三安連鑄中間包快換的工藝實踐

呂凱輝

（福建三安鋼鐵有限公司生產能源管理部，福建 泉州，362411）

摘要：介紹了福建三安鋼鐵有限公司煉鋼廠通過對中間包快換的認識、準備以及快換的條件、時間和操作要點進行了闡述。實踐表明，合理利用中間包快換技術，可提高連鑄機作業率、鋼水收得率，減少工藝、設備、人為原因造成的連鑄機停機事故。減少開機、停機次數，降低開澆、停澆操作對鑄坯質量的不利影響。同時更能提高設備周期管理和狀態管理的水平，降低設備維修成本和提高檢修人員的工時利用率，使設備計劃檢修率由快換前的75.9%提高到99.24%的好水平。

關鍵詞：中包快換；鑄機作業率；鋼水收得率；停機次數；鑄坯質量；設備計劃檢修

Three tundish quick change process

Lvkaihui

(Department of energy production management of Fujian Iron & Steel Co., Ltd. Fujian three, Quanzhou 362411)

Abstract: Abstract: This paper introduces Fujian Sanan Iron & Steel Co. steel plant through awareness, fast packet in the middle of the preparation and fast changing conditions, time and operation points were described. The practice shows that it can improve the operating rate, the yield of molten steel and reduce the shutdown accident caused by the process, equipment and human factors. Reduce the number of start and stop, and reduce the adverse effect of the open and stop operation on the quality of the slab. At the same time can improve the equipment cycle management and state management level, reduce the maintenance cost and improve the utilization rate of the equipment maintenance personnel working hours, maintenance rate increased from 75.9% before the quick change to level 99.24%.

Key words: Key words: tundish quick change; casting machine operating rate; liquid steel yield; number of downtime; slab quality; equipment maintenance planning

連鑄中間包快換技術是：在連鑄生產澆鑄中“舊”的中間包被移開，而由一個新的中間包取代的工藝技術。是一種能提高連鑄機作業率，提高鋼水收得率，減少生產事故，降低生產成本，提高設備周期管理和狀態管理的水平的技術。同時也能進行相同鋼種澆注、不同鋼種快換、生產節奏不匹配等生產調節的主要手段。

連鑄中間包快換技術是：在連鑄生產澆鑄中“舊”的中間包被移開，而由一個新的中間包取代的工藝技術。是一種能提高連鑄機作業率，提高鋼水收得率，減少生產事故，降低生產成本，提高設備周期管理和狀態管理的水平的技術。同時也能進行相同鋼種澆注、不同鋼種快換、生產節奏不匹配等生產調節的主要手段。

1主要工藝參數

   福建三安鋼鐵有限公司煉鋼廠（下簡稱三安煉鋼廠）年產粗鋼265 萬t，其連鑄機的主要設備（見表1）。

連鑄機的主要設備  表1

Main equipment of continuous casting machine  table 1

2 中間包快換的含義

連鑄生產中的快速更換中間包是在上世紀80年代就被采用的一項操作工藝技術, 采用該工藝后對各連鑄生產廠都發揮了重要作用。

快換中間包指的是：將澆鑄的中包鋼水澆完開走，在各澆鑄鋼坯拉到結晶器中間停止并立刻放連接件、冷料等待，后對烘烤好的新中包進行開澆（新舊中包快換），此工藝技術可提高設備計劃檢修率。

三安煉鋼廠連鑄中間包采用的是干式料整體澆鑄，根據耐材、滑塊等工藝數據，正常連澆爐數按照80爐（35小時）組織生產，由于中間包的使用壽命影響連鑄機作業率問題。

3.1連鑄車間

（1）接班前或開澆前要做好生產用的物料準備工作。

1）大包工：測溫槍、測溫熱電偶和紙管、取樣器、氧氣管、氧槍等。

2）澆鋼工：備用結晶器、水口滑塊、連接件、冷料、撈渣器、量棒、撬棍、鋼絲繩吊具、燒氧槍、托架、小氧管、水口叉子、手電筒等。

3）割坯工：大錘、撬棍、夾鉗、事故割槍、鋼絲繩吊具等。

4）主控工：噴嘴頭、扳手等。

（2）加大對運行設備的巡、點、檢。如電器、設備出現異樣情況的必須立刻通知調度，由調度安排人員處理。

（3）結晶器的使用中，發現有漏水現象要通知調度，在對接時必須及時更換。

3.2維修車間

1）開機前：從連鑄大包回轉臺到并鋼機鏈條，從上到下，該緊固的、潤滑的、鎖緊的、更換的設備需要全部處理，保證檢修質量，提高設備的作業率。

2）生產中：加強對各設備的點巡檢、潤滑、清灰、維護工作，尤其是液壓系統設備方面，進一步降低設備故障率。為確保連鑄的供電安全，針對性的對自動化的電源模塊檢查。

3）停機后，要及時把反饋有異樣情況的設備和故障設備進行檢查和更換。

4）在開澆、對接、重接過程中，必須組織相應的電鉗儀表工保駕護航。

5）保證各設備的正常運行，確保連鑄二冷水的水質問題，杜絕由于水質問題造成堵連鑄噴嘴現象。

4 快換關鍵點

   中間包鋼水溫度可直接影響生產組織，是中間包快換成功的重要條件^[1]。溫度高時，利于快換，但影響生產節奏；溫度低時,易發生水口結瘤、漏鋼、凍包、停澆等生產事故。

4.1 確保快換前后鋼水澆鑄時的溫度

1）鋼水溫度：開澆、新包對接前三爐，根據連鑄生產情況，可適當進行調整，在表2的基礎上，各項溫度上線放寬30℃^[2]。

各類鋼種在正常澆鑄的溫度范圍  表2

Various types of steel in the normal casting temperature range table 2

2）鋼包：鋼包為正常周轉包，包齡控制在20爐≤包齡≤60爐，包況良好確保在線周轉鋼包最高溫度1100℃以上。

3）中包：計劃對接前3小時對備用中包開始小火預熱時間≥1 h，溫度控制在300~400~C范圍，等到開澆前1．5 h將火調到大火烘烤，溫度為115O～1250 ℃ 。在烘烤過程中必須了解中間包烘烤情況，避免干式料塌落影響中間包快換。

4）水口：采用侵入式水口在線烘烤技術，開澆前1．5h開始烘烤，溫度控制在900℃ 以上^[2]。

4.2 塞引錠頭操作要點

1）將引錠頭垂直插進停震動的鋼水里凝固，凝固后的引錠鉤在結晶器內不能松動。

2）用石棉繩塞冷坯與結晶器的交接處。

3）冷料放置要求：冷料規格長度為250-300mm、直徑φ12～14mm的螺紋鋼，放置冷料必須豎直，不能成漩渦狀，下部不能懸空（懸空易導致漏引錠），引錠鉤周邊冷料不能過長和過緊，彎頭要用冷料保護好，防鋼流直接沖刷到鉤頭而被熔化造成開澆脫鉤。

4）菜籽油涂抹：確保開澆時鑄坯有潤滑，減小起步拉坯阻力，防止脫鉤。裝好冷料后銅管壁四周用菜籽油涂抹均勻，冷料底部不能有積油。

4.3 待澆時間

實際待澆時間控制在4～ 8 min范圍。

4.4 中包過熱度

中間包鋼水過熱度控制在 30～ 40℃。

4.5 結晶器液面控制

1）生產過程中結晶器蓋板要保持干凈，不允許蓋板上有保護渣或其他異物，如蓋板上有冷鋼P3班長（副班長）要及時處理掉。

2）保持結晶器液面平穩，鑄坯有良好的潤滑。正常生產過程中結晶器液面執行自動液面控制。

2）當結晶器自動控制液面波動＞±8mm較長時間，結晶器液面控制應改為“手動”操作。

3）生產過程中，若有水口碎片或大型異物進入結晶器內，應及時撈出；確實無法撈出時，應立即關流，做好雙澆線，通知P4割除。

4.6 二冷配水優化

比水量又稱為冷卻比、冷卻強度，用W表示，是二冷區每千克鑄坯消耗冷卻水量，單位是L/kg。若二冷水流量為Q，澆注速度為G，則： W＝Q/G,就是比水量=二冷區水流量/澆注速度。根據比水量計算二冷水量是冷卻制度參數確定的一個重要環節，也可以根據拉速和鑄坯斷面、二冷水量計算比水量。

1）低拉速下優化二冷水的配置，減少水量15%左右，使質量缺陷得到有效控制。

2）為杜絕換包過程中鑄坯長時間過冷滯留，影響對接成功率，二冷水配水執行的是停澆后直接關閉，開澆前恢復制度。

4.7中間包對接的具體細則

（1）時間：要求從上一中包停澆到下一中包開澆的時間必須小于15分鐘，快換采用高液位操作^[4]。

（2）中間包內的鋼水重量達2O噸，鋼水液面控制在400mm（用氧管伸入中間包內來測量），拉坯速度正常控制。

（3）當中間包液面達到200 mm，拉速降至0．6 m／min時，結晶器液面控制方式由自動變為手動^[4]。

（4）當中間包液面達到100 mm，拉速降至0 m／min時（關閉滑塊），避免下渣優化低拉速下二冷水的配置，減少水量15%左右，使質量缺陷得到有效控制。

（5）開澆前確認： 機長必須檢查每個流冷料填充情況、各流操作箱的澆注條件，中間包烘烤情況，根據中間包烘烤情況決定開澆所需出站溫度，并且向調度反饋信息；轉爐放完鋼后機長必須現場跟蹤了解鋼水進站、出站溫度情況；

（6）將舊中間包車開走，在各澆鑄鋼坯拉到結晶器中間停止、去除渣圈并立刻放連接件、冷料等待。未接好易發生脫鉤事故。

（7）鋼水上回轉臺后將備用中間包烘烤器升起，關閉煤氣閥門，放各流引流砂，并將中間包車升到高位開到澆注位的旁邊等待^[1-4]。

（8）最后對烘烤好的新中包進行開澆。若拉坯速度大于澆注速度，會造成漏鋼；而拉坯速度小于澆注速度，會溢鋼^[3]。

1）大包開澆：中包車開到澆注位對中，套好大包長水口，大包開澆。機長根據鋼水出站溫度和中包烘烤情況預估中包開澆溫度，若預估中包開澆溫度過高（過熱度﹥45℃）時，大包鋼水可鎮靜5分鐘再開澆同時向調度匯報；若預估中包開澆溫度不高或偏低時鋼包機構必須全開，在最短時間內將中包鋼水液面提到開澆液位且及時加中包覆蓋劑^[5-10]。不論鋼水溫度多高，中包液面始終不得低于500mm（開澆爐次）。

2）中包開澆：中包液面必須≧500mm（中包液面到中包蓋上表面距離約700mm）及中包測溫后根據溫度引流開澆，中包開澆時必須用專用工具接住引流砂，防止引流砂進入結晶器導致鋼水和引錠鉤不能很好粘結引起脫鉤。開澆順序：中包開澆溫度正常時（過熱度﹥40℃），先開中間兩流，后開邊流；中包開澆溫度偏低時（過熱度﹤30℃或裝有擋渣墻的中間包），適當提高中包開澆液面，分成兩個小組（Ⅰ、Ⅱ流一組，Ⅲ、Ⅳ一組）兩組同時引流開澆，在最短時間內達到四個流澆注，讓鋼水在中包里有良好循環流動。

3）啟動澆鑄：操作工應根據鋼流大小（水口口徑大小、燒氧情況及是否散流）確定好開澆起步時間——正常鋼流在3-5秒內必須啟動澆鑄給小拉速。鋼流引下來后要及時添加保護渣，此時加保護渣要少，不宜過多，直到套好水口后按正常添加保護渣。

①先小流操作并及時添加保護渣，能確保結晶器內鋼水與連接件、冷料緊密相連，并填充結晶器銅板間的縫隙，減少漏鋼事故。

②開澆起步正常后可大流操作，能更好的使接頭充分銜接，減少接溢鋼事故。

4）套浸入式水口：烘烤好的浸入式水口必須開一個流拿一個流，杜絕提前拿出烘烤器導致水口變冷使用時積冷鋼；開澆引流正常后應立刻套上浸入式水口——最遲在看見液面后必須套上水口（溫度低不能套除外），防止卷渣及二次氧化，盡快穩定結晶器鋼水液面確保潤滑；套好浸入式水口后必須仔細檢查水口對中及銅管壁是否積冷鋼。銅管壁積冷鋼多時把鋼水液面拉低于離上法蘭水縫80～100mm,及時處理掉聚積的冷鋼（必要時可關流處理），否則容易造成漏鋼（渣漏或掛漏）。

5 效果分析

1）提高了鑄機作業率

通過采取以上系列措施,快換連澆爐數由快換前的1組1個中包79爐35小時，提高到1組6個中包470爐200小時以上的水平，提高了鑄機作業率。

2）設備計劃檢修率

形成了以連鑄機為中心的主要生產設備定修模式，充分利用了中大夜班滿負荷生產、白班設備維護的生產理念。進一步優化了設備計劃檢修，提高設備周期管理和狀態管理的水平，從而降低了設備維修成本和提高了檢修人員的工時利用率，使設備計劃檢修率由快換前的75.9%提高到99.24%的好水平。（見表3）

快換中包與傳統澆鑄的效果對比表3

Comparison of the effect of quick change and traditional casting  Table 3

3）連接坯在切割、出坯、熱送方面的處理方式

開澆的坯頭切割長度控制在≥2.5m；正常停澆尾坯長度控制在≥1.5 m；中包快換的接頭按雙澆線前≥2.0m，雙澆線后≥1.0m切割長度控制，減少接頭廢鋼，提高了鋼水收得率。使鋼水收得率由快換前的99.19%提高到99.24%。（見表4）

連接坯的處理方式  表4

The treatment method of the connecting billet is shown in Table 4

6  結語

生產實踐證明，通過采取以上系列措施,三安煉鋼廠的中間包快換水平得到了提升，快換成功率達到100%，確保了生產有序開展。該技術生產具有安全性、靈活性，也適用與同中間包異鋼種連澆和快換中間包異鋼種連澆工藝，提高鑄機產能。同時可減少連鑄機開機、停機次數，降低開澆、停澆操作對鑄坯質量的不利影響。

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