R10m十机十流方圆坯连铸机技术平台.doc
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1、临沂华盛江泉管业有限公司一套R10m十机十流方圆坯连铸机技术平台 2013年01月第一章项目概述1. 项目概况项目名称:临沂华盛江泉管业有限公司一套R10m十机十流方圆坯连铸机建设地点:山东省临沂市根据临沂华盛江泉管业有限公司的生产规模和产品方案,转炉炼钢厂配置1座120t转炉,及一套R10m十机十流方圆坯连铸机。2. 总体设计原则本次一套R10m十机十流方圆坯连铸机项目总体设计所遵循的主要原则是:(1)以高起点、高标准、高效率为原则,确保将此项目建设成为具有国内先进水平,科技含量高、经济效益好、资源消耗少、人力资源优势得到充分发挥的现代化连铸生产线。(2)合理选择生产工艺和技术。对各生产环节
2、的生产工艺附件进行严格、科学的论证,采用先进可靠的技术,现代化、高效化、实用型的设备配置,紧凑合理的总图布置,实现企业的最低成本和最佳的经济效益。第二章连铸工艺连铸机工艺技术在连铸生产中起着至关重要的作用,本章就临沂华盛江泉管业有限公司一套R10m十机十流方圆坯连铸机的冶炼条件、产品大纲、金属平衡、主要工艺参数选择、厂房布置条件等工艺技术问题做了具体说明。1. 连铸机冶炼条件表21炼钢系统主要工艺参数如下表序号项 目单位参数备注1转炉公称容量t1202转炉座数座13转炉平均出钢量t1304转炉最大出钢量t1505转炉平均冶炼周期min356炉机配合一对一配合8日均冶炼炉数炉419连浇炉数炉12
3、10有效作业天数天310转炉年有效作业天数11单炉钢水浇铸时间min3512连铸年生产能力万吨1902. 连铸产品大纲断面:方坯150mm150mm、圆坯150 mm2、160 mm2,180 mm2预留350 mm2。定尺长度: 612m;表22参考产品大纲如下表序号钢 种代表钢号铸坯产量(万吨/年)生产比例(%)1优质碳素结构钢HRB335、20#、45#2锅炉管钢20G3石油管套管用钢37Mn5、37MnV3. 连铸机主要工艺参数的确定3.1 机型本台连铸机选用全弧形连铸机,多点矫直技术。由于在连铸机的设计中采用了多点矫直技术,使铸坯的变形率得到了有效的控制,从而获得了较高的铸坯质量。3
4、.2 基本弧形半径连铸机的弧形半径是连铸机的重要参数之一,它的大小影响着铸坯的质量。连铸机弧形半径的确定主要取决于浇注钢种与断面尺寸,同时与拉速及其生产能力也是相关的。此方圆坯连铸机的弧形半径取R10m,按最大断面通过详细理论计算得出,固液两相区变形率和表面变形率满足工艺要求,则其他断面铸坯固液两相区变形率和表面变形率也满足工艺要求。对本项目采取铸坯带液芯多点矫直方案。初步选择弧形半径R10m多点矫直全弧型连铸机。3.3 铸机流数3.3.1 铸机流数连铸机流数根据拉速、钢包允许的浇注时间及与冶炼炉有序配合、极好衔接进行计算和选择。按一配一生产条件考虑(连铸机年产量190104 t/年),十流完
5、全能满足生产需要,因此确定本铸机为一套十机十流铸机。3.3.2 铸机流间距根据连铸机的产品大纲和设备选型情况确定本连铸的流间距为1500mm。5-6流3100mm3.4 连铸机的拉速控制为保证铸坯出结晶器时有足够的坯壳厚度,管式结晶器铜管长度选定为900mm,有效长度约为820mm。3.4.1 辊列布置区号辊子数辊子直径备注足辊区1组100mm四面夹辊 段4组150mm托辊,4组内弧夹辊段4组150mm托辊,有2组内弧夹辊段3组150mm托辊,有2组内弧夹辊拉矫区4组360mm 带上下辊 3.6.2 二冷区布置本台铸机根据生产钢种的需要设计为4个区,二冷区分布见下表:表211 二冷区布置表序号
6、分区位置冷却形式10区足辊区全水21区辊列3#-6#辊气雾32区辊列7#-8#辊气雾43区辊列9#-10#辊气雾4. 连铸生产工艺流程4.1 工艺流程图钢包钢包加盖装置钢包回转台钢包称量装置中包称重快速测温中间罐定径水口及快换+保护渣结晶器整体更换+外置电磁搅拌+结晶器液面控制结晶器气水雾化冷却+末端电磁搅拌(预留)二冷及导向连续矫直拉矫机切前辊道火焰切割机铸坯自动定尺切割切头切尾收集装置切后输送辊道引锭杆及其存放装置出坯辊道移钢机滑轨冷床滑轨冷床步进冷床热送辊道出坯下线出坯下线图28工艺流程图5. 连铸机主要工艺技术参数及设备特点表2-22 连铸机主要工艺参数及设备特点如下:转炉公称容量12
7、0t转炉最大出钢量150t平均冶炼周期35min连铸机台数1台连铸机流数10流连铸机机型全弧型多点矫直方圆坯连铸机连铸机基圆半径R10m铸机设计机长约28.5m铸流间距1500mm/3100mm矫直方式多点矫直浇注断面mm2方坯150150圆坯150/160180 350(预留)浇铸钢种优质碳素结构钢、锅炉管钢、石油管套管用钢定尺长度6 m12 m连铸机年产量190万吨/台钢包回转台直臂式;单臂承重300t;事故UPS驱动;附带液压驱动钢包加盖装置;钢包称量装置及大屏幕显示钢包浇注保护长水口+氩气保护中间罐形式大容量中间包,对称布置,两个一组;工作液面850mm,工作容量35t溢流液面900m
8、m,溢流容量38t中间罐钢流控制塞棒自动控制(湖南衡阳镭目)中间罐车高低腿式;承载80t;带液压升降、液压横移 中包到结晶器钢流保护快换水口+浸入式水口结晶器形式抛物线型高效管式结晶器结晶器铜管长度900 mm结晶器润滑保护渣结晶器液面控制铯源型液位检测(湖南衡阳镭目)电磁搅拌结晶器外置式电磁搅拌。(预留凝固末端电磁搅拌)结晶器振动四连杆电动缸非正弦振动二次冷却分为4段,零段全水冷却,其余气-水雾化冷却铸坯导向段活动式拉矫机四机架多点矫直机械拉速范围0.354.2m/min工作拉速范围0.352.8m/min切割方式窄割缝高速火焰切割切割介质氢、氧气。丙烷切割前辊道集中链传动引锭杆形式柔性引锭
9、杆送引锭速度0.43.0m/min引锭杆存放形式侧存放定尺方式红外线定尺切割后及输送辊道集中链传动出坯辊道集中链传动出坯方式双侧出坯,出坯辊道+翻钢机+高位移(捞)钢机+滑轨冷床+步进冷床出坯辊面标高0.000m(根据轧钢确定)浇注平台标高10.100m浊环回水旋流井铸坯清理离线火焰清理第三章机械设备技术规格1. 钢包回转台钢包回转台包括回转台本体(含称量及事故驱动)、钢包盖、钢包加盖机构、事故溜槽。1.1 钢包回转台本体1.1.1 功能说明钢包回转台用于把钢包回转到或旋转出浇注位置。钢包的加速、减速及定位通过PLC系统和行程开关来完成;同时,也可采用手动回转模式,便于现场操作和管理。由于回转
10、台设置了两个回转臂,因而可实现多炉连浇。钢包回转台主驱动由电机减速机驱动、事故UPS驱动,附带液压驱动装置。安装在回转台底座上。钢包称重传感器安装在钢包回转台两个叉形臂上,并设有称重传感器热防护罩,保护称重传感器免受热辐射(传感器为高温型300度以上)。钢包回转台采用自动定位控制。同时也设置高速、低速、停车位转换开关,进行手动控制,方便操作。回转台设置各种防护罩用于保护回转台结构免受钢水喷溅;同时设置爬梯和栏杆,用于工作人员检修设备及设备维护,保障工作人员安全。1.1.2 设备结构钢包回转台本体主要部件:机械部件包括:基础锚固件、底座、回转臂、电机减速机驱动装置、联轴器、回转锁定装置、回转支承
11、等设备;称重装置包括:称量箱(含耐高温传感器、支撑、限位、保护装置等)、接线盒、称重仪表、专用电缆、仪表电源线、仪表、变送器、大屏幕显示器等所有机械和电气仪表装置等。辅助设备包括:油脂分配器和液压阀块、设备管路、软管、接头及管夹(润滑、液压等管路)、保护罩等。1.1.3 技术参数表3-1 技术参数结构型式直臂式承载能力单侧300t回转半径5000mm 回转角度360回转速度正常回转1 r/min回转驱动电机-减速机变频调速驱动电机功率37KW事故驱动UPS驱动,附带液压驱动称量精度0.3%称量额定超载能力120%F.S称量安全系数150%称量传感器200t4只套,每台2套称重最大耐高温300润
12、滑站干油泵参数以最终设计为准1.2 钢包加盖机构1.2.1 功能说明钢包盖的回转、升降均采用液压驱动。配置两套钢包加盖装置,包盖单独控制。钢包加盖装置用链条与钢包盖连接。1.2.2 设备结构机械部件包括:底座、立柱、悬挂臂等;驱动机构包括:包盖升降驱动装置、包盖旋转驱动装置;包盖旋转回转支承。1.2.3 技术参数表3-2技术参数包盖升降驱动方式电液推杆升降速度40mm/s升降行程670mm回转驱动方式电机减速机回转速度0.7r/min钢包盖旋转角度75度参数以最终设计为准钢包盖为圆型钢板焊接结构,上部设有吊耳,方便与钢包加盖装置进行连接,内部焊接锚栓,方便耐火材料的附着。本套连铸机配置两个钢包
13、盖。1.3 事故溜槽采用钢板焊接结构,内砌耐火砖。2. 钢包长水口机械手2.1 功能说明长水口机械手亦称钢包水口保护套管机械手,位于钢包长水口操作平台上,用于钢包水口至中间罐之间的长水口的安装。长水口为耐火材料。(钢包长水口甲方供货)钢包长水口机械手上设有氩气管路,向长水口输送氩气,以隔绝钢流与空气的接触。机械手主要由底架、转臂、操纵臂及液压套管托架等部分组成。液压缸动力来源是铸机主液压系统。2.2 设备结构长水口机械手主要部件:机械部件包括:底座、回转臂、水口操纵臂、手轮、水口装载环等;驱动装置包括:液压缸、减速机;辅助设备包括、液压管线、连接软管、吹氩管等。2.3 技术参数表3-3技术参数
14、数量2套形式:半自动长水口压紧方式液压旋转方式减速器摆动方式手动前后移动手动水口密封气体氩气参数以最终设计为准3. 中间罐3.1 功能与结构中间罐采用钢板焊接结构,内部砌耐火砖。罐体上设有吊耳,方便中间罐的吊动和检修更换;中间罐上设有挡块,方便中间罐盖在中间罐上的定位;同时,中间罐上设有加工好的安装面板,留有塞棒自动执行机构的位置,方便塞棒自动执行机构的安装。3.2 技术参数表3-6 技术参数形式“L”形大容量中间罐工作液面850 mm工作容积35t溢流液面900mm溢流容积38t水口个数5个水口间距1500mm参数以最终设计为准4. 中间罐盖中间罐盖采用钢板焊接结构型式,焊有锚钩,便于耐火材
15、料的固定。中间罐盖上设置多个孔洞,有用于钢包水口注流、塞棒装置安装、预热烧嘴定位,测温、取样等。5. 定径水口快换装置5.1 功能和结构定径水口快换装置用于浇注过程中定径水口的快速更换和塞棒故障时紧急切断钢流。更换装置安装在中间罐底部水口处,更换定径水口时用手动夹持装置把一新的水口插进更换机构,推进液压缸将新水口推至浇注位,推出的旧水口用夹持装置取走。塞棒出现故障或事故需紧急切断钢流时,用推进液压缸将一盲板推至水口位切断钢流。图33 定径水口快换装置5.2 主要部件用于固定更换机构的法兰盘;带旋转及推进液压缸的更换机构;手动夹持装置;液压控制单元。5.3 技术参数表3-8技术参数数量102套快
16、换结构,四支缸形式带有推进液压缸的快速更换装置推进液压缸行程300mm液压介质供应单独液压站6. 塞棒自动执行机构6.1 功能和结构塞棒自动执行机构安装在中间罐体上,用于在浇注过程中控制中间罐至结晶器的钢水流量。流量由结晶器液面控制系统控制。本塞棒自动执行机构是整体式电动塞棒机构,由电动缸、滚珠丝杆、直线导轨等部分组成,结构紧凑,传动执行机构刚性好。6.2 技术参数表3-9技术参数数量52套/每组中间罐形式数字电动缸、手动杠杆式行程120150mm推力600kgf控制精度1mm响应时间0.1s最大动作速度100mm/s结晶器液面控制型式铯源型 塞棒控制采用数字式电动缸,直线精度0.01mm;
17、控制精度高,为2mm; 响应速度快,仅为0.1s;7. 中间罐烘烤装置7.1 功能和结构主要部件有:底座及框架、介质管道、烧嘴、助燃风机、电液推杆、电控箱、阀门。7.2 技术参数表3-10技术参数烧嘴数量5个/套燃气种类转炉煤气燃气压力0.060.08bar助燃方式风机鼓风预热温度9001100预热时间90min烧嘴点火手动烧嘴升降电液推杆驱动烧嘴摆动角度90控制类型手动参数以最终设计为准8. 溢流罐溢流罐为钢板焊接的壳体结构,内部砌筑耐火材料;溢流罐两侧设有吊耳,方便吊运及清理。9. 事故罐事故罐由钢板焊接而成,内筑耐材,最大盛钢量为一个中间罐满钢水的重量。事故罐两侧设有吊耳,方便吊运及清理
18、。10. 中间罐水口烘烤装置10.1 功能与结构主要部件有:支座、烧嘴、压缩空气和燃气管路。中间罐水口烘烤介质为煤气。10.2 技术参数表3-11 技术参数烘烤介质转炉煤气预热温度900预热时间60min11. 中间罐车11.1 功能与结构中间罐车位于钢包回转台下面,操作平台上,由两条钢轨支撑。中间罐车主要机械部件:带提升框架的移动车架、连接梁、防溅挡板、保护罩、平台、栏杆等。中间罐车驱动装置包括:电机、减速机、车轮组、横向调整液压缸、提升液压缸、介质拖链等。中间罐称量装置包括:称重传感器、耐高温电缆、大屏幕显示等。辅助设备包括:液压管线、阀块、控制阀台等。11.2 技术参数表3-12技术参数
19、型式高低轨式承载能力80t行走机构行走驱动装置变频电机+减速器驱动行走驱动电机功率7.5KW2行走速度220m/min,变频可调升降机构升降驱动型式液压缸(一组4个)升降行程400mm升降速度20mm/s升降控制同步马达横移机构横移驱动液压缸,每车2个横向微调行程70横移调整速度3mm/s称重传感器称量精度0.3%称量额定超载能力120%F.S称量安全系数150%称量传感器100t2只套,每台2套称重及大屏幕显示能源介质供给方式拖链参数以最终设计为准12. 结晶器及罩12.1 功能与结构结晶器主要部件:铜管、内外水套、足辊、喷淋水环、结晶器对弧样板(配套供应)。12.2 技术参数表3-13技术
20、参数结构形式抛物线型高效管式结晶器(卡紧式上法兰密封,具备在线更换上法兰密封圈条件)弧形半径R10m铜管形式抛物线型结晶器铜管材质磷脱氧铜(内表面镀铬)铜管长度900mm浇注断面150mm150mm,150 mm2、160 mm2、180 mm2冷却壁厚150mm150mm13m没水缝3.54m水压1.1MPa水速712m/s内水套形式不锈钢足辊辊子数1组 足辊辊径80mm足辊冷却方式水喷淋冷却液面控制塞棒控制参数以最终设计为准(设计时尽量考虑与2号机共用)12.3 结晶器罩结晶器罩位于中间罐的下面,结晶器上部,用来保护结晶器免受中间罐移开期间流出钢水损坏。主要部件有:活动罩、固定罩。结晶器罩
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