大方坯连铸机拉矫机改造

大方坯连铸机拉矫机改造

宋振雷,李超

(江阴兴澄特种钢铁有限公司，江苏，江阴 214400)

摘要: 拉矫机的作用是在浇筑的过程中将热坯往下拉，并将有弧度的坯矫直。

      拉矫机的设计带有轻压下功能，通过这种压下作用，连铸坯的化学分离液芯在被与浇注相反的方向上被挤压。该过程是通过在液芯即将最后凝固点的区域进行小的厚度压下来进行的。这种作用减少了中心线偏析和缩孔率，并补偿了凝固的收缩，并关闭了沿坯料中心线形成的空隙。 

关键词    拉矫机 轻压下 连铸机

IMPROVEMENT ON WITHDRAWAL AND STRAIGHTENING UNIT OF BLOOM CONTINUOUS CASTING

Song Zhenlei  Li chao

(Jiangyin Xingcheng Special Steel Co . ,Ltd ，Jiangsu 214400，Jiangyin)

Abstract :The purpose of the Withdrawal and Straightening Unit (WSU)is to withdraw the hot strand while casting, straightening the curved strand to a straight one.

The WSU is designed for mechanical soft reduction (MSR). With this practice the chemically segregated liquid core of the continuously cast bloom is squeezed in the direction opposite to the casting. The process takes place by applying a small thickness reduction in the area where the liquid core closes at the final point of solidification. This action reduces centerline segregation and porosity and compensates for the shrinkage of solidification and closes the voids formed along the bloom centerline.

Key words     WSU  Mechanical soft reduction  Bloom continuous casting

1前言

大方坯连铸机自2007年投产以来一直稳定运行，但随着设备的老化和工艺要求的提高，拉矫机轻压下功能的能力已不能满足要求。生产高规格钢种对轻压下的压力要求超出了拉矫机能输出的最大压力，为了满足生产要求需要对拉矫机轻压下的能力进行改造。

2拉矫机轻压下工作原理

轻压下就是指在连铸坯凝固末端附近通过改变辊缝对铸坯施加压力产生一定的压下量来补偿铸坯的凝固收缩量，主要用于改善铸坯中心疏松和中心偏析。

轻压下原理图

3拉矫机改造方案拟定

拉矫机压力的提高最直接的方法为将油缸改大，增大活塞杆的面积从而增大活塞杆收到的压力。随着拉矫机压力的增大，机架的承受能力也必须改大，意味着框架也必须加大。但是由于底座和每台拉矫机的间距的限制机架改大的空间有限。原设计拉矫机为摆臂式，若改为直压式可缓解拉矫机机架的空间需求压力。最终方案定为将摆臂式改为直压式，加大油缸直径，加大机架框架结构。

4原拉矫机的结构如下图。摆臂式拉矫机。

轻压下时作用铸坯的压力计算公式为：

F1=kπD1²/4*P+W

k-杠杆比

D1-无杆腔直径

P-无杆腔油压

W-上辊自重

原拉矫机结构图

5改造后拉矫机的结构如下图。直压式拉矫机。

轻压下时作用铸坯的压力计算公式为：

F2=πD2²/4*P+W

D2-无杆腔直径

P-无杆腔油压

W-上辊自重

改造后拉矫机机构图

6拉矫机铸改造前后压力能力对比

液压站系统最大油压为170bar，拉矫机最大压力限制为150bar。取最大限制值计算。

改造前无杆腔直径为250cm，杠杆比系数为1.8，上辊自重为50KN，代入公式计算出压力：

F1=1375KN

改造后无杆腔直径为450cm，上辊自重为50KN,代入公式计算出压力

F2=2435KN

       忽略上辊自重，相同油压下改造前与改造后的压力比为：

(F2-W)/( F1-W)=1.8

7弹性补偿系数的修正

       弹性补偿系数也称机架形变系数，当机架收到油缸的力时会产生一个形变，此形变在弹性形变范围内与油缸推杆上的力成正比。拉矫机轻压下工作时是根据油缸内位置传感器检测的位置来控制油缸的压力输出，其控制方式为闭环控制。若忽略弹性补偿系数直接用位置传感器检测的数据来控制会导致实际压下量小于设定压下量的情况。反之，若弹性补偿系数过大时位置与压力形成正反馈产生过压的情况。所以必须校准好弹性补偿系数。

       这里我们采用实测的方法来校准弹性补偿系数，具体为在上下辊之间压一个标准块，给定不同压力来压标准块，记录实测辊缝值和位置传感器的值。最后通过这些数据来计算出弹性补偿系数。

       进过测量得出如下表数据：

      通过图表计算出位置补偿计算公式：

(F-360)/(2000-360)=(X-0.2)/(2.55-0.2)

F-当前压力（KN）

X-位置补偿量（mm）

8总结

此次改造主要通过对拉矫机本体的改造来提升拉矫机轻压下的能力，其方式为增大液压油缸的大小，上下辊大小不变。拉矫机的控制方式延用原来的控制方式，对弹性补偿系数进行修改以符合新拉矫机的特性。

通过对拉矫机的改造，提高拉矫机轻压下的能力，输出压力由原来的1375KN增大到2435KN，满足了新规格钢种对轻压下压力的需求，提高了钢坯质量

参考文献

[1]人力资源和社会保障部教材办公室．连铸设备及工艺．北京：中国劳动社会保障出版社，2009