综述炼钢连铸工艺用起重机

中国冶金装备网—中国冶金人的网 1 综述炼钢连铸工艺用起重机 摘要：本文介绍了炼钢、连铸工艺流程中各工序所配置的起重机的种类、用途、特点、结构形式，并从起重机设计角度简要论述整个工艺流程对钢厂起重机的要求。对起重机的选型、设计具有一定的指导意义 关键词：转炉、铁水罐、钢水罐、渣罐、中间罐、大包回转台、板坯、起重机 Abstract: Here is the depiction for the classes, purposes, characteristics and configurations of cranes equipped at steel-making and continuous casting workshop for every process flow. Also simply discussed the requirements of cranes to all process flow at steel-making factory. There will be some guidance function for the type-selection and the design of cranes. Keyword: Convertor, Hot metal ladle, Ladle, Dross jar, Tundish, Ladle turret, Slab, Crane

1．概述

炼钢连铸工艺流程中需要多种不同类型的起重机，各类起重机的重要度、用途各不相同。研究各类起重机的用途、工况，对起重机的选型具有重要意义。对起重机设计者来说，可根据起重机的实际工况设计起重机，使得起重机的设计更加合理，对降低自重及外形尺寸、减少能耗具有特别重要的意义；对用户合理选择起重机、降低投资及运行成本，实现节能减排也具有重要意义。本文在简要介绍炼钢、连铸工艺流程的基础上，介绍起重机的用途及工况。

2．炼钢连铸工艺流程

目前炼钢方式主要有两种：电炉炼钢和转炉炼钢。这两种炼钢方式对炼钢连铸车间的起重机配置要求、以及对各起重机的技术要求都大同小异。下面以转炉炼钢为例，介绍其炼钢工艺及起重设备。 转炉炼钢连铸工艺流程分为铁水冶炼、钢水精炼、板坯连铸三大阶段，包括原料（铁水、废钢）供应、铁水预处理、转炉内吹炼、炉外精炼、钢水运送、钢渣运送处理、钢水连续浇铸（连铸）、铸坯输送搬运等过程。 ⑴铁水冶炼阶段：转炉炼钢用铁水通过铁水罐车运输到加料跨，经过铁水预处理后，由铸造起重机将铁水兑入转炉，并由加料跨加料起重机将部分废钢倒入转炉后进行冶炼； ⑵钢水精炼阶段：冶炼好后将钢水倒入钢水罐，再经过过钢水炉外精炼后，钢水接受跨铸造起重机将钢水罐吊运到大包回转台； ⑶板坯连铸阶段：连铸过程是指大包回转台回转180°将钢水罐中的钢水流放到中间罐，中间罐将钢水分流到连铸机，连铸机铸出的钢坯在铸坯辊道上经过切割，形成定尺铸坯，然后由板坯夹钳起重机（或电磁挂梁、料耙起重机）将铸坯运送到铸坯跨进行存放贮存。 炼钢连铸工艺典型流程图如下： 中国冶金装备网—中国冶金人的网 2 图1 炼钢连铸工艺流程中国冶金装备网—中国冶金人的网

3 3．炼钢连铸工艺流程中起重机的配置用途及结构形式 根据炼钢连铸工艺流程，钢厂厂房通常配置如下：⑴炉渣跨、⑵脱硫跨、⑶加料跨、⑷转炉跨、⑸精炼跨、⑹钢水接受跨、⑺浇注跨、⑻切割跨、⑼喷印跨、⑽出坯跨。其中⑴-⑷对应铁水冶炼阶段；⑸为钢水精炼阶段；⑹-⑽为板坯连铸阶段。起重机配置方案见图2。 起重机采用调速系统，能够大大改善起重机的运行性能，起制动冲击小，运行平稳，是当前产品的主流方案。从运行性能上看，变频调速系统优于调压调速系统，而且可通过能量回馈实现节能降耗；但在电机功率较大(>200kW)时，调压调速系统的价格优于变频调速系统。因此，根据设备一次性投资规模、生产规模、对性价比、节能环保的要求，当前调速系统的主流配置为如下两种：⑴全变频、⑵起升调压+运行变频。 中国冶金装备网—中国冶金人的网

4 3.1炉渣跨起重机 炉渣跨一般配置带固定或活动龙门吊具的渣罐桥式起重机、电磁桥式起重机、维修用葫芦起重机。渣罐桥式起重机用于吊运倾翻渣罐，电磁桥式起重机用于吊运废渣，维修用葫芦起重机用于维修以上起重机。 3.1.1渣罐桥式起重机 渣罐桥式起重机一般采用双梁单小车双起升机构型式。主起升机构为双吊点吊挂固定龙门吊具（见图1）或单吊点吊挂活动龙门吊具（见图2）。为了便于倾翻渣罐也可采用双梁子母小车型式（见图3）。渣罐起重机由电气控制系统、小车、起重机运行机构、桥架、吊具组成。渣罐起重机有时吊运流动性较差的少量液态渣，设计时起升机构可不考虑单机工作的工况。炉渣跨对起重机的性能要求不是很高，可以不采用以上调速系统，以降低投资。

图1 固定龙门吊具渣罐桥式起重机

图2 活动龙门吊具渣罐桥式起重机 图3 子母小车渣罐桥式起重机 中国冶金装备网—中国冶金人的网

5 3.1.2电磁桥式起重机 电磁桥式起重机一般采用双梁单小车双起升机构型式。主起升机构为单钩，单钩下吊挂电磁铁，用于吊运废渣。电磁桥式起重机由电气控制系统、小车、起重机运行机构、桥架、电磁铁组成（见图4）。电磁桥式起重机可以不采用调速系统。

图4 电磁桥式起重机 3.2加料跨起重机 加料跨一般配置电磁桥式起重机、加料起重机、铸造起重机、维修用葫芦起重机。电磁桥式起重机用于将废钢吊运到废钢料槽中和地面其他零星吊运，结构形式同3.1.2电磁桥式起重机。加料起重机用于吊运废钢料槽，将废钢倒入转炉。铸造起重机用于吊运铁水，将铁水兑入转炉。维修用葫芦起重机用于维修以上起重机。 3.2.1 加料起重机 加料起重机一般采用双梁单小车、双梁双小车型式。根据料槽的结构，对于三耳轴料槽，靠近炉口的起升机构采用双吊点吊挂固定龙门吊具，远离炉口的起升机构采用单钩（见图5）；对于四耳轴料槽，起升机构均采用双吊点吊挂固定龙门吊具（见图6、7）。 加料起重机由电气控制系统、小车、起重机运行机构、桥架、吊具组成。由于废钢在料槽中分布不均匀，设计起升机构时要考虑偏载的影响。加料起重机用于吊运废钢料槽，将废钢倒入转炉，有一定的对位及主副钩同步要求，可采用调速系统。

图5 双梁双小车加料起重机

图6 双梁单小车加料起重机 中国冶金装备网—中国冶金人的网

6 图7 双梁双小车加料起重机 3.2.2 铸造起重机 铸造起重机分为五种型式：四梁四轨双小车；四梁六轨双小车；双梁双轨单小车双钩；双梁四轨双小车；双梁双轨子母小车。加料跨铸造起重机用于向转炉对铁水，有一定的对位要求，可采用调速系统。该跨铸造起重机龙门吊具的起重横梁长度须与炉门尺寸协调。 四梁四轨双小车是最典型最通用的型式，一般用于中、大吨位铸造起重机（100～320吨），由电气控制系统、主小车、起重机运行机构、桥架、副小车、起重横梁（龙门吊具）等组成（见图8）。

图8 四梁四轨双小车铸造起重机 四梁六轨双小车型式一般用于特大吨位铸造起重机（320吨以上），其目的是解决主小车轮压过大问题，改善主小车架受力状态。由电气控制系统、主小车、起重机运行机构、桥架、副小车、起重横梁（龙门吊具）等组成。主小车由一个上部小车和两个下部小车组成，桥架由内、外四根主梁、六根轨道、两根端梁等组成（见图9）。

图9 四梁六轨双小车铸造起重机 双梁双轨单小车双钩型式由电气控制系统、小车、起重机运行机构、桥架、龙门吊具等组成，一般用于小吨位铸造起重机（125吨以下）。主、副起升机构设置在同一小车上，主、副钩间距固定。优点是结构紧凑，缺点是副钩挂钩不方便（见图10）。 中国冶金装备网—中国冶金人的网

7 图10 双梁双轨单小车铸造起重机 双梁四轨双小车型式由电气控制系统、主小车、起重机运行机构、桥架、副小车、龙门吊具等组成，一般用于小吨位铸造起重机（100吨以下）。主、副小车共用两根主梁，副小车轨道位于主梁内侧下方。副小车不能从主小车下方通过。优点是副钩挂钩比较方便，缺点是主副小车各有一侧极限较大。（见图11）

图11 双梁四轨双小车铸造起重机 双梁双轨子母小车型式在大、中、小型铸造起重机（75～320吨）上都有应用，由电气控制系统、主小车、起重机运行机构、桥架、副小车、起重横梁（龙门吊具）等组成。主小车架上铺设有供副小车运行的轨道，副小车可在主小车架上方或下方设置的两根轨道上短距离运行。优点是结构紧凑，自重较轻，挂钩操作方便，缺点是主副钩各有一侧极限较大。（见图12）

图12 双梁双轨子母小车铸造起重机 3.3 转炉跨起重机 转炉跨一般配置超卷扬桥式起重机、带龙门吊具桥式起重机。超卷扬桥式起重机用于更换氧枪，带龙门吊具桥式起重机用于吊运真空包和维修地面设备。 3.3.1 超卷扬桥式起重机 超卷扬桥式起重机一般采用双梁单小车双起升机构型式，由电气控制系统、小车、起重机运行机构、桥架等组成。起升机构的卷筒组可采用单层或双层缠绕方式。（见图13）

图13 超卷扬桥式起重机 中国冶金装备网—中国冶金人的网

8 3.3.2 带龙门吊具桥式起重机 带龙门吊具桥式起重机一般采用双梁单小车双起升机构型式，由电气控制系统、小车、起重机运行机构、桥架、吊具等组成。起升机构单吊点下吊挂活动龙门吊具（见图14）

图14带龙门吊具桥式起重机 3.4 精炼跨起重机 精炼跨一般配置铸造起重机、带龙门吊具桥式起重机、维修用葫芦起重机。铸造起重机用于吊运钢水罐，将钢水罐吊运到精炼区域进行精炼，结构形式同3.2.3 铸造起重机。该跨铸造起重机龙门吊具的起重横梁长度须与精炼炉尺寸协调。带龙门吊具桥式起重机用于吊运空钢水罐，进行倾翻维修，结构形式同3.3.2 带龙门吊具桥式起重机。维修用葫芦起重机用于维修以上起重机。 3.5 钢水接受跨起重机 钢水接受跨一般配置铸造起重机、维修用葫芦起重机。铸造起重机用于吊运钢水罐，将钢水罐吊运到大包回转台，结构形式同3.2.3 铸造起重机。该起重机有一定的对位要求，可采用调速系统，且主起升机构应采用调速系统，以减轻或防止钢水罐对回转大包回转台的冲击。维修用葫芦起重机用于维修以上起重机。 3.6 浇注跨起重机 浇注跨一般配置中间罐桥式起重机、桥式起重机、维修用葫芦起重机。中间罐桥式起重机用于吊运中间罐和维修扇形段、结晶器；桥式起重机用于其他设备的维修；维修用葫芦起重机用于维修以上起重机。浇注跨起重机可以不采用调速系统。 3.6.1中间罐桥式起重机 中间罐桥式起重机一般采用双梁单小车双起升机构型式，由电气控制系统、小车、起重机运行机构、桥架等组成（见图15）。主起升机构为单吊点吊挂单钩（锻造单钩、元宝钩、龙门吊具），单钩下吊挂中间罐的专用吊具，该专用吊具通常用户自备。中间罐起重机用于吊运中间罐和维修扇形段、结晶器等，一般说扇形段的重量是该起重机的最大起重量，并且极少情况吊运满包非凝固钢水，因此铸造起重机标准不适用该起重机。