立弯式连铸

连铸机台流数：1台, 2流

设计年产量：140万t/ a

板坯宽度：1400～2200mm

板坯厚度：230～400mm

板坯长度：最长10. 8m

连铸机冶金长度：15. 7m

垂直段长度：19. 256m

弧形半径：8m

拉速范围：0. 1～2. 5m /min

最大工作拉速：0. 95m /min

浇注平台标高： 15. 370m

出坯辊道标高：- 12. 7553m

钢水由钢包经过长水口,进入中间包,然后通过浸入式水口注入结晶器中,钢水在结晶器中冷却后形成一定厚度的坯壳,进入二次冷却设备后铸坯继续冷却直到完全凝固。完全凝固的铸坯通过铸坯弯曲装置进行弯曲,在铸坯导向装置的支撑下,进入矫直机进行矫直,然后由火焰切割机切割成定尺板坯,经过去毛刺、喷印后由吊车吊运下线。

立弯式连铸轧钢是指浇铸在垂直状态进行，铸坯未全部凝固之前呈垂直状态，全部凝固后，进入矫弯系统，弯曲90°呈水平状态输出的一种连续铸钢炼铁类型。

立弯式连铸轧钢保留了立式连铸的部分优点，铸坯冷却均匀，钢水中大型夹杂物在结晶器有上浮机会，残留夹杂物在铸坯内分布不产生局部积聚现象。由于铸坯弯曲后水平方向输出，所以切割设备可以布置在水平位置，使铸坯切割的定尺长度不受设备高度的限制。立弯式连铸是针对立式连铸高度与定尺长度密切相关，铸坯定尺长则立式连铸机高度相应增高外，立式铸机出坯不便，稍有故障即影响浇钢。

立弯式连铸机则避免了这两点不利之处。立弯式连铸机是立式连铸与弧型连铸之间的产物。这种铸机均为高架式。出坯在地坪面上，铸坯的总高度与立式连铸机差不多，但是多一套弯坯机构，因此造价比立式连铸机高，世界上此类连铸机数量不多，中国在70年代，石景山钢铁厂(首都钢铁公司前身)曾在炼钢试验厂内建过一台小方坯(90mm×90mm)立弯式连铸机(已拆除)。这类连铸机已被带液相弯曲的直弧型连铸机替代。

一般的弧形连铸机和立弯式连铸机,生产的铸坯厚度在300mm以下,厚度大于300mm的铸坯,采用弧形连铸机或立弯式连铸机生产,要求具有很大的弧形半径,且不易保证铸坯质量。德国迪林根钢厂5号连铸机,生产铸坯厚度为230～400mm,采用立弯式连铸机。这种立弯式连铸机垂直段较长,铸坯在垂直段完全凝固后再进行弯曲和矫直 。

立弯式连铸机在生产特厚钢板时具有以下优点:

(1) 垂直段较长,有利于夹杂物上浮;

(2) 铸坯在凝固时散热均匀,同一断面坯壳凝固厚度均匀,不易产生中心偏析,在生产特厚板坯和特殊钢种时板坯质量能够得到保证;

(3) 铸坯完全凝固后再进行弯曲和矫直,减小了铸坯凝固过程的内应力,能够有效地防止铸坯产生内部裂纹。

(4) 立弯式连铸机通过铸坯的在线弯曲和矫直,有利于铸坯的切割、去毛刺和下线。

立弯式连铸机主机设备支承在由钢结构组成的框架梁上。主要设备包括:钢包车、中间包和中间包车、结晶器、振动装置、二次冷却设备、二次冷却水收集和排出装置、铸坯弯曲装置、铸坯导向装置、矫直机、引锭杆系统、火焰切割机和出坯辊道等设备。

1　钢包车

钢包车由电机驱动,液压升降,钢包车具有称量功能。

2　中间包和中间包车

中间包钢水容量为50 t,塞棒机构控制钢流。中间包车由电机驱动走行,液压升降,液压对中微调。

3　结晶器

结晶器为紧凑型结晶器,不带足辊。结晶器宽边由碟形弹簧夹紧,液压缸释放进行宽度调节。结晶器宽度在维修区进行调节,由电机驱动齿轮箱和丝杆,调节结晶器宽度,在线手动进行微调。

铜板长度: 　700mm

铜板厚度: 　45mm

铜板材质: 　CuAg

铜板镀层: 　Ni

4　振动装置

振动装置为短连杆液压振动装置,可以在线调节振幅和频率。振动装置由两片组成,每片由一个带位移传感器的伺服液压缸驱动,四连杆机构导向,按照设定的振幅、频率实现垂直振动。

振幅:±1mm～ ±5mm

振动频率: 50～240次/min

振动波形: 正弦波

5　二次冷却设备

二次冷却设备由8个导辊段组成,不带驱动装置,都布置在垂直段,导辊段固定后冷却水自动接通。

导辊段1段支承在振动装置底座上,由12对宽边辊子(三分节辊) 、5对窄边辊子、内外框架、侧框架和二冷喷嘴等组成。内外侧框架和侧框架用螺杆连接,辊缝由调节垫板进行调节。窄边辊子由2个液压缸和导向杆与侧框架连接,根据铸坯宽度的不同,由液压缸调节两侧窄边辊子之间的距离。

导辊段2～8段结构相同。每个导辊段由6对辊子(三分节辊) 、内外框架、辊缝调节装置、导辊段固定装置、导辊段移出辊轮和二冷喷嘴等组成。内侧框架上设有导辊段移出辊轮和辊缝调节导向机构。导辊段安装时,在液压缸的推动下,导辊段辊轮沿导轨进入导辊段设定位置,由4个支承点将整个导辊段支承在梁上,由锁紧液压缸锁紧。调节辊缝时,辊缝调节装置在带位移传感器的液压缸推动下,外侧框架沿导向机构进行滑动,实现辊缝调节。导辊段的更换由专用升降机进行移出和更换。导辊段2～8段可进行远程调节辊缝,实现动态轻压下。

6　二次冷却水收集和排出装置

在每个导辊段之间,设有二次冷却水收集和排出装置,用于收集和排出过剩的二次冷却水。根据铸坯的不同厚度和宽度,排水装置在厚度和宽度方向可进行调节。

在导辊段和铸坯弯曲装置之间也设有密封板和排水装置,用于保护铸坯弯曲装置和下方的设备。

7　铸坯弯曲装置

铸坯弯曲装置布置在导辊段之后,设有3对驱动辊和1对顶弯辊,具有拉坯、弯曲铸坯和夹送引锭杆的功能。3对驱动辊均带有独立的驱动装置,每个驱动辊上带2个液压缸,驱动辊在机架中可以滑动,起拉坯、弯曲铸坯和夹送引锭杆的作用。顶弯辊悬挂在机架上,由2个液压缸推动,起顶弯铸坯的作用,同时用于脱引锭。

8　铸坯导向装置

铸坯导向装置布置在铸坯弯曲装置和矫直机之间,由1根实心光辊和5根盘型辊组成。实心光辊用于引锭杆导向和脱引锭, 5 根盘型辊起铸坯导向的作用。

9　矫直机

矫直机采用两点矫直,带有5根驱动辊, 2根上驱动辊由带位移传感器的液压缸驱动压下,进行铸坯矫直和拉坯。

10　引锭杆系统

引锭杆系统为下装式,刚性引锭杆,引锭杆由引锭杆车进行运输。引锭杆车布置在-16. 910m平台上,用于将引锭杆从等待位运送至装入位。同时引锭杆车上带3对驱动辊,将引锭杆向上提升,将引锭杆装入结晶器下口。引锭杆在等待位可以进行引锭头的更换 。

德国迪林根钢厂立弯式连铸机,主要生产结构钢、高强度结构钢和其他特殊钢种,产品主要用于酸性气体环境、压力容器、造船和其他特殊用途。该铸机生产情况正常,设备运行稳定,年产量140万t,达到设计要求,板坯内部质量良好 。

立式连铸是最早用于工业生产的连铸技术。1933年德国容汉斯(S.Junghans)发明结晶器振动技术，解决了由于初凝坯壳与结晶器粘连而引发的拉漏问题后，连铸进入工业应用，50年代到60年代前期，世界各国相继建设立式连铸机，但是由于这种类型铸机建设费用高、生产效率受高度的限制，加之连铸技术尚不完善，所以发展速度缓慢。

世界上第一台工业试验性立式连铸机于1946年在英国的劳莫尔工厂(Low Maor)建成，浇铸小断面铸坯。第一台工业生产用小方坯立式连铸机于1952年在英国的巴路(Barro)钢厂建成，第一台板坯连铸机(半连续立式铸机，板坯断面为180mm×800mm)在前苏联红十月钢厂建成。

中国第一台工业试验立式连铸机于1956年在上海钢铁研究所建成。第一台工业生产型立式连铸机于1958年建成于重庆第三钢铁厂，浇铸断面为170mm×250mm。1964年弧型连铸机问世，立式连铸机的建设多为弧型铸机替代，但尚有少数立式铸机仍在建设，甚至80年代还有新建立式连铸机的，中国太原钢铁公司第三炼钢厂即在1985年建设一台半连续浇铸不锈钢、合金钢的立式铸机。立式铸机大部分还在继续发挥作用，但也有部分已经拆除或改建。立式连铸机以前苏联拥有量最多，法国次之。

立式连铸主要工艺特点是：

(1)钢液从中间罐注入直立的结晶器，钢液中大颗粒夹杂物及部分小夹杂有可能上浮到表面，使用保护渣浇注时，夹杂可被保护渣吸收，而残留在铸坯内的夹杂物分布较均匀，不会出现弧型连铸时铸坯内夹杂物在内弧面积聚现象。

(2)铸坯的冷却均匀，凝固组织对称性好。

(3)坯在凝固过程及在铸机内不受弯曲、矫直等外力的作用，铸坯内部不会有机械应力引起的裂纹缺陷，且由于钢水静压力较大，易于凝固补缩，所以立式连铸适宜于浇注合金钢及裂纹敏感性高的钢种。

但是立式连铸设备总高度大，由于铸坯在垂直状态凝固，设备总高度还要随浇铸坯断面的增加和拉速度的提高而增大，铸坯定尺愈长铸机高度愈大，一般立式铸机的高度比弧型连铸机的高度大两倍，浇铸同类型断面铸坯，弧型铸机只有立式铸机高度的1/3。

如大型板坯或方坯铸机的高度(浇铸平台到输出辊道的上表面距离)在30m以上，一般较小断面的立式铸机高度也需20m左右，所以厂房高度很高或需将铸机部分设备建在地坑中(中国唐山钢厂一炼钢车间的立式铸机地坑深度为18m)。

因此立式连铸的基建工程量大，厂房或地坑的建设费用高。此外铸坯的运出较麻烦，一旦铸造过程出现故障、铸机只能停止工作。自20世纪60年代弧型连铸机问世以来，立式连铸机的建设基本上为弧型机替代。

浇铸和铸坯凝固全部过程都是在垂直状态中进行的连续铸钢|炼铁类型。这种连铸|轧钢的中间罐、结晶器、二冷区、拉矫机、切割设备以及接受定尺铸坯等一系列设备和操作均布置在一条垂直的中心线上(见图1)。钢水从中间罐注入结晶器后，初凝铸坯经二冷区加速凝固，由拉坯机以设定的拉速拉出，经切割后，定尺铸坯进入翻钢斗中，翻斗接受铸坯后将铸坯放至水平状态由输送辊道运出(地坑式铸机有提升机将铸坯提至地坪面上后再由地面辊道输出)，或者由翻钢斗倾斜倒到斜式履带运输机，由履带运输机将铸坯送到地面上由地面辊道输出，再由拉钢(或推钢)机将铸坯推到集中冷床上。

1—中间罐;2—结晶器;3—二冷区;4、5—拉坯机;6—切割设备;

7—翻钢斗;8—坑下输送辊道;9—提升机;10—地面辊道