許劍豪

（中冶京誠(chéng)工程技術(shù)有限公司， 北京 100176）

目前國(guó)內(nèi)鋼材市場(chǎng)波動(dòng)較大，方坯和板坯產(chǎn)品價(jià)格也交替波動(dòng)，因此有越來(lái)越多的鋼廠尋求一機(jī)多能，以適應(yīng)市場(chǎng)的變化。

目前大部分的方、板坯連鑄機(jī)的設(shè)計(jì)均以板坯連鑄機(jī)為基礎(chǔ)，在板坯連鑄機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行變化，本文主要介紹湘潭從S-VAI引進(jìn)的方板坯連鑄機(jī)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)。該鑄機(jī)也是為數(shù)不多的能生產(chǎn)高合金鋼的方、板坯連鑄機(jī)。該鑄機(jī)只需要更換結(jié)晶器和彎曲段，就可以實(shí)現(xiàn)板坯和方坯之間的生產(chǎn)互換。

1 方、板坯連鑄機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)（見(jiàn)表1）

表1 方、板坯連鑄機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)

2 方、板坯連鑄機(jī)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)

通常板坯連鑄機(jī)的設(shè)備比方（矩）型坯連鑄機(jī)復(fù)雜，因此在設(shè)計(jì)方、板坯兼容的連鑄機(jī)時(shí)，一般都是在板坯連鑄機(jī)為基礎(chǔ)上進(jìn)行變化，在保證板坯連鑄機(jī)正常生產(chǎn)的情況下，兼顧滿足方坯生產(chǎn)的需求；本文介紹的方、板坯兼容的連鑄機(jī)就是這樣的形式，因此以下內(nèi)容主要介紹不同于普通板坯連鑄機(jī)部分。

2.1 回轉(zhuǎn)臺(tái)及中間罐車設(shè)計(jì)

回轉(zhuǎn)臺(tái)及中間罐車在澆注方板和板坯時(shí)通用，與普通板坯連鑄機(jī)的設(shè)計(jì)類似，在此不再描述。

2.2 中間罐設(shè)計(jì)

中間罐采用T型結(jié)構(gòu)，中間罐上設(shè)計(jì)有3個(gè)彼此獨(dú)立的開孔，用于安裝式水口（如下頁(yè)圖1）。澆注板坯時(shí)，堵住邊上2個(gè)水口，采用浸入式水口快換裝置[1-3]；而澆注方坯則采用整體式水口并配事故閘板（如下頁(yè)圖 2）。

2.3 結(jié)晶器設(shè)計(jì)

板坯結(jié)晶器與方坯結(jié)晶器采用不同設(shè)計(jì)，不可互換。板坯結(jié)晶器的設(shè)計(jì)與普通板坯連鑄機(jī)相同，在此不在描述。在澆注方坯時(shí)，3個(gè)單體結(jié)晶器放于一中間過(guò)渡框架上，這個(gè)過(guò)渡框架的尺寸和介質(zhì)聯(lián)接點(diǎn)和板坯結(jié)晶器的相同；通過(guò)該框架與結(jié)晶器振動(dòng)連接，并通過(guò)框架進(jìn)行冷卻水自動(dòng)連接和分配（如下頁(yè)圖3），其他流體管路和電氣線路需手動(dòng)連接。

方坯結(jié)晶器電磁攪拌采用外裝式，用于澆注高合金鋼；結(jié)晶器背板采用不銹鋼和碳鋼兩種，帶電磁攪拌時(shí)采用不銹鋼背板，不使用電磁攪拌采用碳鋼背板，而且兩種類型的結(jié)晶器可以互換。澆鑄方坯時(shí)采用Co60對(duì)液面進(jìn)行控制[4]。

圖1 中間罐

圖2 梯形中間罐用于方坯澆注時(shí)

圖3 方坯結(jié)晶器及框架

2.4 結(jié)晶器液壓振動(dòng)裝置設(shè)計(jì)

板坯、方坯結(jié)晶器液壓振動(dòng)裝置可共用，與普通板坯連鑄機(jī)的液壓振動(dòng)形式類似，在此不再描述。

2.5 彎曲段與二冷水設(shè)計(jì)

因要滿足澆注板坯和方坯時(shí)不同的冷卻要求，因此板坯彎曲段和方坯彎曲段采用不同的設(shè)計(jì)。板坯彎曲段同普通板坯連鑄機(jī)的結(jié)構(gòu)類似，方坯彎曲段在板坯彎曲段的基礎(chǔ)上將導(dǎo)向輥的輥間距加大，并將每根長(zhǎng)的導(dǎo)向輥改為3根短輥，即每流方坯有獨(dú)立的導(dǎo)向輥（見(jiàn)圖4）。

澆注板坯時(shí)的冷卻方式與普通板坯連鑄機(jī)類似。澆注方坯時(shí)，用于1-4區(qū)的方坯側(cè)面冶金冷卻的噴嘴安裝在輥?zhàn)訆A套之間，二冷示意圖見(jiàn)圖5；第6區(qū)之后的噴淋水全都采用間歇式噴淋方式[5-6]。

圖4 方坯彎曲段

2.6 扇形段設(shè)計(jì)

扇形在澆注方板和板坯時(shí)通用，與普通板坯連鑄機(jī)的設(shè)計(jì)類似，只是在對(duì)鑄坯冷卻時(shí)噴水形式和水量不同；另外在扇形段出口處，兩流之間加上液壓升降的水冷隔板（澆板坯時(shí)升起）以防止鑄坯散熱不均引起鑄坯的變形。

2.7 引錠桿設(shè)計(jì)

板坯引錠桿與普通板坯連鑄機(jī)的類似，方坯引錠桿和板坯共用相同的引錠桿鏈。澆注方坯時(shí)，一個(gè)引錠桿鏈上安裝3個(gè)引錠桿頭（如下頁(yè)圖6）。

圖5 1-4區(qū)冷卻水示意圖（方坯）

2.8 出坯設(shè)計(jì)

板坯通過(guò)熱送輥道運(yùn)送至軋鋼車間；生產(chǎn)方坯時(shí)，通過(guò)出坯輥道上的活動(dòng)檔板將3流方坯停止，方坯橫移車將其移至另一跨的方坯輸出輥道，然后再經(jīng)推鋼機(jī)將3根方坯推至方坯收集床，由天車吊運(yùn)下線。

3 待改進(jìn)的問(wèn)題

設(shè)計(jì)方、板坯兼容的連鑄機(jī)時(shí)，通常都是在板坯連鑄機(jī)基礎(chǔ)上進(jìn)行改變；因此在生產(chǎn)板坯時(shí)，生產(chǎn)工藝和板坯質(zhì)量都能滿足需求；但在生產(chǎn)方（矩）坯時(shí)則受弧半徑、二冷水等影響，在工藝操作和鑄坯質(zhì)量上與專用的方（矩）坯連鑄機(jī)有一定的差矩。本文介紹的方、板坯連鑄機(jī)就存在以下幾個(gè)問(wèn)題有待改進(jìn)。

3.1 一機(jī)三流

因生產(chǎn)方坯時(shí)與生產(chǎn)板坯時(shí)共用一個(gè)扇形段，因此各流沒(méi)有獨(dú)立的拉嬌機(jī)，即為一機(jī)三流連鑄機(jī)。因此在矩形坯開澆時(shí)三流的引錠桿同時(shí)啟動(dòng)，中間罐水口必須同時(shí)打開，如采用人工操作很難同步，因此需要采用自動(dòng)開澆技術(shù)[7]。

圖6 方坯引錠桿頭

3.2 電磁攪拌

受液芯長(zhǎng)度和板坯扇形段結(jié)構(gòu)的影響，電磁攪拌技術(shù)很難運(yùn)用在方坯上；本文介紹的連鑄機(jī)雖然采用了結(jié)晶器電磁攪拌技術(shù)，但由于三流矩形坯的流間距只有985 mm，攪拌線圈只安裝在結(jié)晶器的內(nèi)外弧。

3.3 動(dòng)態(tài)輕壓下

受限于扇形段的結(jié)構(gòu)，2個(gè)液壓缸和扇形段本身的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度無(wú)法對(duì)三流矩形坯實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)壓下技術(shù)，因此輕壓下技術(shù)僅用于板坯。不利于改善高合金鋼種的中心偏析和中心疏松問(wèn)題。

4 方板坯連鑄機(jī)的其他型號(hào)與對(duì)比

4.1 結(jié)晶器增加插入件

該型號(hào)是在板坯結(jié)晶器中加入1個(gè)或幾個(gè)中間插入件，將1個(gè)板坯結(jié)晶器改造為2個(gè)或多個(gè)方坯結(jié)晶器；通過(guò)扇形段將幾流方坯一起拉嬌；達(dá)到生產(chǎn)方坯的目的，該結(jié)構(gòu)改造最為簡(jiǎn)單，工期短，省投資；在國(guó)內(nèi)也應(yīng)用最廣。

該型式是按板坯連鑄機(jī)的機(jī)型來(lái)生產(chǎn)方坯，特別是在鑄流之間鑄坯側(cè)面無(wú)法冷卻且散熱效果差，因此該形式生產(chǎn)鋼種受限較大，一般用來(lái)澆注對(duì)鑄坯質(zhì)量要求不高的鋼種。

4.2 “備用”型

在鞍山，2017年投產(chǎn)1臺(tái)連鑄機(jī)即為該機(jī)型，該連鑄機(jī)共三流（一流板坯，二流矩形坯）。在生產(chǎn)板坯時(shí)，二流矩形坯備用；而在生產(chǎn)矩形坯時(shí)，板坯備用。

該型式只共用了平臺(tái)以上的設(shè)備，從結(jié)晶器以后實(shí)際上是板坯和方坯兩段設(shè)備，因此其生產(chǎn)的鑄坯質(zhì)量有保證，可生產(chǎn)各種鋼種；但其投資較大，而且有一半設(shè)備長(zhǎng)期備用，大大降低了鑄機(jī)的利用率。

5 結(jié)語(yǔ)

本文介紹的湘潭2號(hào)方板坯連鑄機(jī)綜合考慮了投資成本、鑄坯質(zhì)量、鑄機(jī)利用率等因素；在只需要更換結(jié)晶器和彎曲段，就可以實(shí)現(xiàn)板坯和方坯之間的生產(chǎn)互換；又可以生產(chǎn)高合金鋼種，在目前的生產(chǎn)工藝中是一種較為理想方、板坯兼容的連鑄機(jī)。