R10m十机十流方圆坯连铸机技术平台.docx

1、R10m十机十流方圆坯连铸机技术平台临沂华盛江泉管业有限公司一套R10m十机十流方圆坯连铸机技术平台 2013年01月第一章项目概述1. 项目概况项目名称：临沂华盛江泉管业有限公司一套R10m十机十流方圆坯连铸机 建设地点：山东省临沂市根据临沂华盛江泉管业有限公司的生产规模和产品方案，转炉炼钢厂配置1座120t转炉，及一套R10m十机十流方圆坯连铸机。2. 总体设计原则本次一套R10m十机十流方圆坯连铸机项目总体设计所遵循的主要原则是：（1）以高起点、高标准、高效率为原则，确保将此项目建设成为具有国内先进水平，科技含量高、经济效益好、资源消耗少、人力资源优势得到充分发挥的现代化连铸生产线。（2

2、）合理选择生产工艺和技术。对各生产环节的生产工艺附件进行严格、科学的论证，采用先进可靠的技术，现代化、高效化、实用型的设备配置，紧凑合理的总图布置，实现企业的最低成本和最佳的经济效益。第二章连铸工艺连铸机工艺技术在连铸生产中起着至关重要的作用，本章就临沂华盛江泉管业有限公司一套R10m十机十流方圆坯连铸机的冶炼条件、产品大纲、金属平衡、主要工艺参数选择、厂房布置条件等工艺技术问题做了具体说明。3. 连铸机冶炼条件表21炼钢系统主要工艺参数如下表序号项 目单位参数备注1转炉公称容量t1202转炉座数座13转炉平均出钢量t1304转炉最大出钢量t1505转炉平均冶炼周期min356炉机配合一对一配

3、合8日均冶炼炉数炉419连浇炉数炉1210有效作业天数天310转炉年有效作业天数11单炉钢水浇铸时间min3512连铸年生产能力万吨1904. 连铸产品大纲断面：方坯150mm150mm、圆坯150 mm2、160 mm2，180 mm2预留350 mm2。定尺长度： 612m；表22参考产品大纲如下表序号钢 种代表钢号铸坯产量(万吨/年)生产比例(%)1优质碳素结构钢HRB335、20#、45#2锅炉管钢20G3石油管套管用钢37Mn5、37MnV5. 连铸机主要工艺参数的确定5.1 机型本台连铸机选用全弧形连铸机，多点矫直技术。由于在连铸机的设计中采用了多点矫直技术，使铸坯的变形率得到了有

4、效的控制，从而获得了较高的铸坯质量。5.2 基本弧形半径连铸机的弧形半径是连铸机的重要参数之一，它的大小影响着铸坯的质量。连铸机弧形半径的确定主要取决于浇注钢种与断面尺寸，同时与拉速及其生产能力也是相关的。此方圆坯连铸机的弧形半径取R10m，按最大断面通过详细理论计算得出，固液两相区变形率和表面变形率满足工艺要求，则其他断面铸坯固液两相区变形率和表面变形率也满足工艺要求。对本项目采取铸坯带液芯多点矫直方案。初步选择弧形半径R10m多点矫直全弧型连铸机。5.3 铸机流数5.3.1 铸机流数连铸机流数根据拉速、钢包允许的浇注时间及与冶炼炉有序配合、极好衔接进行计算和选择。按一配一生产条件考虑（连铸

5、机年产量190104 t/年），十流完全能满足生产需要，因此确定本铸机为一套十机十流铸机。5.3.2 铸机流间距根据连铸机的产品大纲和设备选型情况确定本连铸的流间距为1500mm。5-6流3100mm5.4 连铸机的拉速控制为保证铸坯出结晶器时有足够的坯壳厚度，管式结晶器铜管长度选定为900mm，有效长度约为820mm。5.4.1 辊列布置区号辊子数辊子直径备注足辊区1组100mm四面夹辊 段4组150mm托辊，4组内弧夹辊段4组150mm托辊，有2组内弧夹辊段3组150mm托辊，有2组内弧夹辊拉矫区4组360mm 带上下辊 3.6.2 二冷区布置本台铸机根据生产钢种的需要设计为4个区，二冷区

6、分布见下表：表211 二冷区布置表序号分区位置冷却形式10区足辊区全水21区辊列3#-6#辊气雾32区辊列7#-8#辊气雾43区辊列9#-10#辊气雾6. 连铸生产工艺流程6.1 工艺流程图切头切尾收集装置钢包回转台中间罐二冷及导向拉矫机钢包称量装置切前辊道火焰切割机切后输送辊道出坯辊道移钢机引锭杆及其存放装置结晶器定径水口及快换+保护渣结晶器整体更换+外置电磁搅拌+结晶器液面控制气水雾化冷却+末端电磁搅拌（预留）钢包加盖装置铸坯自动定尺切割连续矫直快速测温滑轨冷床热送辊道出坯下线中包称重滑轨冷床步进冷床出坯下线图28工艺流程图7. 连铸机主要工艺技术参数及设备特点表2-22 连铸机主要工艺参

7、数及设备特点如下：转炉公称容量120t转炉最大出钢量150t平均冶炼周期35min连铸机台数1台连铸机流数10流连铸机机型全弧型多点矫直方圆坯连铸机连铸机基圆半径R10m铸机设计机长约28.5m铸流间距1500mm/3100mm矫直方式多点矫直浇注断面mm2方坯150150圆坯150/160180 350(预留)浇铸钢种优质碳素结构钢、锅炉管钢、石油管套管用钢定尺长度6 m12 m连铸机年产量190万吨/台钢包回转台直臂式；单臂承重300t；事故UPS驱动；附带液压驱动钢包加盖装置；钢包称量装置及大屏幕显示钢包浇注保护长水口+氩气保护中间罐形式大容量中间包，对称布置，两个一组；工作液面850m

8、m，工作容量35t溢流液面900mm，溢流容量38t中间罐钢流控制塞棒自动控制(湖南衡阳镭目)中间罐车高低腿式；承载80t；带液压升降、液压横移 中包到结晶器钢流保护快换水口+浸入式水口结晶器形式抛物线型高效管式结晶器结晶器铜管长度900 mm结晶器润滑保护渣结晶器液面控制铯源型液位检测(湖南衡阳镭目)电磁搅拌结晶器外置式电磁搅拌。（预留凝固末端电磁搅拌）结晶器振动四连杆电动缸非正弦振动二次冷却分为4段，零段全水冷却，其余气-水雾化冷却铸坯导向段活动式拉矫机四机架多点矫直机械拉速范围0.354.2m/min工作拉速范围0.352.8m/min切割方式窄割缝高速火焰切割切割介质氢、氧气。丙烷切割

9、前辊道集中链传动引锭杆形式柔性引锭杆送引锭速度0.43.0m/min引锭杆存放形式侧存放定尺方式红外线定尺切割后及输送辊道集中链传动出坯辊道集中链传动出坯方式双侧出坯，出坯辊道+翻钢机+高位移（捞）钢机+滑轨冷床+步进冷床出坯辊面标高0.000m(根据轧钢确定)浇注平台标高10.100m浊环回水旋流井铸坯清理离线火焰清理第三章机械设备技术规格8. 钢包回转台钢包回转台包括回转台本体（含称量及事故驱动）、钢包盖、钢包加盖机构、事故溜槽。8.1 钢包回转台本体8.1.1 功能说明钢包回转台用于把钢包回转到或旋转出浇注位置。钢包的加速、减速及定位通过PLC系统和行程开关来完成；同时，也可采用手动回转

10、模式，便于现场操作和管理。由于回转台设置了两个回转臂，因而可实现多炉连浇。钢包回转台主驱动由电机减速机驱动、事故UPS驱动，附带液压驱动装置。安装在回转台底座上。钢包称重传感器安装在钢包回转台两个叉形臂上，并设有称重传感器热防护罩，保护称重传感器免受热辐射（传感器为高温型300度以上）。钢包回转台采用自动定位控制。同时也设置高速、低速、停车位转换开关，进行手动控制，方便操作。回转台设置各种防护罩用于保护回转台结构免受钢水喷溅；同时设置爬梯和栏杆，用于工作人员检修设备及设备维护，保障工作人员安全。8.1.2 设备结构钢包回转台本体主要部件：机械部件包括：基础锚固件、底座、回转臂、电机减速机驱动装

11、置、联轴器、回转锁定装置、回转支承等设备；称重装置包括：称量箱（含耐高温传感器、支撑、限位、保护装置等）、接线盒、称重仪表、专用电缆、仪表电源线、仪表、变送器、大屏幕显示器等所有机械和电气仪表装置等。辅助设备包括：油脂分配器和液压阀块、设备管路、软管、接头及管夹（润滑、液压等管路）、保护罩等。8.1.3 技术参数表3-1 技术参数结构型式直臂式承载能力单侧300t回转半径5000mm 回转角度360回转速度正常回转1 r/min回转驱动电机-减速机变频调速驱动电机功率37KW事故驱动UPS驱动，附带液压驱动称量精度0.3%称量额定超载能力120%F.S称量安全系数150%称量传感器200t4只

12、套，每台2套称重最大耐高温300润滑站干油泵参数以最终设计为准8.2 钢包加盖机构8.2.1 功能说明钢包盖的回转、升降均采用液压驱动。配置两套钢包加盖装置，包盖单独控制。钢包加盖装置用链条与钢包盖连接。8.2.2 设备结构机械部件包括：底座、立柱、悬挂臂等；驱动机构包括：包盖升降驱动装置、包盖旋转驱动装置；包盖旋转回转支承。8.2.3 技术参数表3-2技术参数包盖升降驱动方式电液推杆升降速度40mm/s升降行程670mm回转驱动方式电机减速机回转速度0.7r/min钢包盖旋转角度75度参数以最终设计为准钢包盖为圆型钢板焊接结构，上部设有吊耳，方便与钢包加盖装置进行连接，内部焊接锚栓，方便耐火

13、材料的附着。本套连铸机配置两个钢包盖。8.3 事故溜槽采用钢板焊接结构，内砌耐火砖。9. 钢包长水口机械手9.1 功能说明长水口机械手亦称钢包水口保护套管机械手，位于钢包长水口操作平台上，用于钢包水口至中间罐之间的长水口的安装。长水口为耐火材料。（钢包长水口甲方供货）钢包长水口机械手上设有氩气管路，向长水口输送氩气，以隔绝钢流与空气的接触。机械手主要由底架、转臂、操纵臂及液压套管托架等部分组成。液压缸动力来源是铸机主液压系统。9.2 设备结构长水口机械手主要部件：机械部件包括：底座、回转臂、水口操纵臂、手轮、水口装载环等；驱动装置包括：液压缸、减速机；辅助设备包括、液压管线、连接软管、吹氩管等

14、。9.3 技术参数表3-3技术参数数量2套形式：半自动长水口压紧方式液压旋转方式减速器摆动方式手动前后移动手动水口密封气体氩气参数以最终设计为准10. 中间罐10.1 功能与结构中间罐采用钢板焊接结构，内部砌耐火砖。罐体上设有吊耳，方便中间罐的吊动和检修更换；中间罐上设有挡块，方便中间罐盖在中间罐上的定位；同时，中间罐上设有加工好的安装面板，留有塞棒自动执行机构的位置，方便塞棒自动执行机构的安装。10.2 技术参数表3-6 技术参数形式“L”形大容量中间罐工作液面850 mm工作容积35t溢流液面900mm溢流容积38t水口个数5个水口间距1500mm参数以最终设计为准11. 中间罐盖中间罐盖

15、采用钢板焊接结构型式，焊有锚钩，便于耐火材料的固定。中间罐盖上设置多个孔洞，有用于钢包水口注流、塞棒装置安装、预热烧嘴定位，测温、取样等。12. 定径水口快换装置12.1 功能和结构定径水口快换装置用于浇注过程中定径水口的快速更换和塞棒故障时紧急切断钢流。更换装置安装在中间罐底部水口处，更换定径水口时用手动夹持装置把一新的水口插进更换机构，推进液压缸将新水口推至浇注位，推出的旧水口用夹持装置取走。塞棒出现故障或事故需紧急切断钢流时，用推进液压缸将一盲板推至水口位切断钢流。图33 定径水口快换装置12.2 主要部件用于固定更换机构的法兰盘；带旋转及推进液压缸的更换机构；手动夹持装置；液压控制单元

16、。12.3 技术参数表3-8技术参数数量102套快换结构，四支缸形式带有推进液压缸的快速更换装置推进液压缸行程300mm液压介质供应单独液压站13. 塞棒自动执行机构13.1 功能和结构塞棒自动执行机构安装在中间罐体上，用于在浇注过程中控制中间罐至结晶器的钢水流量。流量由结晶器液面控制系统控制。本塞棒自动执行机构是整体式电动塞棒机构，由电动缸、滚珠丝杆、直线导轨等部分组成，结构紧凑，传动执行机构刚性好。13.2 技术参数表3-9技术参数数量52套/每组中间罐形式数字电动缸、手动杠杆式行程120150mm推力600kgf控制精度1mm响应时间0.1s最大动作速度100mm/s结晶器液面控制型式铯

17、源型 塞棒控制采用数字式电动缸，直线精度0.01mm； 控制精度高，为2mm； 响应速度快，仅为0.1s；14. 中间罐烘烤装置14.1 功能和结构主要部件有：底座及框架、介质管道、烧嘴、助燃风机、电液推杆、电控箱、阀门。14.2 技术参数表3-10技术参数烧嘴数量5个/套燃气种类转炉煤气燃气压力0.060.08bar助燃方式风机鼓风预热温度9001100预热时间90min烧嘴点火手动烧嘴升降电液推杆驱动烧嘴摆动角度90控制类型手动参数以最终设计为准15. 溢流罐溢流罐为钢板焊接的壳体结构，内部砌筑耐火材料；溢流罐两侧设有吊耳，方便吊运及清理。16. 事故罐事故罐由钢板焊接而成，内筑耐材，最大

18、盛钢量为一个中间罐满钢水的重量。事故罐两侧设有吊耳，方便吊运及清理。17. 中间罐水口烘烤装置17.1 功能与结构主要部件有：支座、烧嘴、压缩空气和燃气管路。中间罐水口烘烤介质为煤气。17.2 技术参数表3-11 技术参数烘烤介质转炉煤气预热温度900预热时间60min18. 中间罐车18.1 功能与结构中间罐车位于钢包回转台下面，操作平台上，由两条钢轨支撑。中间罐车主要机械部件：带提升框架的移动车架、连接梁、防溅挡板、保护罩、平台、栏杆等。中间罐车驱动装置包括：电机、减速机、车轮组、横向调整液压缸、提升液压缸、介质拖链等。中间罐称量装置包括：称重传感器、耐高温电缆、大屏幕显示等。辅助设备包括

19、：液压管线、阀块、控制阀台等。18.2 技术参数表3-12技术参数型式高低轨式承载能力80t行走机构行走驱动装置变频电机+减速器驱动行走驱动电机功率7.5KW2行走速度220m/min，变频可调升降机构升降驱动型式液压缸(一组4个)升降行程400mm升降速度20mm/s升降控制同步马达横移机构横移驱动液压缸，每车2个横向微调行程70横移调整速度3mm/s称重传感器称量精度0.3%称量额定超载能力120%F.S称量安全系数150%称量传感器100t2只套，每台2套称重及大屏幕显示能源介质供给方式拖链参数以最终设计为准19. 结晶器及罩19.1 功能与结构结晶器主要部件：铜管、内外水套、足辊、喷淋

20、水环、结晶器对弧样板（配套供应）。19.2 技术参数表3-13技术参数结构形式抛物线型高效管式结晶器（卡紧式上法兰密封，具备在线更换上法兰密封圈条件）弧形半径R10m铜管形式抛物线型结晶器铜管材质磷脱氧铜（内表面镀铬）铜管长度900mm浇注断面150mm150mm，150 mm2、160 mm2、180 mm2冷却壁厚150mm150mm13m没水缝3.54m水压1.1MPa水速712m/s内水套形式不锈钢足辊辊子数1组 足辊辊径80mm足辊冷却方式水喷淋冷却液面控制塞棒控制参数以最终设计为准（设计时尽量考虑与2号机共用）19.3 结晶器罩结晶器罩位于中间罐的下面，结晶器上部，用来保护结晶器免

21、受中间罐移开期间流出钢水损坏。主要部件有：活动罩、固定罩。结晶器罩为焊接结构，两侧设有吊耳，方便吊运和安装。结晶器固定罩为每两流共用一个，活动罩为每流一个。20. 结晶器外置式电磁搅拌装置20.1 功能与结构电磁搅拌装置由以下几部分组成：电磁搅拌器（或称电磁搅拌线圈）；电控系统：包括供电部分(变压器、及低压配电等)、变频电源部分、远程监控操作部分；冷却水系统。为保证用户的正常使用，需备用一面电磁搅拌控制柜。一个线圈20.2 技术参数表3-15技术参数容量280kVA输入频率工频，50Hz输出频率低频，312Hz最大输出电流强度500A系统功率因数0.9线圈冷却方式水冷设备以最终供货商的说明和参

22、数为准，具备生产工艺要求。20.3 电磁搅拌器电控系统（配成套变压器）表3-16 电控系统技术参数型号DJKX-470kVA输入电压三相415V，50Hz输出电流0-650A(以1A为单位0650A连续可调)频率：1-6Hz（步长0.05Hz 16Hz连续可调）波形：正弦波冷却方式：强迫风冷控制方式SPWM载波正弦波脉宽调制载波频率最高可达20kHz操作方式远程 、自动及就地控制上位机数量2台设备以最终供货商的说明和参数为准21. 末端电磁搅拌装置（预留，本次不供货）因此，需要末端电磁搅拌装置沿铸机半径方向和浇注方向有调整空间。21.1 技术参数表3-17技术参数铸坯断面通用磁场形态旋转磁场运

23、行方式交替（交替和间歇的时间可自行设定）冷却方式搅拌器采用一次外水直冷方式单台冷却水流量28m3/h电压415V电流650A频率5-16Hz单台视在功率467kVA单台功率138kW22. 结晶器液面检测22.1 结构和功能结晶器液位检测由以下部分组成：放射源、测器、位处理仪表。结晶器液位检测与塞棒自动执行机构通过电控系统联接，可实现结晶器液位检测与自动控制、铸机恒拉速等功能。图316 结晶器液位检测系统系统采用同位素铯137（Cs137）作为放射源，BGO晶体作为接受器。铯137放射源通过保护壳体的狭缝以较稳定的速率发射射线粒子，射线粒子通过结晶器内的钢水被探测器接收。 下图为结晶器液面检测

24、控制流程图图317 结晶器液面检测控制流程图22.2 技术参数表3-19技术参数放射源Cs137放射源活度29mCi测量范围0100mm测量精度1mm响应时间0.05s输出信号420mA23. 结晶器非正弦电动缸振动装置23.1 功能及结构结晶器振动装置主要由电动缸、振动台架、PLC，伺服缸等部分组成。23.2 技术参数表320 结晶器外弧非正弦振动系统主要技术参数表驱动方式电动缸振幅06mm，可在线调整振动频率0300次/min，可在线调整振动曲线非正弦振动曲线24. 二冷导向装置24.1 功能与结构导向段主要由以下部分组成：导向辊底座、外弧托辊、内弧夹辊、冷却水配管、润滑配管。24.2 技

25、术参数表3-21技术参数区号辊子数辊子直径备注足辊区1组80mm四面夹辊段4组150mm托辊，有4组内弧夹辊段4组150mm托辊，有2组内弧夹辊段3组200mm托辊，有2组内弧夹辊24.3 主要特点25. 二冷喷淋装置25.1 功能与结构主要由以下部分组成：喷嘴、喷淋管（I段、段、段含压缩空气管路）、配水盘、喷淋管安装架。喷淋装置由以下4段组成。O段：为结晶器下的足辊区；I段、段、段：分布在结晶器与拉矫机之间。O段：采用水喷嘴；I段、段、段：每段的喷嘴是安装在各段机架上，水管上靠近铸坯的一侧装有气-水喷嘴。每段喷淋水均有独立的供水调节回路供至主配水管，由配水管统一供水。技术参数表3-22技术参

26、数铸坯断面150mm150mm、150 mm2、160 mm2、180 mm2冷却形式全水+气-水雾化冷却喷淋装置段数4段喷嘴形式零段水喷嘴，I段、段、段气-水喷嘴26. 拉矫机26.1 功能与结构拉矫机主要有以下部件：机架、拉矫及脱锭辊、液压缸、驱动电机、减速器、隔热罩、设备本体冷却水、润滑配管。拉矫机用于输送引锭杆，并从结晶器拉出引锭杆和热坯，以及根据最小临界应力对热坯进行多点矫直。最后一组机架的上辊为脱锭辊，当引锭杆至脱锭位时，脱锭辊压下，使铸坯与引锭杆分离。26.2 技术参数表3-23技术参数矫直方式多点矫直机架形式四机架辊子直径360mm拉矫机驱动形式交流变频电机压紧臂驱动形式液压缸

27、拉矫机冷却电机、减速器、机架、液压缸、辊子、轴承座通水冷却轴承润滑采用油气润滑（自动）辊子圆周速度约0.353.5m/min拉矫机为焊接钢结构。26.3 脱引锭装置26.3.1 功能与结构脱引锭装置主要由脱锭辊、摆动支架、液压缸、液压配管等部件组成。脱引锭装置安装在末位拉矫机与切前辊道之间。表324脱引锭装置主要技术参数表序号项目参 数1数量1套/流2结构型式液压缸驱动3液压缸数量1个/流27. 切割前辊道27.1 功能与结构每流切前辊道由 个辊子组成，由一组电机、减速器传动，辊子为链条集中传动。主要部件有：辊子；轴承座；辊道框架；电机减速机传动装置；链轮、设备本体冷却水配管。27.2 技术参数表3-25