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方板坯兼用连铸机的设计特点许剑豪【摘要】主要结合湘潭引进的2号方板坯连铸机,介绍了其在线主要设备的设计特点;该铸机也是为数不多的能生产高合金钢的方板坯连铸机;目前该铸机设备运行稳定、可操作性高、易于维护,且生产的方、板坯内部和外部质量均满足要求.同时还介绍了国内其他几种型号的方、板坯兼用的连铸机,并对这几种型号机的优缺点进行了讨论和比较.【期刊名称】《山西冶金》【年(卷),期】2018(041)005【总页数】3页(P56-58)【关键词】方板坯;连铸机;设计【作者】许剑豪【作者单位】中冶京诚工程技术有限公司,北京 100176【正文语种】中文【中图分类】TF777.1目前国内钢材市场波动较大，方坯和板坯产品价格也交替波动，因此有越来越多的钢厂寻求一机多能，以适应市场的变化。
目前大部分的方、板坯连铸机的设计均以板坯连铸机为基础，在板坯连铸机的基础上进行变化，本文主要介绍湘潭从S-VAI引进的方板坯连铸机的设计特点。
该铸机也是为数不多的能生产高合金钢的方、板坯连铸机。
该铸机只需要更换结晶器和弯曲段，就可以实现板坯和方坯之间的生产互换。
1 方、板坯连铸机的主要技术参数（见表1）表1 方、板坯连铸机的主要技术参数2 方、板坯连铸机的设计特点通常板坯连铸机的设备比方（矩）型坯连铸机复杂，因此在设计方、板坯兼容的连铸机时，一般都是在板坯连铸机为基础上进行变化，在保证板坯连铸机正常生产的情况下，兼顾满足方坯生产的需求；本文介绍的方、板坯兼容的连铸机就是这样的形式，因此以下内容主要介绍不同于普通板坯连铸机部分。
2.1 回转台及中间罐车设计回转台及中间罐车在浇注方板和板坯时通用，与普通板坯连铸机的设计类似，在此不再描述。
2.2 中间罐设计中间罐采用T型结构，中间罐上设计有3个彼此独立的开孔，用于安装式水口（如下页图1）。
浇注板坯时，堵住边上2个水口，采用浸入式水口快换装置[1-3]；而浇注方坯则采用整体式水口并配事故闸板（如下页图 2）。
1.3 连铸机的机型及其特点按结晶器是否移动可以分为两类：☆固定式结晶器（包括固定振动结晶器）的各种连铸机如立式连铸机、立弯式连铸机、弧形连铸机、椭圆形连铸机、水平式连铸机等；☆同步运动式结晶器的各种连铸机这种机型的结晶器与铸坯同步移动，铸坯与结晶器壁间无相对运动，适合于生产接近成品钢材尺寸的小断面或薄断面的铸坯,如双辊式连铸机、双带式连铸机、单辊式连铸机、单带式连铸机，轮带式连铸机等。
按铸坯断面形状分为:方坯连铸机圆坯连铸机板坯连铸机异型连铸机方/板坯兼用型连铸机按钢水的静压头分为:高头型低头型超低头型连铸机连铸机机型示意图1—立式连铸机；2—立弯式连铸机；3—直结晶器多点弯曲连铸机 4—直结晶器弧形连铸机；5—弧形连铸机；6—多半径弧形（椭圆形）连铸机；7—水平式连铸机同步运动结晶器连铸机机型1—双辊式连铸机；2—单辊式连铸机3—双带式连铸机；4—单带式连铸机；5—轮带式连铸机立式连铸机20世纪50年代至60年代的主要机型。
立式连铸机从中间包到切割装置等主要设备均布置在垂直中心线上，整个机身矗立在车间地平面以上。
1—钢包；2—中间包；3—导辊；4—结晶器；5—拉辊；6—切割装置；7—移坯装置采用立式连铸机浇注时，由于钢液在垂直结晶器和二次冷却段冷却凝固：钢液中非金属夹杂物易于上浮铸坯四面冷却均匀不受弯曲矫直应力作用产生裂纹的可能性较小铸坯质量好，适于优质钢、合金钢和对裂纹敏感钢种的浇铸。
立弯式连铸机立弯式连铸机是连铸技术发展过程的过渡机型。
立弯式连铸机是在立式连铸机基础上发展起来的，其上部与立式连铸机完全相同，不同的是待铸坯全部凝固后，用顶弯装置将铸坯顶弯90o C，在不同方向切割出坯，它主要适用于小断面铸坯的浇铸。
弧形连铸机弧形连铸机的结晶器、二次冷却段夹辊、拉坯矫直机等设备均布置在同一半径的1/4圆周弧线上；铸坯在1/4圆周弧线内完全凝固，经水平切线处被一点矫直，而后切成定尺，从水平方向出坯。
我国合金钢方坯连铸现状及设计特点周干水中冶连铸技术工程股份有限公司1. 前言在国外，特殊钢的生产比例不断提高，20世纪80年代初期工业发达国家的生产比例达到了总产量的15~30%（其中优质碳素结构钢占特殊钢的17~24%），已基本实现连铸生产。
而我国优质钢生产技术起步较晚且以优质碳结钢为主（占优质钢的76%），特殊钢产量较低、质量较差，90年代以前基本以模铸生产主。
2. 我国合金钢连铸机的现状2.1 我国合金钢连铸技术的发展过程在国际上合金钢连铸已经是完全成熟的技术，几乎能浇注所有钢种，如碳结钢、合结钢、弹簧钢、工具钢、不锈钢、轴承钢等。
由于我国特殊钢的生产主要集中在一些平炉、电炉厂，且以小型电炉厂居多，主要采用模铸-开坯-轧制成材生产工艺。
因此，我国的合金钢连铸技术起步较晚，直到80年代中期才开始引入连铸技术，受生产规模、厂房条件、资金条件、生产设备状况、生产经验等多种因素的影响，连铸机机型小、产量低、配置不完善，很多采用水平连铸机或小半径的连铸机，技术装备及设计特性与普通连铸机无多大区别，如一些生产厂采用R5.25m或R6m铸机生产弹簧钢、高碳钢及40Cr 等合结钢。
大部分水平连铸机为国内自主开发，技术装备低、生产能力低下。
为适应世界市场及国内市场的需要，90年代以后，我国合金钢连铸技术得到了迅猛的发展，早期主要以引进为主，部分钢厂通过技术改造或配套，在已有普通连铸机上生产中低碳优质碳结钢及一般合结钢等，并取得了一定效果，现阶段合金钢方坯连铸已基本达到国产化，板坯及超大方坯尚无成功国产化设计的先例。
2.2 我国合金钢连铸机的基本特点我国合金钢连铸机的建设主要表现为如下四种形式：(1). 原有特殊厂在进行炼钢系统的技术改造的同时，纷纷建造合金钢连铸机，如：长城特钢、大冶特钢、陕西特钢、重庆特钢、西宁特钢、无锡钢厂等。
其中一些小型钢厂由于资金等原因，早期采用引进二手设备或国产化设备技术装备水平普遍较低，产量规模较小，设备配置不完善，从而造成生产陷入困境、生产率低下；一些规模较大的钢厂采用引进全新设备与技术，生产效率高，合金钢生产比例较高，质量稳定。
连铸主要有：钢包经大包（回转台），经中间罐车的中间罐，经结晶器一次冷却，由引锭杆将钢坯引导经连铸设备的扇形段连铸机，进入水平段和连铸辊道，经定尺切割设备的刀片切割，就可进入热轧了连铸技术涉及到连铸的工艺和设备、耐才等各个方面。
工艺方面有连铸钢水的纯净度、过热度、拉速、结晶器的倒锥度、开口度、铸机的弧形半径等。
另外连铸坯还有质量判定等。
设备方面有中包车、大包回转台、结晶器、隔扇段、扇形段、一次切割、二次切割等。
耐才主要是涂料和连铸三大件钢包回转平台：用于更换钢包中间罐：接钢包的钢水并且向结晶器供应钢水，起到稳流和分流的作用结晶器：钢坯形成的地方冷却导向装置：给钢坯迅速成形拉矫棍道：将钢坯从结晶器中拉出，并矫正钢坯的形状引锭杆：检修完毕后从结晶器中将钢坯拉出的设备火焰切割机：将钢坯分段冷床：冷却并防止弯曲转炉生产出来的钢水经过精炼炉精炼以后，需要将钢水铸造成不同类型、不同规格的钢坯。
连铸工段就是将精炼后的钢水连续铸造成钢坯的生产工序，主要设备包括回转台、中间包，结晶器、拉矫机等。
本专题将详细介绍转炉（以及电炉）炼钢生产的工艺流程，主要工艺设备的工作原理以及控制要求等信息。
由于时间的仓促和编辑水平有限，专题中难免出现遗漏或错误的地方，欢迎大家补充指正连铸工艺详解连铸的生产工艺流程：将装有精炼好钢水的钢包运至回转台，回转台转动到浇注位置后，将钢水注入中间包，中间包再由水口将钢水分配到各个结晶器中去。
结晶器是连铸机的核心设备之一，它使铸件成形并迅速凝固结晶。
拉矫机与结晶振动装置共同作用，将结晶器内的铸件拉出，经冷却、电磁搅拌后，切割成一定长度的板坯。
连铸钢水的准备一、连铸钢水的温度要求：钢水温度过高的危害：①出结晶器坯壳薄，容易漏钢；②耐火材料侵蚀加快，易导致铸流失控，降低浇铸安全性；③增加非金属夹杂，影响板坯内在质量；④铸坯柱状晶发达；⑤中心偏析加重，易产生中心线裂纹。
钢水温度过低的危害：①容易发生水口堵塞，浇铸中断；②连铸表面容易产生结疱、夹渣、裂纹等缺陷；③非金属夹杂不易上浮，影响铸坯内在质量。
方圆坯弧形连铸机工艺设备特点简介摘要：随着近些年来我国现代化建设水平的不断提升，当前各行各业对于钢铁的需求质量以及需求数量都在不断提升。
为了迎合社会的需求，强化钢铁相关行业的发展势头，本文结合当前我国方圆坯弧形连铸机的发展现状，着重就其工艺特点以及设备的特点进行简要阐述，以期能够促进我国钢铁行业的发展，也为实现企业进一步综合效益提供前提与保障。
关键词：建筑工程造价管理；问题；对策作为冶金设备中重要的组成部分，当前我国的连铸机的发展水平处于世界中级水平，尽管具有一定的技术含量，但是缺乏竞争以及理论环境，在一些细节上与西方发达国家的冶金设备发展水平依然具有不小的差距。
其中，由上海冶金设备制造厂负责研发与制造的方圆坯弧形连铸机不但具有优良的生产效率以及生产工艺稳定性，同时还能够实现对不同管坯的加工的同时实现同样精度的控制，大大提升了我国冶金设备的发展水平，也为实现我国现代化提供了新的发展方向与思路。
一、方圆坯连铸机工艺特点1.连铸机主要工艺技术特点方圆坯连铸机的工艺特点主要具有以下几个方面的内容：其一，弧形半径为13米。
由于弧形半径的大小可以直接匹配多种不同的钢种进行灵活生产，所以大大拓宽了方圆坯连铸机的生产范围，通过改善内部铸坯的质量水平，不但有效改善了连铸机的控制效果，还提升了生产的灵活性，促进了企业的综合效益提升。
其二，方坯与园坯可以共同生产。
由于设备的灵活性较强，再加上在实际生产中往往需要对不同的客户进行相应的技术调整，这也就凸显出了方圆坯连铸机的特点，由于可以进行灵活的调换，不但提升了圆形坯的制作半径，同时还可以进行方形坯的生产，做到一机多用，极大的扩充了使用的范围，从而为企业节约了生产与采购成本。
其三，自动保护技术。
由于方圆坯来连铸机中加入了自动化设备，通过有效控制保护渣的加入速度来实现保护渣的分布均匀性，除此之外，自动保护技术的应用范围还包括改善结晶器内部的润滑条件以及促进生产的整体效率，从而降低了生产风险，提升了整体利润。
连铸机型及特点（1）连铸机型分类从上世纪50年代连铸工业化开始，30多年来，连铸机的机型发展经历了一个由立式、立弯式到弧形演变过程。
图7－1表示了现有几种用于工业生产的连铸机型简图。
图7－1 各种型式连铸机结构特征a－立式；b－立弯式；c－直结晶器弧形；d－弧形；e－多半径弧形（椭圆形）；f－水平式连铸机可以按多种形式来分类。
若按结构外形可把连铸机分为立式连铸机，立弯式连铸机，带直线段弧形连铸机，弧形连铸机，多半径椭圆形连铸机和水平连铸机。
近年来随着连铸技术的发展，又开展了轮式连铸机，特别是薄板坯连铸机的研究。
如果按照连铸机所浇铸的断面的大小和外形来区分，连铸机又可分为板坯连铸机、小方坯连铸机，大方坯连铸机、圆坯连铸机、异形断面连铸机和薄板坯连铸机。
在方坯连铸机中也包括矩形坯连铸机，通常把浇铸断面或当量断面积大于200×200mm的铸坯叫大方坯，断面或当量断面积小于160×160mm的铸坯叫小方坯，宽厚比大于3矩形坯称为板坯。
若按连铸机在共用一个钢水包下所能浇铸的铸坯流数来区分，则可分为单流、双流或多流连铸机。
在一台连铸机上，根据生产要求，既可浇铸板坯又能同时浇铸几流方坯的连铸机叫做方、板坯复合连铸机或简称为复合式连铸机。
有的厂家为了区分连铸机所能浇铸的钢种，在铸机前冠以特殊方坯连铸机或不锈钢板坯连铸机，以示与浇普通钢连铸机的区别。
中国冶金行业网（2）各类连铸机的特点1)立式连铸机立式连铸机的主要特点是：①铸机的主要设备布置在垂直中心线上，从钢水浇注到铸坯切成定尺，整个工序是在垂直位置完成的。
铸坯在切成定尺后由升降机或运输机送到地面。
②从工艺上看，钢水是在直立结晶器和二冷段逐渐结晶，有利于钢水中非金属夹杂物上浮，坯壳冷却也比较均匀，这对浇铸优质钢和合金钢是有利的。
另外，铸坯在整个凝固过程中不受任何弯曲、矫直作用，更适合于裂纹敏感性高的钢种的浇铸。
③立式连铸机设备高，建设费用大，设备的维护和铸坯的运送都比较困难。
课程设计--小方坯连铸机的设计一引言连铸技术是现代炼钢生产中最具有革命性的技术之一，其特点是节约能源、提高成材率和便于机械化、自动化操作，在过去的三十年中连铸技术得到了快速的发展与推广，特别是在两次世界石油危机的推动下，连铸生产规模空前扩大，涌现了许多实现全连铸的钢铁联合企业，连铸比的高低已经成为一个国家钢铁工业发展水平的标志。
随着现代工业对特殊钢、高质量钢的需求不断扩大，以及连续铸钢技术的迅速发展，对连铸工艺过程也有了更高的要求。
连续铸钢工艺从原料到成品的过程中起着关键性作用。
连铸工艺的优与劣直接影响钢产品的质量、性能和企业的经济效益。
且随着炼钢和轧钢技术的进展，钢铁工业结构的变化和对产品的规格、质量的新要求，这使得采用常规和铸锭—开坯工艺难以满足一些大型钢铁企业的生产和发展，为此，研究连铸的新工艺和新技术是必要的。
本文在阅读大量文献基础上，着重介绍了小方坯连续铸钢的发展概况、连铸机的选型，以及连铸机的工艺参数确定、设备的选型和相关参数进行了设计，并对连铸车间进行布置，使其保证连铸稳定、持续的进行。
最后本文还介绍了一些方坯连铸的新技术。
第一章绪论1.1我国方坯连铸发展的状况我国是在炼钢生产中研究、应用连铸技术较早的国家之一。
20世纪50年代中期，当连铸技术在前苏联、英国、意大利、加拿大等国进入工业性试验阶段时，我国即着手进行试验研究工作。
1956年我国在当时的重工业部钢铁综合研究所建成了直径80ｍｍ的圆坯半连铸试验装置。
1957年在上海钢铁公司中心试验室建成一台高架立式方坯连铸机；1958年在唐山钢铁厂建成了第一台工业生产的立式连铸机，同年在重庆第三钢铁厂建成投产一台两机两流，配合30ｔ转炉，浇铸175ｍｍ×250ｍｍ矩形坯的立式连铸机。
1960年在唐山钢铁厂建成一机一流，配合5ｔ转炉浇铸150ｍｍ×150ｍｍ小方坯的立式连铸机。
我国发展的连铸机型大多为立式连铸机，生产效率低。
江鑫钢铁10流方圆坯连铸机设计特点
作者：段世钰陈永军
来源：《建筑建材装饰》2014年第01期
摘要：介绍江鑫钢铁10流连铸机设计特点，该连铸机具有流数多、浇铸断面丰富、自动化控制程度高的特点。
关键词：连铸机；设计特点；10流
前言
为了贯彻我国钢铁发展产业政策，淘汰落后产能，优化生产结构，山东临沂江鑫钢铁有限公司扩建120t转炉炼钢车间。
钢厂采用铁水预脱硫→顶底复吹转炉炼钢→（吹氩处理）→LF 钢包精炼炉→连铸→（铸坯热送热装轧机生产线加热炉）的先进的工艺流程，车间内新建一座120t顶底复吹转炉、一座LF钢包精炼炉和一台10机10流方圆坯连铸机。
此连铸机是临沂江鑫钢铁有限公司长期战略发展的一部分，同时也有利于带动周边相关企业的发展。
1 生产规模及产品
2 连铸机性能参数
表1 连铸机性能参数
3 连铸机工艺流程
钢包在回转台上座定之后，旋转180°到浇注位。
钢包具有两个水口，分别向两个中间包内同时浇注钢水。
打开钢包滑动水口，使钢水经长水口进入中间包，当钢水液面达到一定深度后，开启中间包水口，使钢水进入结晶器。
在结晶器内冷却水的强制冷却下，钢水开始凝固，形成具有一定厚度的坯壳。
在拉矫装置的作用下，铸坯从结晶器内被拉出，进入二次冷却区，在此铸坯受到气水雾化二次冷却，钢水继续凝固，进入拉矫装置后达到完全凝固或带有较少量的液心，铸坯经矫直，由弧形变为水平。
铸坯进入切割机时，已完全凝固，火焰切割机将铸坯切割为所要求定尺长度的成品，经运输辊道送至冷床系统，通过热送辊道或汽车运送到轧钢车间加热炉区域。
4 连铸机工艺布置
连铸机车间厂房由连铸跨、过渡跨、出坯跨组成，三跨平行布置。
连铸机回转台布置在连铸跨与钢水接收跨之间，浇铸设施、操作平台、结晶器及振动装置、导向段设备、拉矫设备等布置在连铸跨，切割设备、运输辊道、引锭杆及其存放设施布置在过渡跨，冷床设施布置在出
坯跨。
中间包修砌、中间包干燥、中间包存放、结晶器维修、结晶器存放等设备布置在连铸跨厂房内，备件存放等设备布置在过渡跨，铸坯堆存区域设在出坯跨。
5 连铸机设计特点
（1）连铸机机型选择大半径弧形连铸机，采用多点矫直技术，使铸坯的变形率得到了有效控制，从而获得了较高的铸坯质量。
（2）带钢包称量和钢包加盖的直臂式大包回转台。
采用钢包加盖装置可减少钢包内钢水在浇注过程中的温降，同时也可防止空气中夹杂物进入钢包，保持钢水清洁度。
（3）带液压升降、液压横移的高低腿式中间包车。
（4）采用大容量、深液面中间包冶金技术，钢水在中间包内停留时间大于10min，保证钢水中大颗粒非金属夹杂物有充分的时间上浮。
（5）中间包内腔为“L”形结构，有利于设置冲击杯、挡渣墙等设施，确保钢水合理流动。
利用数学模型，结合水力学试验来设计的中间包，拥有最佳几何尺寸、最佳流场。
（6）采用双中间包浇注，相应减少了中间包尺寸，保证中间包刚性，包底变形小，确保水口对中。
（7）浇注过程中使用双中间包，另有双中间包在烘烤位备用，可实现中间包的热更换，提高铸机作业率。
（8）采用塞棒自动执行机构控制中间包钢流，以保证结晶器内钢水液面的稳定，从而实现恒拉速、恒液位生产，提高铸坯质量和炼钢工艺水平。
（9）采用中间包定径水口快速更换装置，可以提高连铸机连浇炉数及钢水收得率，减少耐火材料消耗，降低生产成本，提高经济指标[1]。
（10）浇注高品质钢种时，钢包到中间包采用长水口及氩气保护浇注，中间包到结晶器采用浸入式水口保护浇注，防止钢水二次氧化及气体的吸入，同时减少钢水温度降，减少钢水在浇注过程中形成的夹杂物，提高连铸坯洁净度，保证轧材质量[2]。
（11）采用国际先进的均匀窄水缝、高水速冷却的管式结晶器。
这种结构将会有效避免冷却水的局部沸腾，从而使通过结晶器的铸坯在凝固的同时，不仅增加了坯壳厚度，而且可减少裂纹。
（12）结晶器液面自动控制采用铯源型液位检测，减小钢水液面波动量。
（13）采用结晶器外置式电磁搅拌技术，在钢水最初的凝固过程中，对钢水进行搅拌，将树枝晶打碎作为结晶核心扩大等轴晶区，有利于气泡和夹杂物的去除，同时减轻铸坯中心成分偏析，从而改善铸坯的表面和内部质量。
此外，它还能消除部分钢水温度波动造成的对铸坯质量的不利影响，加快钢水热量传递、散发，提高浇铸速度[3]。
（14）采用四连杆电动缸非正弦振动技术，可以实现振动参数、振幅、振动频率、偏斜率等的在线调节；刚度大，能满足大断面拉矫阻力的要求，适用于高负载、高频率、高拉速的生产条件；工作平稳、可靠，振幅精确，便于维修、磨损小，利于长期使用。
（15）二冷区采用气水雾化冷却。
其水量根据不同钢种、坯型、拉速、钢水温度等参数，运用二次配水方程进行配置，形成多条水量曲线，并可通过PLC进行多种选择、调整和修正，有效保证了铸坯质量。
（16）采用四机架多点矫直拉矫机，拉速可调，可满足不同钢种和不同铸坯断面对拉速提出的不同要求，满足上引锭时较快的速度要求；通过液压缸调整上下辊的开口度，能够满足多种铸坯断面和引锭杆通过的工艺要求；采用全水冷型拉矫机，对拉矫辊、机架、轴承座、减速机实施有效水冷措施，彻底解决了拉矫机因高温工作环境而造成的故障率高、维护工作量大，影响铸机作业率，甚至造成因机架和辊子等经常变形而严重影响铸坯质量等问题。
（17）采用非接触式红外自动定尺系统，可大大提高定尺精度，定尺控制精度达到5～
8mm。
（18）采用液压步进翻转冷床来实现对长定尺铸坯的移送及翻转，使铸坯冷却快而均匀，平直度好。
6 结束语
临沂江鑫10流方圆坯连铸机在总体工艺流程的选择上，以实现本项目所选定的生产品种为核心目标，合理选择设备配置，形成所选定产品的最佳生产模式，为企业创造一个良好的生产管理平台，获得最佳的综合技术经济指标；在总图布置上，充分利用车间工艺条件，紧密联系各工序之间的技术衔接，使各工序都能充分发挥其生产能力，尽量减少生产过程中各类物质的输送路线，运输工具的相互矛盾与干扰，实现连续化和紧凑化生产，实现连铸生产的工艺现代化、生产集约化；在设备配置上，力求配置一流的新型设备，侧重设备的先进性、可靠性、实用性，使各工序设备做到物尽其用，实现连铸生产的高效率。
总之，临沂江鑫10流方圆坯连铸机是科技含量高、经济效益好、资源消耗少的具有国内先进水平的生态环保型现代化连铸生产线。
参考文献：
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