼水靜壓力以準確測算軟夾緊力,使窄邊在移動過程中與寬邊緊貼而不會劃傷銅板,實現最佳軟夾緊狀態;同時,寬邊夾緊力隨連鑄板坯寬度的變化而變化,從而實現更為可靠的軟夾緊;窄邊的運動方式選用優化的S形運動模型,并設定調寬過程中最佳的窄邊足輥裝置避讓量,有效降低窄邊運動過程中對坯殼的影響;提高了調寬自動化水平,避免了調寬過程中人為因素的干涉,降低了調寬的技術難度。
在驗收階段分別對每臺結晶器進行了由寬變窄(815~715 mm)、由窄變寬(800~900 mm)及同一澆次內三次不連續調寬(815~715 mm,715~615 mm,615~525 mm)共計5次調寬。調寬速度為10~20 mm/min,調寬過程中拉坯速度為1.0~1.6 m/min,均順利通過考核,鑄坯質量良好,在整個熱調寬過程中無一次漏鋼事故,得到了業主的高度評價。
近二十多年來,我們國家板坯連鑄技術在引進、消化、吸收的基礎上得到了長足發展和提高。建成了百臺以上具有現代化裝機水平的板坯連鑄機。但在線熱調寬技術還一直是個空白。中鋼設備有限公司、西安重型機械研究所有限公司、上海寶信軟件股份有限公司共同研制的板坯連鑄機熱態調寬裝置的成功應用,實現了零的突破,為我國連鑄裝備領域增加了一個新的亮點,也為我國連鑄技術提升提供了有力的支撐。隨著市場的變化,如何適應用戶小批量、多規格的產品需求將是擺在鋼鐵生產企業面前的一個重要課題。熱調寬結晶器成本低,見效快,提高了鑄機的作業率,對鋼鐵生產企業快速應對市場的變化無疑具有重要的意義。