大方坯连铸机出坯系统的特点及设计要领

重型机械　　　　　　　　　　　　　　　　　　2006No14

大方坯连铸机出坯系统的特点及设计要领

刘彩玲,杨拉道,王　蓉,王国啸

(西安重型机械研究所,陕西　西安　710032)

摘　要:本文以大方坯连铸机典型的出坯线为依据,结合作者多年的设计和生产实践经验阐述了大方坯连铸机出坯系统的总体功能、设备特点、设备运转过程、设备布置及其设计原则等,供大方坯连铸设计工作者和大方坯连铸生产厂参考。

关键词:连铸;方坯;出坯;热送;

中图分类号:TF77712　　文献标识码:A　　文章编号:1001-196X(2006)04-0038-05

Therun2outsystemπscharacteristicsanddesignofbloomcasterLIUCai2ling,YANGLa2dao,WANGRong,WANGGuo2xiao(Xi’anHeavyMachineryResearchInstitute,Xiπan710032,China)

Abstract:Basedontherun2outlineoftypicalbloomcasters,thearticlepresentstherun2outsystemπsgeneralfunction,equipmentfeature,runningprocess,layout,designprincipleandetc..Itprovidesreferencedatatobloomcasterdesignersandplants.Keywords:concaster;bloomcaster;run2out;hotferrying

1　概述

与板坯连铸机相比,大方坯连铸机具有所浇断面特殊、钢种特殊及流数多等特点,其出坯区域的设备布置和各单机设备也有其自身的特点。与主机区域的布置和设备组成相比,尽管大方坯连铸机的出坯系统与铸坯的凝固过程等没有关系,但它是大方坯连铸机成套设备必不可少的组成部分,其铸坯运行的流畅与否和整台连铸机生产节奏关系甚为紧密,下面从设计和生产的角度出发,就大方坯连铸机的出坯系统做以阐述。

大方坯连铸机出坯系统的主要功能是输送引锭链及铸坯,可分解为下述功能:①脱引锭及引锭收集存放;②铸坯定尺切割及切头切尾;③铸坯输送;④铸坯输送过程中称重、打号、去毛刺;⑤铸坯热送热装;⑥铸坯下线清理、修磨、空冷、缓冷等;⑦冷坯上线;⑧下线冷坯运送。

212　出坯系统的设备布置和运转

大方坯连铸机出坯系统的设备是由连铸机最后一个拉矫机机架开始直至轧钢机加热炉之前的输送设备为止的区域内的设备组成。由于大方坯连铸机浇铸的钢种、断面、流数及产量等因素,不同的大方坯连铸机出坯系统的设备布置往往会有较大的差异。21211　出坯系统(一)

2　出坯系统的总体功能与设备布置

211　出坯系统的总体功能

收稿日期:2006-04-16;修订日期:2006-05-08

作者简介:刘彩玲(1963-),女,西安重型机械研究所高级工

程师。

图1是A厂大方坯连铸机出坯系统设备组成和运转流程,图2是A厂出坯系统布置图。

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图1　A厂大方坯连铸机出坯系统设备组成和运转流程图2　A厂大方坯连铸机出坯系统布置图

21212　出坯系统(二)

图3是B厂大方坯连铸机出坯系统设备组成和运转流程,图4是B厂出坯系统布置图。

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图3　B厂大方坯连铸机出坯系统设备组成和运转流程图4　B厂大方坯连铸机出坯系统布置图

21213　两个出坯系统的主要特点比较

(1)出坯系统(一)有直接热送线,能使铸

(3)出坯系统(二)设计了冷坯上线辊道和

设备,而出坯系统(一)没有此设备,冷坯不上出坯线。

(4)出坯系统(二)因出坯线较长,设有等

坯热送热装,节约了能源。由于钢铁厂场地条件,出坯系统(二)不能热送热装。

(2)出坯系统(二)设置了去毛刺机,去掉

待辊道(一)和等待辊道(二)作为缓冲,使生产节奏协调从容,增加了生产组织的灵活性和可靠性。

火焰切割时留下的毛刺,提高了板坯质量和成材率。

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焰切伤。313　辊道

(5)出坯系统(二)采用铸坯转盘双向出坯

的巧妙构思,缓和了生产节奏,同样给生产组织带来了灵活性及方便性。

(6)就铸坯的在线出坯跟踪方式来说,出坯

大方坯连铸机的铸坯输送辊道大多为单辊驱动。314　铸坯称量

系统(一)采用机械式检测辊,出坯系统(二)采用耐高温光纤光电管。

(7)出坯系统(二)由于车间场地原因,主

采用称量传感器作为检测元件的铸坯称量装置每流出坯线上配置一台,布置在称量辊道下方,液压缸推动连杆机构进而带动称量架升起,对铸坯进行称量。315　喷印装置

出坯线有两条,用横移台车衔接,这样设备造价较高。

大方坯连铸机出坯系统根据所浇钢种、铸坯流数、定尺、车间的场地结构及面积,可以布置出许多不同的方案,因此设计出一个好的出坯系统需要丰富的经验和艰辛的劳动。

大方铸连铸机采用打印和喷印两种型式对铸坯进行编号,由于大方坯搬运时为几根铸坯一块儿搬运,则不论是打印还是喷印,号码一般都表示在铸坯切割后的端面上。316　横移台车3　出坯系统主要设备功能及特点

311　引锭系统

铸坯横移台车实际上为一台工作频繁、自动控制的专门用于将铸坯吊离辊道的起重机设备,安装在铸流出坯辊道和推钢及收集台的上方。当铸坯在出坯辊道上停稳后,横移台车提升吊钩吊起铸坯,横移到推钢机及收集台上放置,然后再返回进行下一块铸坯的吊运。317　推钢机及收集台

大方坯连铸机的引锭系统包括引锭链,脱锭装置、引锭收集装置及线外引锭链吊具及其存放架。

引锭链为短节距链式结构,脱锭装置为液压缸连杆机构。与板坯连铸机不同的是引锭链收集装置,由于大方坯连铸机往往大于1流,因此引锭链是通过液压缸带动连杆机构进行摆动,把每流的引锭链摆动到每流出坯辊道线的一侧收集存放。

312　火焰切割系统

推钢机及收集台有两种典型的结构形式,一种是推头推着铸坯在轨道上滑行,另一种是步进式升降输送铸坯,也叫步进梁式收集台,两种结构均采用液压缸驱动。需要下线的铸坯由横移台车吊放到推钢机及收集台上暂时存放,最后由车间吊车吊走。318　转盘

火焰切割系统由火焰切割机和切割区辊道组成。火焰切割机每流一台,和板坯连铸正常双切割的最大不同之处是,每台切割机正常切割铸坯为单,当切试样时才会前后双切割。而板坯连铸机切试样时,前后共有4把。

和板坯连铸机一样,火焰切割机的测长装置有接触式测长和红外线非接触式测长两种型式。在大方坯连铸机上,目前应用较多的是非接触式远红外测长。

切割区辊道分为切前、切下和切后三组。切下辊道有平移式和摆动式两种。当切割浇铸中的铸坯时,辊子处于随动状态,切割行程内的某辊子可设计成平移式也可设计成摆动式,以避开火

转盘用于出坯线转向,将铸坯旋转一个角度后输送。转盘有电机驱动和液压缸驱动两种方式。相比较而言,液压缸驱动方式转盘结构简单重量轻。

4　出坯系统的设计要领

(1)铸坯跟踪:大方坯连铸机出坯系统设计

时首先要考虑计算机对铸坯的跟踪,跟踪元件的选择应考虑连铸高温出坯的特殊环境。

(2)辊道辊子结构可采用平辊、花辊、空心

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辊等类型。花辊散热好,在方坯连铸机上使用较多。

(3)辊道辊径根据铸坯重量进行强度计算,

的设备。

(12)热送热装。出坯系统设计时,首先须

考虑有无直接热送(用辊道直接热送或专车直接热运送到轧钢厂)的铸坯,热送热装坯的比例,下线坯比例,清理坯比例,上线坯比例,是否要设计缓冷坑等重要因素。

(13)铸坯汇流。多流大方坯连铸机要考虑

并参考已有连铸机。

(4)辊道辊距应小于最短铸坯定尺的一半,

常见为1500mm。

(5)辊道驱动方式分单传动和集中传动两

种,一台方坯连铸机常为多机多流,因此一般都用单传动辊道。

(6)辊道分组出坯辊道辊子数量多,输送距

汇流的方式,是采用横移台车还是采用拉钢机,汇流后的设备周期需要准确验算。

(14)铸坯上下线。对有些大方坯连铸机和

离长,一般根据铸坯定尺长度、铸坯的处理功能及自动跟踪要求对辊道进行分组设计并控制。

(7)辊道线速度的大小和变化根据生产节奏

所要浇铸的钢种,铸坯需进行表面质量检查,下线检查并处理后的合格铸坯又要上线。上下线的铸坯必须计算吊车的吊运周期、推钢机及收集台的承载能力以及推钢机的推钢周期。吊车的作业率一般不能超过65%。(15)铸坯吊运。设计时吊车吊运铸坯不应和辊道的功能特点(如停止精度、与连铸机同步、输送铸坯的周期等方面)确定,例如切前辊道、切下辊道、切后辊道、去毛刺辊道等等。根据辊道的不同功能,常用的最大线速度有60m/min,30m/min,10m/min,5m/min等。该经过设备和车间内的小建筑物。

(16)热坯存放区。确定热坯存放区的位置

必须进行出坯系统每个设备的周期计算,才能最终确定辊道速度。计算设备周期时,电机启、制动的加、减速时间按小于2s设计。每个设备的周期都必须满足连铸机的生产节奏,且必须留有余地,例如,增加等待辊道(缓冲辊道),以预防突发事故的产生。

(8)辊道调速方式。速度分类有单一速度、

需考虑一年四季的自然风向,以免热风吹向设备、休息室、操作室,事故维修点等。

(17)液压站设置。液压站距离热坯区应远

一些,最好在地下。

(18)设置升降挡板。用于铸坯跟踪系统故

障时的铸坯定位。正常情况下,铸坯在辊道上停止精度,使得其端部与升降挡板之间有100mm的距离,事故状态下,升降挡板才起作用。

(19)设置过跨台车。过跨台车分两类,一

逆变器矢量控制变速、变频变压变速等。变极和绕线电机串电阻变速的方法已经不再采用。

(9)电机与减速机选取按照两个辊道支撑一

类是运送板坯,一类是运送被维修的连铸机在线机械设备,设置与否及台数根据需要确定。

(20)人行过桥。在连铸机出口等适当位置设

块铸坯计算,按此计算出的电机静功率再乘以118～210倍的安全系数选取电机。应选用辊道

专用电机和减速机,采用电机减速机直联型结构,电机在减速机下面,以防止热量辐射,单传动辊道减速机可选用行星减速机,也可选用三环减速机。

(10)操作方式。所有自动控制的设备必须

计跨越出坯辊道的人行过桥,以方便生产管理。

5　结束语

大方坯连铸机出坯系统具有多样性,系统的设计是一个复杂细致的工作过程,应根据铸坯切断后的流程、车间总体平面布置及厂房条件等反复优化,挑选出最佳出坯方案,使之达到生产环节紧凑、工序合理、铸坯运行流畅,占地面积小,节省投资等。

有“手动”“自动”两种操作方式,手动操作箱均设置在机旁或附近的操作室内。

(11)吊车极限。设备设计布置时应考虑吊

车的起吊极限,使吊车能够顺利起吊需下线维修