一种解决结晶器液面波动的连铸机改造方法.pdf

具体实施方式

一种解决结晶器液面波动的连铸机改造方法，连铸机弧形区包括多个扇形段，沿扇形段内外弧分布有传动辊和自由辊，其特征是：弧形区开始的的第一扇形段12和第二扇形段13的内外弧分布的传动辊为基准辊3，缩小第一扇形段12和第二扇形段13中传动辊两侧自由辊辊径，调整自由辊与基准辊辊间距和自由辊与自由辊之间的辊间距，达到破坏因全体扇形段基准辊与自由辊间距和自由辊与自由辊之间的辊间距相同产生铸坯鼓肚量周期性变化引起的液芯容积的周期性变化。

图1给出了连铸机弯曲段、弧形段辊列布置示意图，图2给出了现有的扇形段辊列布置图。

从图1可以看出：连铸机浇铸过程中，从结晶器8通过足辊9，在由弯曲段10至弧形区扇形段区域11，带有液芯的铸坯由弯曲段10和弧形区扇形段区域11辊子支撑，在弧形区扇形段传动辊的驱动下沿浇铸方向运动。在运动过程中，坯壳里面的钢水不断凝固，坯壳由薄变厚，一直到完全凝固。

如图2所示，它是弧形区扇形段区域11的第一扇形段12现有技术结构示意图，图1的弯曲段10的辊子间距相同，在第一扇形段12所有的扇形段的辊径相同，辊子间距都为S2，虽然，图2中给出了弧形区扇形段区域11的第一扇形段12，实际上在现有的技术中，弧形区扇形段区域11所有的扇形段的辊径相同，辊子间距都为S2。这样布置辊列的连铸机存在结晶器液面波动现象。

理论上，在钢水静压力的作用下，带有液芯的坯壳在两个支撑辊之间始终有鼓肚量，鼓出的坯壳到达下一对辊子时又被压回原来的状态，等间距或近似等间距排列的支撑辊会对坯壳形成周期性挤压，因此造成铸坯液芯容积的周期性变化，从而造成结晶器液面的周期性波动。铸坯鼓肚量δ由下列公式计算：

式中：δi——鼓肚量

pi——钢水静压力

Li——辊间距

ts——当前拉速经过一个辊距所用时间

Si——坯壳厚度

E——弹性模量

从上式中可以看出，鼓肚量δi与5个参数有关（pi、Li 、ts、Si、E），其中弹性模量E与钢种有关，ts和Si两参数主要由拉速、冷却强度等浇钢工艺决定，pi与该处距结晶器液面的高度有关，辊间距Li则完全取决于连铸机辊列布置。

根据以上分析，理论上改造弧形区的辊间距可以有效改变该区域的坯壳鼓肚量，破坏因全体扇形段鼓肚周期性变化引起的液芯容积的周期性变化，从而解决结晶器的液面波动问题，然而对于新建的板坯连铸机没有问题，而对于需要改造的板坯连铸机，则需要影响连铸机正常生产，增加改造费用和工作量。

如图3所示，一种结晶器液面波动的辊列布置方法，通过以扇形段开始的的第一扇形段12和第二扇形段13的内外弧分布的传动辊为基准辊，缩小所述的第一扇形段12和第二扇形段13传动辊两侧自由辊辊径，改变辊子对铸坯的支撑间距。有效改变该区域的坯壳鼓肚量，破坏因全体扇形段鼓肚周期性变化引起的液芯容积的周期性变化，从而解决结晶器的液面波动问题。

在图3中，保持弯曲段不变，其它扇形段不变，而只改变弧形区第一扇形段12和第二扇形段13，弧形区扇形段区域11的其它扇形段的辊间距S2不变,第一扇形段12和第二扇形段13中与基准辊3相邻的第二自由辊2和第三自由辊4与基准辊3之间则由辊子间距S2变为S3，而第一扇形段12和第二扇形段13中的第一自由辊1与第二自由辊2，第三自由辊4、第四自由辊5、第五自由辊6和第六自由辊7之间的辊子间距为S4。

图3保持扇形段内外弧半径不变、传动辊辊径不变、传动辊位置和扇形段外形不变或变化较小情况下的一个扇形段改造实施例，在基准辊3位置不变或变化较小的情况下，将自由辊辊径由φb减小至φc，并将自由辊数量由n对增加至（n+1）对，重新布置后的辊间距由原来的一种(S2)变为两种（S4、S5），其中辊间距S4和S5与原辊间距S2相比，变化量必须大于20mm。确切讲是自由辊数量由n对增加至（n+1）对，重新布置后的自由辊与基准辊辊间距和自由辊与自由辊之间的辊间距变化量大于20mm。也就是自由辊与基准辊辊间距和自由辊与自由辊之间的辊间距在25-45mm之间。

用上述方法改造后的扇形段替换原来的第一扇形段12和第二扇形段13，扇形段传动、安装方式及电气控制没有变化，实施后近一年的生产过程中，结晶器液面波动均在连铸机生产要求范围内，稳定了生产操作，包晶钢、低合金钢等对液面波动敏感的钢种在这台连铸机上都可以正常浇铸，给钢厂带来了可观的经济效益。