弧形连铸机

冶金工程术语

弧形连铸机又称全弧形连铸机，弧形连铸机的结晶器呈弧形，二冷装置在四分之一的圆弧内，在结晶器内形成弧形铸坯，沿着弧形辊道向下运动过程中接受喷水冷却，直至完全凝固，全凝后铸坯到水平切点处进入矫直机，然后切割成定尺。

结构与原理

弧形连铸机由钢包回转台、中间罐及运送装置、结晶器和振动装置、二次冷却装置、多辊拉矫机、引锭杆及其存放台架、脱引锭装置、切头及收集装置、铸坯切割设备等组成。图1所示为弧形连铸机生产流程示意图。图2所示为板坯弧形连铸机。

1. 盛钢桶旋转台

由炼钢炉运来的盛满钢水的盛钢桶，用起重机吊放在支承架上，然后支承架旋转180°到中间罐上方，将钢水注入中间罐。浇注结束后，旋转180°至接收位置，将空罐吊走。在多炉连浇时，支承架上可同时放两个盛钢桶，一桶钢水注入中间罐后，支承架旋转180°，另一桶钢水又到了中间罐上方。

2. 中间罐

中间罐是盛钢桶与结晶器间的一个中间容器。钢水由中间罐注入结晶器中。中间罐由罐体、罐盖、水口塞棒组成。

3. 结晶器

结晶器有弧形和直形两种，均可分为整体式、套管式和组合式3种形式。组合式结晶器可调内腔宽度和厚度。结晶器由内壁、外壳、冷却水路及支承臂等几部分组成。结晶器的材质主要是铜和铜基合金(磷脱氧铜、含银铜等)，为增加内壁的抗磨性，常镀一层薄铬或镍。结晶器的长度通常采用700～900mm，结晶器锥度一般为0.5%～0.9%，圆坯结晶器锥度为1%～1.2%。

结晶器的振动装置一般采用小振幅高频振动参数，振幅不大于4mm，频率大于150次/min。设振动装置的目的是使内壁获得良好的润滑条件，减少摩擦力，防止钢水与内壁粘接。

4. 二次冷却支承导向装置

二次冷却支承导向装置的作用是：可采用直接喷水冷却铸坯，给铸坯和引锭链以支承和导向，防止铸坯变形和引锭链跑偏等。小方坯连铸机的二冷导向段比较简单。板坯连铸机采用小直径、小辊间距的密排辊结构。把导向段和拉矫机做成若干个扇形段的形式，便于维修、更换和对弧。

5. 拉坯矫直机

拉坯矫直机简称拉矫机，用其将引锭链及与其凝结在一起的铸坯连续拉出结晶器，并对铸坯进行矫直。用多辊拉矫机使未完全凝固的铸坯进入拉矫机，就是液心拉矫，此举可提高拉坯速度，以提高生产率。

小方坯连铸机的拉矫机一般采用5辊气动或液压压下式，板坯连铸机采用多辊拉矫机，大方坯和圆坯采用单机架可整体更换的拉矫机。

引锭链是结晶器的“活底”，将结晶器下口堵住，在引锭头上放些废钢板等，以便铸坯与引锭头连接牢固，引锭链尾部则夹在拉矫机中。开始浇铸后，引锭链头逐渐与铸坯凝结在一起。开始拉坯后，拉矫机强制地从结晶器中拉出引锭链及与其连在一起的钢坯，直至铸坯被矫直、脱掉引锭链为止，然后使其离开连铸生产线存放。

6. 切割设备

铸坯的切割可采用剪机或火焰切割机。断面不大于200mm×200mm的方坯一般采用剪机，长定尺小方坯也可采用火焰切割机。断面大于200mm×200mm的方坯、圆坯和板坯一般采用火焰切割机。剪切机有电动式和液压式，剪切力大于5000kN的剪切机一般采用液压式。火燃切割设备由切割机构、同步机构、返回机构、端面检测器、定尺机构及氧乙炔管路系统等组成。

优点

弧形连铸机它布置在四分之一圆弧范围内，因此它的高度比立弯连铸机要低，这一特点使它的设备重量较轻，投资较低，设备的安装和维护方便。

由于设备高度低，铸坯在凝固过程中承受的钢水静压力相对较小，可减小因鼓肚变形而产生的内裂和偏析，有利于提高拉速和改善铸坯质量。

工业技术水平

通常所说的连铸技术是以弧形连铸机为对象的各种技术。弧形连铸机已达到的工业技术水平可综合归纳如下：

1)铸机生产能力：现代化大型板坯连铸机的单台生产能力，一般在200～250万t/a，美国哈珀 (LIV/Indiana Harbor)厂1987年创年产达305万 t记录。大方坯连铸机的单台生产能力可达80～100万 t/a。小方坯多流连铸机的单台生产能力可达60～80 万t。

2)铸机作业率：一般在80%以上，比较先进的铸机可达85～90%。

3)高速铸造：板坯连铸机一般的拉坯速度在 1.2～1.8m/min，日本钢管福山厂新建成的5号机创造了3.0m/min的最高纪录。

4) 多炉连浇：一般连浇炉数平均为4～6炉，也有10炉以上的。英钢联(BSC)的波特塔尔伯特 (Porttalbot)厂的双流板坯连铸机1987年创连浇 300炉(钢水量10.02万t)的记录。美国钢公司的加里(Gary)厂单流板坯连铸机创造了连浇329炉的纪录，1988年1月月产达31.85万t。

5) 铸机实际生产的铸坯断面尺寸范围，mm：

板坯 125×650～220×2720(带钢、焊管坯)、350×1300

150×1000～320×1600(厚板)、310×2500

大方坯 200×200～600×670(棒、型、线)

φ230～φ450、560八角(管)异型坯、480×420×720(轨梁)

小方坯 80×80～145×145(线材)

100×100～240×240(棒、型、材)

φ115～φ210(管、棒、材)

6)广泛采用计算机技术：现代化的连铸机的生产过程和生产管理都用计算机自动完成。

安装程序

弧形连铸机在安装前已建立了完整、精确的测量控制网，其安装程序可根据施工现场的条件、设备到达的先后以及工期的要求等具体情况确定。

比较合理的安装程序是以拉矫机为定位设备，并以它的切点辊定位。首先安装拉矫机曲线段，将曲线段切点辊轴线对准横向基准线，切点辊顶面标高为±0(出坯辊顶面标高)。拉矫机曲线段定位后，可分两条主要作业线同时进行安装工作。一条作业线是逆铸流方向，自下而上进行，依次是：二冷装置的下框架→上框架→上横梁→扇形段更换装置→扇形段 →结晶器振动台架及传动装置→过渡段→结晶器。一条作业线是按出坯方向进行，首先是拉矫机直线段，然后是输出辊道、引锭台架及脱引锭设备、切割设备等。

二次冷却装置是连铸机主体部分，全套设备位于冷却室内，在扇形段安装完毕后，冷却室内大量管道工程紧随进行施工，根据图纸，选择合理的施工程序：设备冷却水管、喷淋水管、扇形段液压管、干油润滑管。

拉矫机曲线段，直线段安装完毕后，即应进行配管施工，其顺序为：压缩空气管→液压管→喷淋冷却水管→设备冷却水管。

与连铸机配套的液压站，二冷装置配水室，系统复杂，工程量大，要与连铸机同期进行。

浇铸平台上的钢水包回转台架及中间罐车行走装置等，也应与连铸机平行施工。

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