李罡  趙峰

（方大集團(tuán)萍安鋼鐵公司煉鋼廠，江西 萍鄉(xiāng)337019）

摘  要：本文針對萍安鋼煉鋼廠結(jié)晶器安裝進(jìn)行工藝改進(jìn)，以及優(yōu)化澆鑄條件，結(jié)晶器銅管單支過鋼量提升至13000t/支，降低了備品備件單耗，確保了生產(chǎn)的穩(wěn)定高效運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：結(jié)晶器銅管，過鋼量，實(shí)踐探討

1 前言

結(jié)晶器銅管作為結(jié)晶器核心裝備，其關(guān)系到鑄坯質(zhì)量，其使用壽命一般以過鋼量來衡量，萍安鋼煉鋼廠結(jié)晶器銅管過鋼量一直在8300噸/支左右，而特鋼及九鋼均超過了10000t/支，萍安鋼煉鋼廠萍鋼片最好歷史水平為12452噸/支，而安鋼片最好歷史水平為9207噸/支，存在較大差距，本文就結(jié)晶器銅管下線原因入手，從銅管裝配、維護(hù)和合理使用的管理力度方面進(jìn)行了論證，實(shí)踐表明，單支銅管能突破13000噸/根，結(jié)合生產(chǎn)經(jīng)營的需要，目前控制在10500噸/根，對生產(chǎn)順行及降本增效都提供了有力支撐。

2 鑄坯生產(chǎn)工藝概況

連鑄機(jī)機(jī)型：全弧型連鑄機(jī)

連鑄機(jī)流數(shù)：5機(jī)5流*2臺(tái)；6機(jī)6流*1臺(tái)

澆注斷面：170×170mm2

弧型半徑：8m

冶金長度：25.5m

澆注模式：中間包快換水口+浸入式水口

中間包容積：25t；30t

工作拉速：0～4.0m/min

結(jié)晶器振動(dòng)驅(qū)動(dòng)和結(jié)構(gòu)：電機(jī)驅(qū)動(dòng)、短臂曲柄四連桿機(jī)構(gòu)

結(jié)晶器電磁攪拌型式：內(nèi)置式

3 銅管下線返修原因分析

通過對下線結(jié)晶器解體后發(fā)現(xiàn)，結(jié)晶器非正常下線的原因主要集中在外因和內(nèi)因兩大塊：內(nèi)因：結(jié)晶器銅管凹坑、鍍層剝落、鍍層網(wǎng)狀裂紋、劃痕深、磨損嚴(yán)重等；外因主要是：①裝配質(zhì)量不過關(guān)，密封圈、水套的質(zhì)量；②使用過程中，劃傷、燒傷、撬傷等人為因素導(dǎo)致的意外受傷等。

4 改進(jìn)措施

4.1 配件把關(guān)

4.1.1 配件檢查環(huán)節(jié)最重要：

對每一批新到貨的銅管都要進(jìn)行錐度、壁厚、長度等各個(gè)指標(biāo)的檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)不符合標(biāo)準(zhǔn)的禁止上線使用，尤其是結(jié)晶器法蘭板的質(zhì)量不容忽視，自2014年3月至2015年7月這段時(shí)間，結(jié)晶器法蘭板的供貨情況一直不穩(wěn)定，車間帶電攪的結(jié)晶器總共有14臺(tái)，當(dāng)兩個(gè)機(jī)子同時(shí)更換品種時(shí)（拉普C鋼），必須同時(shí)上線新銅管裝配的結(jié)晶器10臺(tái)才能開澆，且必須保證4臺(tái)完整的結(jié)晶器隨時(shí)可以上線使用（但往往有結(jié)晶器正在處于電攪線圈修理狀態(tài)），此時(shí)最易導(dǎo)致結(jié)晶器周轉(zhuǎn)緊張。

4.1.2 主要配件存在的缺陷及后果：

（1）法蘭板的特點(diǎn)：

①上、下法蘭板不通用，上法蘭板有16孔和12孔兩種；下法蘭板依據(jù)孔位可分梅花狀及正方形兩種。

②當(dāng)法蘭板“上子口邊”裂紋較為嚴(yán)重時(shí)，難以修補(bǔ)，就是修補(bǔ)好了，也很難杜絕使用過程突然炸裂并大面積漏水的現(xiàn)象，進(jìn)而迫使結(jié)晶器銅管縮短使用壽命，而且存在工藝安全隱患。

（2）法蘭板缺陷現(xiàn)象：

①上法蘭板密封槽“子口邊”R角不標(biāo)準(zhǔn)：R角不圓（角部偏大，槽子不均勻），槽內(nèi)深淺不一，結(jié)晶器密封圈上口部分向外移，密封圈中心位置壓不到銅管壁的上口（只壓到一點(diǎn)點(diǎn)邊緣），導(dǎo)致密封不嚴(yán)實(shí)而漏水；坡口尺寸不標(biāo)準(zhǔn)：坡度不均勻、坡度偏小，導(dǎo)致中間部位漏水或四周漏水；

②下法蘭板（含下支承法蘭板）密封槽“子口邊”R角參數(shù)不符：情況與“上法蘭板”的相同；

（3）導(dǎo)致后果：

①遇密封槽位置參數(shù)不符：裝配時(shí)是以銅管定板，先把銅管裝進(jìn)去，因?yàn)槊芊獠郏ㄗ笥也圩舆�可以）內(nèi)外弧的原點(diǎn)不在同一圓心上（未吻合），導(dǎo)致銅管四周形成的密封槽子不均而漏水；

②兩板孔徑對不到：一般情況，相差2mm就對不到螺絲孔（裝不上），出現(xiàn)過8個(gè)孔5個(gè)孔對不到的情況），通過設(shè)備部門的努力，目前情況正常。

4.2 加強(qiáng)對銅管維護(hù)和合理使用的管理力度

4.2.1 裝配精度

首先對結(jié)晶器的維修裝配進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，加強(qiáng)了密封圈、水套的質(zhì)量檢查，有效杜絕了由于水套密封不嚴(yán)造成結(jié)晶器進(jìn)回水短路，導(dǎo)致結(jié)晶器銅管過燒的問題，改善了鑄坯在結(jié)晶器內(nèi)的冷卻效果；其次要求維修班組在每個(gè)下線的結(jié)晶器進(jìn)行維護(hù)時(shí)對水縫進(jìn)行測量，確保結(jié)晶器銅管四面與內(nèi)水套之間的水縫均為4.0±0.1mm，車間不定時(shí)地對結(jié)晶器安裝、工藝操作進(jìn)行抽查（一周內(nèi)不少于5個(gè)），保證了結(jié)晶器四面、角部水縫的均勻，避免了鑄坯在出結(jié)晶器后由于零件質(zhì)量、操作等原因造成的事故，提高了冷卻能力和冷卻的均勻性，降低了漏鋼率，從而避免了結(jié)晶器提前下線現(xiàn)象。

4.2.2 銅管檢查

提高結(jié)晶器裝配過程的責(zé)任心，重視銅管內(nèi)腔面任何細(xì)小凹陷、鍍層脫落鍍層網(wǎng)狀裂紋等情況，仔細(xì)檢查每一個(gè)環(huán)節(jié)，確保裝配質(zhì)量，防止為保“銅管過鋼量抱僥幸心理”而上線使用的傾向，杜絕漏水等工藝事故的出現(xiàn)（縮短結(jié)晶器壽命）。

4.2.3 鋼種搭配

實(shí)踐證明，結(jié)晶器錐度是結(jié)晶器的一個(gè)重要參數(shù),對連鑄操作和鑄坯質(zhì)量的影響很大。為適應(yīng)鋼液在結(jié)晶器內(nèi)凝固時(shí)產(chǎn)生的熱收縮,結(jié)晶器內(nèi)腔應(yīng)呈倒錐度,以減小氣隙,改善冷卻條件,增加坯殼厚度,以利提高拉速和改善鑄坯表面質(zhì)量,同時(shí)還能消除或減小坯殼回溫現(xiàn)象,有利于防止鑄坯產(chǎn)生裂紋及變形。錐度過小,氣隙大,影響鑄坯對結(jié)晶器的傳熱,制約拉速的提高；錐度過大,會(huì)增加拉坯阻力和結(jié)晶器壁的磨損,易引起鑄坯抖動(dòng)，甚至拉裂坯殼造成漏鋼，因此,合適的錐度至關(guān)重要，生產(chǎn)過程中必須關(guān)注鋼種搭配，根據(jù)銅管新舊程度及磨損情況，也即銅管錐度的變化情況，結(jié)合鋼種澆注的工藝要求，合理匹配“銅管爐齡數(shù)”，錐度情況如表1。

表1 煉鋼廠結(jié)晶器新銅管參數(shù)

注：①新銅管的錐度在1.3～1.4之間；②新銅管上線一般用于普碳鋼拉坯（大概在2500噸左右），即錐度磨損到0.9～1.0以下時(shí)，下線修整用于20MnSi系列拉坯，正常情況下，至錐度磨損到0.3～0.4左右報(bào)廢。

4.3 加強(qiáng)連鑄機(jī)操作規(guī)范的執(zhí)行力度

結(jié)晶器是連鑄機(jī)的心臟，其健康運(yùn)行還取決于操作規(guī)范的執(zhí)行力度，車間以“對中精度”為主，做好二冷管架對中與引錠桿校弧、托輥更換工作，防止引錠頭頂壞結(jié)晶器端口及內(nèi)腔；杜絕內(nèi)腔意外受損的責(zé)任事故（劃傷、燒傷、撬傷等）；同步跟蹤水溫差，及時(shí)調(diào)整結(jié)晶器水量，解決了結(jié)晶器進(jìn)出水溫差偏高的難題,有效地提高了初生坯殼的厚度，拉漏率顯著降低。

4.3.1 對中精度

做好二冷管架對中與引錠桿�；�、托輥更換工作，標(biāo)準(zhǔn)是二冷管架對中誤差≤5mm，試機(jī)時(shí)引錠桿不跑偏，防止引錠頭頂壞結(jié)晶器端口及內(nèi)腔。

4.3.2 杜絕內(nèi)腔意外受損的責(zé)任心事故（劃傷、燒傷、撬傷等）

中心思想就是要減少開澆次數(shù)，因?yàn)槊看伍_澆，均涉及裝引錠、放連接、掛（熔）冷鋼等，最容易發(fā)生劃傷、燒傷、撬傷等現(xiàn)象，所以生產(chǎn)的連續(xù)性管理最重要，要在減少因?yàn)?/span>“爐鋼節(jié)奏、高溫鋼、負(fù)鎮(zhèn)時(shí)”等導(dǎo)致的低液面堵流、意外事故堵流，進(jìn)而重新開澆的事件上下功夫，盡可能提升單個(gè)結(jié)晶器的連澆率，提高銅管壽命，具體為：

①因頂坯蓋帽未清理干凈的胡須導(dǎo)致劃傷內(nèi)腔；

②因鋼質(zhì)連接件未放正而劃傷銅管；

③中澆保護(hù)管突然穿孔且“結(jié)死”不能及時(shí)取出時(shí)，鋼流如果直接沖擊在法蘭板上（燒壞密封圈，漏水），容易導(dǎo)致結(jié)晶器受損；

④遇到事故需用撬棒處理結(jié)晶器內(nèi)的冷鋼時(shí)，要小心，以免損壞銅管內(nèi)腔；

⑤氧管需取火種時(shí)（引流或吹滑道殘鋼），必須防止射傷銅管內(nèi)腔的事件（氧氣流量及時(shí)間控制）。

4.3.3 水溫差

夏季環(huán)境溫度上升，及時(shí)跟蹤調(diào)整結(jié)晶器水量，由95t/h調(diào)整到97～99t/h，尤其是結(jié)晶器進(jìn)水水溫超過35度，水溫差超出7～9度均須預(yù)警，督促動(dòng)力廠散熱或補(bǔ)水，使結(jié)晶器水溫差在可控范圍，有效提高了初生坯殼的厚度，降低事故率。

4.3.4 開機(jī)檢查

每次開機(jī)前，結(jié)晶器事故水試水操作屬必備程序；停機(jī)班組對結(jié)晶器更換、安裝進(jìn)行檢查確認(rèn)；停機(jī)班組檢查結(jié)晶器銅管的磨損和劃痕情況，有異常及時(shí)更換；班組更換結(jié)晶器時(shí)，采用定位銷進(jìn)行定位安裝；車間不定時(shí)地對結(jié)晶器安裝、工藝操作進(jìn)行抽查及考核。

5 改善水質(zhì)

5.1 水質(zhì)的重要性

結(jié)晶器是連鑄機(jī)的心臟，冷卻水就是連鑄機(jī)的血液，為確保鑄坯均勻冷卻，防范噴嘴堵塞現(xiàn)象，水質(zhì)的改善列為冷卻效果基礎(chǔ)管理的頭等大事。水質(zhì)成份大概為以下幾類：水藻、泥沙、油污、鋼坯表面氧化物、懸浮雜物等污染物。因?yàn)槎�冷水多半處在露天路徑循環(huán)，生產(chǎn)過程中完成冷卻任務(wù)后初步匯總在溢沉池中（1#、2#機(jī)為一個(gè)系統(tǒng)，3#機(jī)另為一個(gè)系統(tǒng)），從外觀上看，水面有大量的機(jī)油、礦泉水瓶、塑料袋、檳榔殼、煙盒等雜物堆積，不斷發(fā)酵、腐爛，或被高速水泵碾碎，最后隨水流再次進(jìn)入管道循環(huán)系統(tǒng)，根據(jù)對多次漏鋼等工藝事故的分析，結(jié)合對噴嘴堵塞情況的拆解，可以認(rèn)定：雜物堵塞噴嘴已經(jīng)威脅到連鑄機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

5.2 撈油機(jī)功不可沒

基于上述判斷，著手對二冷水的水質(zhì)進(jìn)行全天候布控，并采取了多項(xiàng)措施對水質(zhì)進(jìn)行維護(hù)：①協(xié)助動(dòng)力廠在高速澄清池的出口加裝濾網(wǎng)，盡可能攔截懸浮雜物；往二冷水池內(nèi)加入絮凝劑和沉漿劑，使二冷水中水藻、水中浮生物、水中懸浮物得到絮凝上浮，水中小微粒污染物得到沉淀；②首臺(tái)撈油機(jī)在3#機(jī)的二冷溢沉池運(yùn)轉(zhuǎn)成功，第二臺(tái)撈油機(jī)將在近期內(nèi)制作安裝到1#、2#機(jī)的二冷溢沉池，用于打撈機(jī)油，減少其對雜物的粘結(jié)作用，減少噴嘴堵塞幾率；③對溢沉池中的雜物組織專項(xiàng)打撈，對水質(zhì)進(jìn)行第三方檢驗(yàn)并納入常態(tài)化工作日程，嚴(yán)厲“禁止拋撒雜物到二冷循環(huán)系統(tǒng)”，傾力維護(hù)水質(zhì)，確保鑄機(jī)順行。

6 控制鋼水過熱度

結(jié)晶器銅管壽命與再結(jié)晶溫度強(qiáng)相關(guān)，見表2

表2

銅管的熱面溫度越接近再結(jié)晶溫度，銅管壽命越短，因此控制好鋼水過熱度有利于銅管壽命的提高。四個(gè)月來，鋼水過熱度由30～40度降低至20～30度，為銅管壽命的提高提供了有力的支撐。

7 效果評價(jià)

    經(jīng)過以上措施的落實(shí)，結(jié)晶器銅管過鋼量得到大幅度提升，具體如下表3所示：

表3 萍安鋼煉鋼廠結(jié)晶器銅管過鋼量統(tǒng)計(jì)表

8 結(jié)語

經(jīng)過系列改造和優(yōu)化，銅管過鋼量得到大幅提高，由原來的平均8300噸/支提高到目前的10836噸/支,單支銅管最高過鋼量達(dá)到13563t，平均及單支銅管過鋼量都達(dá)到了歷史最好水平，提高了鋼水收得率，從而帶動(dòng)備件消耗大幅降低，結(jié)合生產(chǎn)經(jīng)營的需要，目前控制在10500噸/根。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳家祥.連鑄鑄鋼手冊.北京.冶金工業(yè)出版社，1991

[2] 馮