水平連鑄機是由鋼包架或鋼包迴轉台、中間包車、中間包、結晶器、拉坯機、火焰切割機、引錠桿、鑄坯輥道、翻鋼機或推鋼機、冷床和拉鋼機組成。
基本介紹
- 中文名：水平連鑄機
- 外文名：Horizontal continuous casting machine
- 組成：鋼包架、中間包、結晶器等
- 套用：連續鑄鋼技術
- 領域：冶煉
- 學科：冶金工程
簡介,鋼包架,中間包,中間包車,拉坯機,火焰切割機,剛性引錠桿及吊掛裝置,翻鋼機和冷床,
簡介
在煉鋼廠採用連續鑄鋼技術始於20世紀50年代。從發展過程來看，第一代立式連鑄機一般高度25-35m，工程建設費用高，設備吊裝和維修不太方便。但是，立式鑄機具有鑄坯凝固和熱交換對稱性好，有利於夾雜物上浮等優點，所以，受一些特殊鋼廠親睞，如日本知多廠於1992年新建1台4流圓壞立式連鑄機，月生產能力5-6萬t。
為了降低連鑄機高度，後來又開發了立彎式鑄機、弧形鑄機、多點矯直和橢圓形鑄機等。在20世紀70年代末，一些國家又開發了水平連鑄機。根據年統計，世界共有水平連鑄機約60台。
水平連鑄機的主要優點如下：
1.水平連鑄機從結晶器到拉坯機、切割機都設在一條水平線上，可以降低廠房高度,工程建設費用低。
2.中間包可採用較大的水口內徑，以消除水口結瘤，故可以澆注含鋁高的鋼種。
3.無需控制結晶器內鋼液面高度和加保爐渣，操作簡單，節省人力。
4.中間包與結晶器通過水口和分離環緊密連結，鋼水無二次氧化，可提高鑄坯的純潔度。
5.由於鑄坯不受彎曲和矯直變形影響,適合澆注圓坯和敏感性的鋼種。
6.結晶器無振動機構，無彎曲矯直設備，一般無二次噴水冷卻系統。所以，結構簡單，維修方便。
7.水平鑄機採用剛性直形引錠桿，不僅結構簡單，而且抖動小。
8.由於省略了二次冷卻和噴淋系統,改善了工作環境。
鋼包架
在大中型鋼廠，一般在中間包上面設定鋼包迴轉台。在一些中小型鋼廠，一般在中間包上面採用鋼包架又稱鋼包座架。鋼包架應具有鋼包承載、升降和給鋼包加保溫蓋的功能。
為了在鋼包與中間包之間安裝長水口,在鋼包架上應設有鋼包升降裝置。升降方式有機械升降和液壓升降兩種。機械升降同步運動可靠，但機械零件較多，動作慢。液壓升降機構簡單，但同步控制系統比較複雜，易漏油。
升降高度應考慮升到最高位置時，中間包行走不碰撞鋼包水口，故升降高度一般取600mm。為了在澆注過程中隨時能了解鋼包中鋼水量，有些工廠在鋼包架上裝設電子稱和數字顯示屏。
中間包
由於中間包水口與結晶器分離環是水平方向對口連線，鋼水沿水平通道流動，因此,中間包水口設定在中間包側壁的下方。
中間包是鋼水包與連鑄機的中間容器,它具有鋼水儲存、緩衝、穩流、分渣、分配的作用，是實現多爐連澆的基礎。為了實現多爐連澆，中間包的容量應大於調換鋼包期間連鑄機澆注的鋼水量。
對中間包構造和設計要求如下：
1.要創造鋼水穩定的流動條件和雜質上浮的時間。
2.保證實現多爐連澆調換鋼包需要的時間。
3.要防止保溫渣流入結晶器，保證水平鑄機停澆時的最低液面高度。
4.提高鋼液深度，可縮小鋼水的散熱面和增加水平鑄機內的鋼水壓力。
5.要鋼包注流中心與中間包端牆距離≥500mm，以便減少鋼水對端牆的沖蝕。
6.減少澆注終了時包內殘餘鋼水量，因此，一般將中間包下部設計成倒梯形。當中間包的高度和長度確定之後，其寬度主要根據中間包容量大小來確定。但是中間包的液面寬度，一般不小於1000mm。
中間包水口直徑一般為鑄坯直徑的30%-60%，小斷面鑄坯取大值，大斷面鑄坯取小值。
中間包加熱裝置一般水平鑄機澆注的鑄坯斷面小，鑄機流數少，所以，一爐鋼水澆注時間較長。為了延長澆注時間，有些工廠在中間包上採用加熱措施。
在中間包上採用加熱措施可起到如下作用：
1.能加熱鋼水來補償中間包內熱損失和延長鋼水澆注時間。
2.能控制鋼水溫度，使中間包內的鋼水溫度在接近液相線溫度條件下進行澆注,這樣可提高鑄坯拉速和連鑄機的生產率。
3.由於中間包設有加熱設施，可降低煉鋼和精煉爐的出鋼溫度、提高爐襯壽命和減少耐火材料消耗。
4.由於能控制中間包內的鋼液溫度，可減少中間包的結殼和水口凍結現象，因此，可提高鑄坯收得率。
中間包車
水平連鑄機對中間包車要求和弧形鑄機對中間包車要求不同。當水平鑄機的中間包出了故障時，除了更換中間包外，結晶器也要隨之更換，以便對用過的結晶器進行檢查、清理和更換分離環等等。
1.中間包車能在水平鑄機的結晶器端頭左右或前後運行，而不影響其它設備操作。
2.要有縱橫方向的微調措施，以便能使中間包水口與結晶器精確對中。
3.中間包車行走速度10-20m/min，對中定位時為1m/min。中間包在車上橫向移動速度為0.5-1m/min，並通過橫向移動，使中間包水口和結晶器分離環對接和壓緊。
4.為了使中間包水口能對中不同斷面
結晶器，中間包車上需要設有升降機構，升降行程為100-200mm。
結晶器由於水平鑄機的中間包水口與結晶器之間密閉連線，結晶器內鋼水靜壓力比弧形鑄機高4-6倍。在結晶器入口端，剛形成的坯殼，因受鋼液壓力作用會緊密貼靠結晶器內壁，因而傳熱效果好，但使摩擦阻力增大。結晶器構造形式有兩種一種是帶石墨套的長結晶器。長結晶器是由鐵銅合金管
部分石墨襯套組裝而成。石墨套靠套外的水冷銅套冷卻。在結晶器後段內襯石墨套的作用主要是在高溫下起潤滑作用，併兼有普通鑄機的“二次冷卻”作用。所以帶有石墨套的長結晶器，鑄坯拉出結晶器後進入“空冷”，有利於提高鑄坯質量。石墨套壁厚為6-8mm，石墨套進口內徑要等於或略大於銅套出口端內徑，以防鑄坯進入石墨套冷被卡住或增大拉坯阻力。
拉坯機
拉坯機是水平連鑄機上最重要設備之一。它的技術性能直接影響水平鑄機能否正常澆注。工藝設計對拉坯機的技術要求如下：
1.要有較高的傳動精度，特別是對反推量的精度要求正負誤差≤0.10mm。
2.要有足夠的剛度，防止拉坯振動。
3.要能準確的控制拉、推、停的時間和速度。
拉坯機一般採用夾鉗式機架，上輥繞軸向中心擺動以避免上輥座磨損引起傳動間隙。
拉坯機的驅動方式主要有以下幾種型式：
1.液壓伺服式
2.直流伺服式
3.液壓脈動式
4.直流力矩馬達式
水平連鑄機，一般結晶器不振動，而是依靠拉坯機的拉、推動作來達到普通鑄機結晶器振動的作用。水平鑄機的拉坯曲線，有以下四種形式：
1.拉-停式
採用這種拉坯型式的有美國通用汽車公司、日本住友金屬的水平連鑄機。
2.拉-反推式
採用這種拉坯型式的有日本鋼管京濱廠、台灣億昌鋼鐵公司的水平連鑄機。
3.拉-反推-停式
4.拉-停-反推-停式
此種型式是套用最普及的一種型式。例如德國克虜伯公司、美國克洛公司、韓國漢城鋼鐵廠，我國的齊齊哈爾鋼廠、衡陽鋼管廠等。
水平連鑄機拉速從理論上來講，由於水平鑄機結晶器內坯殼與結晶器內壁接觸好,冷卻效果高，鑄坯拉速不應低於普通鑄坯拉速。但是，由於水平鑄機的拉坯、反推、停歇合計時間長、頻率低，因此，一般鑄機拉速較弧形鑄機拉速低。
火焰切割機
切割機的任務是把完全凝固的鑄坯切成所需要的定尺長度。
火焰切割機應滿足以下要求：
1.切割火焰必須與鑄坯拉、推退、停同步運動。
2.由於切割車依靠連鑄坯帶動走拉、退、停，因此，要求切割機重量應儘可能的輕，以減小慣性。
3.切割機的動作應靈活可靠，從夾緊鑄坯、點火、送槍切割、停氧退槍到夾鉗鬆開、切割機退回原位置等全部動作應在1-2min內完成。
4.火焰切割機處在高溫區工作，對切割槍等應進行冷卻。
剛性引錠桿及吊掛裝置
水平連鑄機的引錠桿比弧形連鑄機引錠桿結構簡單和重量輕。一般圓坯水平連鑄機的引錠桿就是一根無縫鋼管，引錠頭為形，尾部車有螺紋。使之和鋼管結合。引錠桿的存放方式，有吊掛式和側移式兩種。由於拉坯和反推作業關係，所有水平鑄機都採用剛性引錠桿。
翻鋼機和冷床
經火焰切割後的鑄坯沿著輥道向前運行，當鑄坯前端撞鑄坯輥道尾端擋板後，通過電氣連鎖裝置，由翻鋼機或推鋼機，將鑄坯送到冷床上，用拉鋼機使鑄坯沿著冷床向前運行。然後藉助冷床的坡度滑落到鑄坯吊運架中，用橋式起重機吊運到冷卻區堆冷、檢查和精整。
