达涅利大圆坯连铸机
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1前言 达涅利已经提供过各种不同类型的许多连铸设备,比如,立式、立弯式、直弧型、弧型连铸机,以及配备有喷水冷却箱、与轧机直接相连、可实现热送热装的连铸机。目前达涅利已发展成为在生产…
1前言
达涅利已经提供过各种不同类型的许多连铸设备,比如,立式、立弯式、直弧型、弧型连铸机,以及配备有喷水冷却箱、与轧机直接相连、可实现热送热装的连铸机。目前达涅利已发展成为在生产工程用钢和特殊钢小方坯、大方坯和异形坯连铸机设计制造方面国际知名供贷商。
2铸机弧半径与浇铸断面
在最近12年内,达涅利总共为世界各地提供149台连铸机(677流)。明显的发展趋势是增大机弧半径,扩大浇铸断面。特别是在最近5年内,浇铸断面扩大约70%。
圆坯从Ø450mm增大到Ø750mm。这就要求加大机弧半径。早在上世纪90年代最常见的R12m机弧半径,目前已增加到R14m~R16.5 m。明显的发展变化趋势反映了冶金生产操作要求:钢水清洁度;压缩比,从铸坯到轧材;兼顾模铸生产工艺路线;高生产率。
3大圆坯连铸机典型实例
这里选择最具典型意义和代表性的4台圆坯连铸机加以介绍。
3.1马鞍山钢铁公司(中国),2001年
2001年,机弧半径为R12m的3流大圆坯连铸机顺利投产。铸机的浇铸断面(圆坯Ø380、Ø450mm)和设备设计(3流相互独立),可确保铸机具有很高的生产操作灵活性。在设备试车投产阶段,Ø450mm圆坯代表着世界上当时弧型铸机浇铸的最大圆坯截面尺寸。
为确保车轮钢达到最好的产品质量,必须严格控制拉坯速度和中间包钢水过热度,特别是在浇铸Ø450mm圆坯时。马钢目前还保留着模铸生产。利用钢锭和连铸圆坯两种坯料,经过锻造后生产车轮最终产品。人们发现最终产品的质量不相上下,特别是力学性能和夹杂物含量方面。连铸生产报告和Ø450mm圆坯横断面检验结果见表1。
2006年12月,由达涅利供货的机弧半径为R14m的新建6流大圆坯连铸机,在中国江苏省淮安市的江苏沙钢集团淮钢特殊钢有限公司顺利投产。
新建铸机用于生产各类特殊钢种,如轴承钢、易切削钢、弹簧钢、齿轮钢和合金结构钢。浇铸断面为Ø380mm、Ø450mm和Ø500mm大圆坯。从铸机刚一投产就获得良好的产品质量,特别是铸坯表面质量、内部质量和产品尺寸精度。
到目前为止,在所有的浇铸断面上,甚至包括那些裂纹敏感钢种,如轴承钢等,都没有发现任何内部裂纹(包括皮下裂纹、中间裂纹和中心裂纹)。在所有的试样上,甚至包括中间罐钢水过热度超标的异常情况下浇铸的铸坯,其等轴晶区都超过45%(线性率)。在铸坯上,只观察到有微小的、分散的疏松。
3.3 ABS钢厂3号大圆坯连铸机(意大利),2007年
2007年夏季,由达涅利提供的机弧半径为R16.5m的新建2流大圆坯连铸机,在ABS钢厂顺利投产。
ABS钢厂是欧洲生产铸坏断面规格最多,生产各类工程用钢范围最广的钢厂之一。图1给出的是ABS钢厂典型的产品生产大纲。
连铸机设计可满足对连铸坯和轧制产品提出的各项高质量要求,并具有下列主要特点
(1)达涅利自动化公司推出一套先进的More Intelligence多维智能分析系统。该系统可为炼钢和连铸生产提供一种全新的工艺过程数据分析功能。它以一种简单、经济、有效的方式,为用户实时分析所有的生产工艺过程,特别是设备生产能力和产品质量。More Intelligence采用一种先进的IT体系结构,提供一个完整的连铸机数据分析软件平台,并具有下列主要特点:
可从所有的生产工艺区实时采集各类数据,并可直接从2级数据库调用有关数据资料;
可利用软件“数据采集器”,对工艺过程数据进行同步分析、标准化处理和定性分析;
可提供所需的数据资料,以一种非常灵活的方式,通过工艺过程数据维分析系统,对自动采集的电炉炼钢、钢水精炼和连过程数据进行分析。
通过网络浏览器,可以很方便地理入系统。它可以根据用户的意愿,高度灵活地定制浏览方式,并对系统设置的页面和数据资料提供智能导航功能。
对重要的工艺过程参数,如生产、消耗、延迟、成本、质量和金属收得率等,提供个性化的报告和分析工具。
(2)中间包设计:带有升降机构,便于使用浸入式水口或滑动水口,实现钢水流量自动控制;熔池深度为1000mm;设有设计合理的挡墙和堰。
(3)采用没有水套的Power Mold弧形管式结晶器,因此对铜管对中没有严格要求。
(4)液压振动系统
可实现全自动控制,控制对象包括振幅和频率在内的所有可能组合。该系统采用紧凑式设计,所有设备全部布置在二冷室外面。
(5)采用浸入式水口保护浇注。
(6)汽水雾化冷却和连铸坯温度控制,特别适用于在矫直区内存在晶间析出(γ→α)的裂纹敏感钢种。
(7)采用渐近矫直的拉坯矫直机,其矫直区长度可高达l0m以上,以减小铸坯固液两相界的矫直应变。
(8)连铸坯的三次冷却控制,可实现在线淬火或缓冷坑缓冷。
从最初浇铸的连铸机质量记录中可以看出,生产的所有钢种铸坯都达到高质量水平。这表明铸机采用的各项技术措施不仅使铸机获得良好的生产操作灵活性,而且取得很好的使用效果。
除连铸坯外,ABS钢厂还浇铸钢锭。人们发现,与钢锭相比,连铸圆坯要求的压缩比要小一些;经过锻造后的最终产品,其超声波检测结果却不相上下。
3.4纽柯Memphis钢厂(美国).2008年
该设备是整个钢厂的一部分。钢厂拥有完整的SBQ特殊钢棒材生产工艺流程,从钢水冶炼、二次精炼,一直到圆坯连铸、棒材热轧、在线检查和冷精整。由达涅利提供的设备使这座闲置的钢厂得以起死回生。这是纽柯通过兼并方式于2002年12月,从伯明翰钢公司接手的一座钢厂。由达涅利提供的机弧半径为R14m的3流Fast CastPlusTM大圆坯连铸机,可实现高质量圆坯的高速浇铸。圆坯直径可从Ø267mm~Ø511mm。设备投产初期,单流生产能力为42t/h;目前单流产量已达到45t/h。连铸机主要技术参数见表3。
即使铸机达到很高的拉速,连铸产品的尺寸精度和几何形状仍能够满足最严格的市场要求:铸坯直径偏差<1.25%;椭圆度:1.5%。
4结论
在最近几年内,通过采用各项先进技术和积累的生产技术诀窍,连铸机单流小时生产能力增加。其结果是,单流产量大幅度增长,而所需的铸流数却在不断减少。
连铸机之所以能够达到很高拉速和生产能力,应该归功于它所采用的Power Mold®创新技术。Power Mold。由于采用合理的铜管锥度设计,选用合适的铜管/镀层材料、冷却水量和冷却漠式,因此可确保结晶器获得很高的热传导效率。Power Mold。采用紧凑式设计,不设水套,因此对结晶器对中也没有严格要求。
纽柯Memphis钢厂圆坯连铸机拉坯速度和单流小时生产能力见表4。
浇铸断面为Ø405mm、Ø500mm、Ø600mm和Ø700mm大圆坯。2009年6月,又增加Ø750mm大圆坯,并成功投入生产。
3.2淮钢(中国),2006年