2.2薄板坯连铸连轧产品方案
2—1表 产品方案
序号 1 2 3 4 5
钢种 代表钢号 GB 产品标准 JIS 产量/t 比例 300000 30% 500000 50% 50000 50000 5% 5% 碳素结构钢 Q195~Q235 GB/T700—80 优质碳素结构钢 低合金高强度结构钢 耐大气腐蚀钢 船用集装箱钢 合计 Spa_H 09CuTiKE GB Q345 GB/T1591-94 08al 08 GB/T3275-94 JISG3125 100000 10% 1000000 100% 2.3 生产方案的选择
采用薄板坯连铸连扎的生产方案
大型高炉——铁水预处理——大型转炉——二次精炼——薄板坯连铸
机——连扎机
2.4工艺流程
钢水精炼→csp连铸→剪切机→均热炉→事故飞剪→高压水除磷→连轧机→
层流冷却→卷曲→冷却→入库
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3主要设备的选择
3.1 连铸区设备 3.1.1 CSP连铸总体描述
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连续铸钢技术的发展趋势是近终型连铸技术的开发应用，上下连铸与轧钢工序的无缝连接，实现紧凑的生产工艺流程，最大限度的节能和减少环境污染，提高金属收得率，缩短从钢水到成材的生产周期。
本设计CSP连铸机为立弯式，铸机主要设备为蝶式钢包回转台、中间包车、漏斗型结晶器、液压振动台、扇形1、2、3、4段，带刚性引锭杆的顶弯夹送装置、拉矫装置、以及摆动剪，其核心设备是漏斗型结晶器。
在钢包回转台的两侧各有一个中包车和中包预热站，车上配有浸入式水口预热烧嘴。每台中包车都配备有称重系统，以称量中间包钢水重量。每个中间包在正常工作情况下，容量为26～28吨，溢渣情况下为30～32吨。中间包钢水液位可采用自动和手动进行控制，钢水从中间包注入结晶器采用塞棒伺服机构控制，它和CO60放射源，闪烁计数器和PLC装置一起组成结晶器液位控制系统。塞棒是整体式的，而塞棒机构采用压缩空气冷却。结晶器液位控制系统可实现连铸机的自动开浇，即当液位控制系统检测到钢水液位的10%时，铸机振动台开始振动，夹送辊开始拉坯。钢水从中间包注入结晶器，是通过一个扁平式的整体式浸入式水口，它的出钢口专门设计的，以适应结晶器形状结构要求。
结晶器是一个直的漏式结晶器，上大下小，在宽边铜板上部中心有一个宽的垂直、锥形的漏斗区域，以保证浸入式水口有足够的空间。漏斗区域为从铜板上部向下大约850mm,以下便是结晶器下部平行出口部分。下部结晶器模壁是平行的，从而形成最后铸坯的断面尺寸。
结晶器振动装置是一个短杆式的液压振动系统，可以产生正弦振动，本设计采用的是非正弦振动。而结晶器下面则为铸坯导向的扇形1、2、3、4段。打开结晶器后，可以允许刚性引锭杆的插入，也可以清除漏钢后形成的坯壳。漏钢后通常影响到结晶器和扇形1段，他可以很容易的作为一个整体用吊车吊出更换。结晶器的宽度和锥度可以远程调整，借助于主控室内驱动PLC方式进入预设定，在浇注期间，主控操作人员可以根据生产计划或轧制规格要求进行在线调宽，通常情况下还可以调锥来进行结晶器热流的控制，以稳定浇注状态，确保铸坯坯壳的均匀冷却。本设计二次冷却有3条冷却曲线，根据不同钢种，选择不同的冷却曲线，随着拉速的增加，水量不断增大。
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铸坯出扇形段后，进入夹送辊顶弯装置，依靠液压，顶弯辊将铸坯与引锭杆分离，铸坯进入3.25半径的弧形段，再通过拉矫机进行一点矫直。夹送辊顶弯装置及拉矫装置的冷却为内冷。然后铸坯进入摆动剪，在主控市HMI画面可进行铸坯长度的设定。通常铸坯在摆剪处的温度为950～1050℃，主要由于不同拉速所致。
3.1.2 连铸机械设备 3.1.2.1大包回转台
大包回转台设备为带升降系统的Ｈ型回转台,它位于浇铸平台上。主要包括：大包回转台、事故回转驱动装置、称重系统、大包盖操作装置、回转锁定装置和大包滑动水口液压操作系统。大包回转台的主要功能是将大包才能感装载位置运送到浇注位置，回转半径为5500mm，回转台承载能力为2×200t,回转速度为1r/min,设有电气滑环和旋转接头，用于传送电能和介质（供给升降液压缸和滑动水口的水已二醇、氩气、压缩空气），能实现正、反向各360°无限地转动。
大包回转台能够移动两个装满的大包，并向连铸机连续地输送钢水。在正常情况下，大包回转台的转动由电动-机械系统实现，电机通过行星齿轮箱和锥齿轮来传递运动，电机配有编码器，以调整转速，实现回转臂的精确定位。电机输出轴上设有1气动抱闸系统，以便回转臂停在合适的位置上。在事故情况下可以用副驱动即气动驱动，来实现回转台的转动。在任何时刻，均可实现从一种状态向另一种状态的转换，甚至在大包回转台正在转动时也可以。装满钢水的大包由天车吊运到回转台的双叉臂上，然后转动到浇铸位置。设备的布局设计时就考虑到，当中间包液面处于最高位置时，大包、中间包车和中间包之间不会发生任何干涉。
3.1.2.2中间包车
中间包车为半门式结构，主要组成为：行走系统、升降系统、水口对中机构、称重系统、塞棒液压控制机构、侵入式水口的事故闸板液压机构、连续测温系统机械手和大包长水口机械臂。
中间包车升降机构由电动-机械螺旋千斤顶实现升降，有接近开关实现控制，升降行程为600mm，升降速度最大为30mm/s。通过编码器实现对中间包位置和速度进行控制，能使侵入式水口自动地上下移动，均衡弯月面处的水口侵蚀，提高侵入式水口的寿命。中间包行走驱动系统，主要由2个带变频器和编码器的电机、2个正交轴齿轮减速机和4个车轮（其中两个带驱动）组成。中间包车负载能力
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为80t，最小行走速度为2m/min，最大行走速度为20m/min，可实现紧急制动和紧急事故行走。通过液压装置实现中间包位置的横向调整和水口对中，通过流量分配器保持液压缸同步运动，调整行程为+75/-75mm。通过传动拖链向电机供电，传递流体和电信号。称重系统主要由4个带放大器和空冷的称重单元组成，侵入式水口事故滑动闸板用于紧急切断中间包流出的钢水，切断速度为300mm/s。带液压缸、伺服阀和位置传感器的液压驱动机构，用来驱动塞棒，可手动也可自动，垂直行程手动为140mm，自动时为100mm，最大速度大于100mm/s，塞棒液压控制机构和结晶器液位检测系统形成闭环控制，通过PID调节稳定控制结晶器液面。连续测温系统机械手把持连续测温探头，用于浇注过程中中间包钢水温度连续测量。大包长水口机械臂夹持大包长水口，带氩气封闭，机械臂可以实现旋转、水平移动和升降动作，升降由气动驱动，以保证大包长水口和大包滑动水口的准确严密啮合及更换水口。
3.1.2.3中间包烘烤装置
每个中间包烘烤装置烧嘴数量为3个。最高预热温度为1200±100℃，所用燃料为转炉煤气。烘烤时间为90min,燃料消耗为1800m3/h,采用自动点火，PLC自动控制温度，加热曲线（可编程）存于PLC中，盖上的热电偶提供反馈。水口烘烤装置为负压抽风式，一个文式管由气动产生负压，通过水口将中间包内的热量吸入烘烤炉，能把中间包水口预热到合适的温度。
3.1.2.4二冷室及风机
二冷室位于浇铸平台下。包括一个封闭室和一套蒸汽排出装置，连铸平台和其下镀锌钢板制成的二冷室墙组成大型整体封闭室，用来容纳从浇铸平台到拉矫装置末端的水和蒸汽。蒸汽排出系统包括2台离心风机用来排出二冷室的蒸汽。
3.1.2.5 H2漏斗型结晶器
H2（high speed,high quality）漏斗型结晶器主要包括：两个漏斗型宽面铜板、两个多锥度窄面铜板、铜板背板、足辊、在线调宽装置。结晶器支撑框架是焊接钢结构，安装在振动台上，结晶器冷却水自动进行连接，结晶器水套和振动台接水板通过O型密封圈进行密封。冷却水的连接方式和对中销的设计，可以实现快速更换结晶器。结晶器的固定面和松动面通过拉杆连接，带有弹簧的拉杆可以保证一套液压缸实现宽面打开。铜板和背板设计成快速更换的结构，以实现磨损铜板的快速更换。铜板材质为铜银合金，宽面铜板表面镀Ni，铜板长度
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1200mm,结晶器冷却方式为在铜板上钻孔通水冷却。结晶器预留安装电磁制动（EMBR）的空间。足辊区冷却构成二次冷却的1、2、3环路。
结晶器的作用和基本组成:
结晶器是连铸机的心脏，中间包内的钢水注入到结晶器后，在结晶器内初步骤固成具有一定外形的铸坯，生成一定厚度的坯壳，并被连续地从结晶器下口拉出，进入二冷区。
结晶器的主要作用：
(1)在尽可能高的拉速下，保证出结晶器时形成足够厚度的坯壳，以抵抗钢水静压力而不拉漏。
(2)保证结晶器周边坯壳厚度均匀稳定地生长。
(3)结晶器内的钢水——渣相——坯壳——铜板之间的相互作用，对铸坯表面质量有决定性的影响。
上述第(1)个作用决定了铸机的生产率，而第(2)、(3)个作用决定了铸坯的表面质量。
结晶器的基本组成:
结晶器宽边安装有六个液压缸用来打开和关闭结晶器铜板。其中固定侧有两个液压缸，由单向阀和压力开关进行控制。松动侧有四个液压缸，由带有压力传感器的单向阀和比例进行控制。当掉电和液压失效时有一个蓄能器进行结晶器的事故关闭。松动策顶部的压力为120bar，底部的压力为140bar。当进行结晶器在线调节时松动侧的压力将减小以阻止铜板表面刮伤。当松动侧的压力降为63bar时自动尾出。
窄边的主要功能是进行结晶器宽度和锥度的调节，以保证板坯尺寸和浇注安全。调宽是通过4个用于上下主轴驱动的伺服电机、4个齿轮装置、4个蜗轮装置、4个螺旋主轴实现的。
3.1.2.6结晶器液位控制系统
结晶器液位控制系统安装在结晶器上，液位控制系统包括：射线型和涡流型两种。
射线型液位控制系统：是在射线吸收和传递原理基础上建立起来的。来自放射源的一束射线经过结晶器和板坯，到达检测器表面。在这个过程中，一部分射线被它经过的物质吸收，一部分传递到检测器表面。结晶器液位与吸收量成正比，与传递量成反比。结晶器液位控制系统嵌入到结晶器宽面。自动化系统可根据结晶器液位实现自动开浇。同时，也可以进行液位控制（高低液位事故处理及停浇
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