浅析方坯连铸机的技术改造问题

【摘要】随着现代方坯连铸机设备正朝大型化、高效率化和自动化的方向发展，对方坯连铸机进行相应的技术改造也显得尤为重要，本文就根据方坯连铸机的工艺要求和设备使用情况阐述了的一些常用的技术改造措施，以提高我国方坯连铸机的整体设备的技术水平。

【关键词】方坯连铸机；技术改造；效率

引言

现代连铸设备正朝着高效率、高速化和自动化的方向发展。小方坯连铸机的技术改造使得我国方坯连铸机的整体技术水平得到较大的提高，创造了很大的经济效率。其中高效化的技术改造是小方坯连铸机技术发展的一种必然趋势，也是提高方坯连铸机设备生产率的主要技术手段。如何继续提高方坯连铸机的作业率、拉速和整体连浇数量等性能参数，提高方坯连铸机的整体工艺水平，是目前相关技术人员的一项重要任务。

1、国内连铸机现状

在我国现有的小方坯连铸机中，主要集中在以下机型：美国的罗可普和康卡斯特普，德国的德马克和意大利的达涅利，还有我国国内企业生产的一些方坯连铸机。如今存在的主要问题有以下几点：

（1）作业效率低。据统计我国大部分的连铸机作业效率都低于65%，而国外的连铸机设备的效率值为95%，其中某些方坯连铸机的作业效率低不仅仅是设备的生产效率低而是设备的生产工艺不合理，造成资源的浪费，满足不了高作业率和高拉速的要求，还有就是设备的前后工序搭配不合理，如，选择小方坯配电弧炉型号，投产时是在满足设计要求的前提选择相应的性能，但是随着电炉的生产效率的提高，小方坯连铸机的生产能力就会明显滞后，作业效率就会明显的降低。

（2）拉速偏低。国内大部分的连铸机的拉速小于2m/min，较先进的连铸机的拉速可达到3m/min，而相比国外较先进的连铸机的拉速可达到6m/min，两者相比较就看出我国的连铸机的拉速普遍偏低。因此，相应设备的技术改造已经迫在眉睫了。

（3）工艺水平落后。其表现在连铸机的装备工艺性差，相配套的冷却设备，冶炼设备、连铸用介质均不能满足高效连铸的性能要求。

（4）可铸钢种形式单一。除一些现代化程度较高钢铁企业可连铸较全的钢种，如高强度合金钢，不锈钢和轴承钢等特殊性能钢，其余大部分连铸机的装备工艺水平较低，都只能连铸普通碳钢和一些合金性能钢。

（5）自动化程度低。由于方坯连铸机的装配工艺和生产工艺都较复杂，大部分的方坯连铸机系统集成化低，都不具有人工智能化的操作功能，仍旧处在半自动化的操作状态。

2、连铸机改造内容及主要技术措施

在充分考虑钢水供给能力和连铸机协调生产能力的基础上，以改进制造工艺技术和提高设备自动控制上为重点，采用当今先进可靠的连铸新技术，较低的投入成本，生产出优质的、多种类和多规格的连铸产品，充分发挥设备的生产率。现从以下几点改造内容来阐述作者的技术改造观点。

2.1增加铸机半径 为了提高方坯连铸机的拉速和连铸的质量，减少在连铸过程中产生的应变，增大方坯连铸机作业半径可有利于提高连铸的生产质量。但其缺点也很突出，改变连铸机的作业半径需改变结晶器及其振动装置、切割机和拉矫机等设备布置方式，改造的内容较多，投入也较大。

2.2结晶器的改造

对结晶器的改造主要有以下几个方面：

⑴改变结晶器铜管内腔锥度 在结晶器铜管内腔采用了一定形状的锥度是为了减少铸坯在冷凝过程所产生的气隙，从而提高了铸坯的传热效率，从而铸坯与管壁的之间的摩擦力增大，若摩擦力过大会使连铸质量下降，如产生裂纹、气孔等现象。因此，选择合适的内腔锥度就十分关键。事实上，影响生成气隙的因素很多，目前还不能完全确定其原因，因此，选择内腔锥度主要还是由经验确定，目前，国内大都数连铸企业均采用抛物线锥度，改造后拉速一般可达2.5m/min左右。

⑵改变结晶器铜管长度 一般来说，结晶器的凝固壳的厚度与在结晶器内停留的时间成正比，因此结晶器铜管长度将直接影响铸坯出结晶器内的停留时间。如将结晶器铜管长度从750mm改为850mm后，生产某一同样规格的铸坯时，拉速从1.8m/min提高到2.8m/min左右。连铸的效率也相应的提高了15%左右。

⑶改进铜管的密封方式 通常，铜管的两侧面采用端面密封的形式，但由于工作时铜管会受到热胀冷缩的作用，会发生泄漏的现象，从而影响工作效率，改造后将铜管上次的端面密封处添加非金属密封垫，而下侧采用侧面密封，使铜管不受热胀冷缩的影响。

2.2改造结晶器振动装置 结晶器的振动装置通常采用四连杆结构传动，其结构简单，但传动损耗就大，由于连杆结构的局限性，导致其调速也不方便，维修性也较差，若采用板簧式机构传动，可取消传动装置中的轴承，从而消除由轴承磨损所产生的振动现象。用伺服电机加伺服控制器模式来代替机械调速，减少了机械传动的损耗，实现设备智能化调速，提高了设备的使用寿命。

2.3改造拉矫机装置 为了提高连铸的效率和铸坯的质量，可将单点矫直改为多点矫直或连续矫直。由于拉矫机常在高温不流通的环境中作业，从而使设备老化严重，可将电机和传动系统进行改造，将电机和传动系统远离高温区，传动系统采用水冷和风冷，提高散热效率，可提高拉矫机能在高温环境中的使用寿命。

2.4改造二次冷却装置 连铸级在二次冷却装置时主要是出现漏钢问题，为解决此问题可适当对二次冷段的装置进行结构简化。因此可以在方坯连铸机上采用刚性结构的引锭杆，这样可减少铸坯阻力，而又不会直接影响铸坯的质量，因此采用刚性机构的引锭杆总体提高了连铸机的设备使用效率。

2.5提高中间罐的容量 一中间罐是保证浇注用钢液有足够长的保温时间，从而去除中间的夹杂成分，提高产品的质量。如今大部分炼钢厂都大幅提高中间罐容量和最大液面高度，在保证在高拉速的前提下，增大中间罐滑动水口的口径来增加铸钢水的流量，从而提高生产效率。

3、改造后效果

由于方坯连铸机的技术改造所涉及的技术范围较广，一般企业需根据自身的特点，合理的安排方坯连铸机的技术改造内容，但一般都通过提高方坯连铸机的作业效率，拉速和整体连浇效率等性能参数。从而对以前连铸机与其他设备的不匹配，设备之间的工艺流程不规范等问题进行了相应的改进。实践证明，上述方法对提高方坯连铸机的生产效率和产品质量大有帮助，并可推动企业的生产制造工艺和各部门间的组织调度能力。

4、总结

本文着重描述了方坯连铸机的设备使用情况，方坯连铸机的主要技术改造内容，合理的运用这些成熟的制造工艺方法可提高方坯连铸机的设备使用率和生产效率，也是公司生存、发展，取得较好经济效益的保证。也对改善公司产品质量、提高劳动生产率、降低生产成本有着深刻的意义。

参考文献

[1]于骏一，邹青.机械制造技术基础[M].北京：机械工业出版社，2006

[2]杨吉春.连铸机类型及特点[M].北京：化学工业出版社，2011

[3]黄诚.方坯连铸机的高效化改造及发展[J].特殊钢，2002，23；28.

[4]史宸兴.实用连铸冶金技术[M].北京：冶金工业出版社，1998