三安連鑄中間包快換的工藝實(shí)踐

呂凱輝

(福建三安鋼鐵有限公司生產(chǎn)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(guò)對(duì)中間包快換的認(rèn)識(shí)、準(zhǔn)備以及快換的條件、時(shí)間和操作要點(diǎn)進(jìn)行了闡述。實(shí)踐表明，合理利用中間包快換技術(shù)，可提高連鑄機(jī)作業(yè)率、鋼水收得率，減少工藝、設(shè)備、人為原因造成的連鑄機(jī)停機(jī)事故。減少開機(jī)、停機(jī)次數(shù)，降低開澆、停澆操作對(duì)鑄坯質(zhì)量的不利影響。同時(shí)更能提高設(shè)備周期管理和狀態(tài)管理的水平，降低設(shè)備維修成本和提高檢修人員的工時(shí)利用率，使設(shè)備計(jì)劃?rùn)z修率由快換前的75.9%提高到99.24%的好水平。

關(guān)鍵詞：中包快換；鑄機(jī)作業(yè)率；鋼水收得率；停機(jī)次數(shù)；鑄坯質(zhì)量；設(shè)備計(jì)劃?rùn)z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(shù)是：在連鑄生產(chǎn)澆鑄中“舊”的中間包被移開，而由一個(gè)新的中間包取代的工藝技術(shù)。是一種能提高連鑄機(jī)作業(yè)率，提高鋼水收得率，減少生產(chǎn)事故，降低生產(chǎn)成本，提高設(shè)備周期管理和狀態(tài)管理的水平的技術(shù)。同時(shí)也能進(jìn)行相同鋼種澆注、不同鋼種快換、生產(chǎn)節(jié)奏不匹配等生產(chǎn)調(diào)節(jié)的主要手段。

1主要工藝參數(shù)

   福建三安鋼鐵有限公司煉鋼廠（下簡(jiǎn)稱三安煉鋼廠）年產(chǎn)粗鋼265 萬(wàn)t，其連鑄機(jī)的主要設(shè)備（見表1）。

連鑄機(jī)的主要設(shè)備  表1

Main equipment of continuous casting machine  table 1

2 中間包快換的含義

連鑄生產(chǎn)中的快速更換中間包是在上世紀(jì)80年代就被采用的一項(xiàng)操作工藝技術(shù), 采用該工藝后對(duì)各連鑄生產(chǎn)廠都發(fā)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(jié)晶器中間停止并立刻放連接件、冷料等待，后對(duì)烘烤好的新中包進(jìn)行開澆（新舊中包快換），此工藝技術(shù)可提高設(shè)備計(jì)劃?rùn)z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(jù)耐材、滑塊等工藝數(shù)據(jù)，正常連澆爐數(shù)按照80爐（35小時(shí)）組織生產(chǎn)，由于中間包的使用壽命影響連鑄機(jī)作業(yè)率問題。

3 快換前準(zhǔn)備

3.1連鑄車間

1）接班前或開澆前要做好生產(chǎn)用的物料準(zhǔn)備工作。

（1）大包工：測(cè)溫槍、測(cè)溫?zé)犭娕己图埞堋⑷�樣器、氧氣管、氧槍等�?/span>

（2）澆鋼工：備用結(jié)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(duì)運(yùn)行設(shè)備的巡、點(diǎn)、檢。如電器、設(shè)備出現(xiàn)異樣情況的必須立刻通知調(diào)度，由調(diào)度安排人員處理。

3）結(jié)晶器的使用中，發(fā)現(xiàn)有漏水現(xiàn)象要通知調(diào)度，在對(duì)接時(shí)必須及時(shí)更換。

3.3維修車間

1）開機(jī)前：從連鑄大包回轉(zhuǎn)臺(tái)到并鋼機(jī)鏈條，從上到下，該緊固的、潤(rùn)滑的、鎖緊的、更換的設(shè)備需要全部處理，保證檢修質(zhì)量，提高設(shè)備的作業(yè)率。

2）生產(chǎn)中：加強(qiáng)對(duì)各設(shè)備的點(diǎn)巡檢、潤(rùn)滑、清灰、維護(hù)工作，尤其是液壓系統(tǒng)設(shè)備方面，進(jìn)一步降低設(shè)備故障率。為確保連鑄的供電安全，針對(duì)性的對(duì)自動(dòng)化的電源模塊檢查。

3）停機(jī)后，要及時(shí)把反饋有異樣情況的設(shè)備和故障設(shè)備進(jìn)行檢查和更換。

4）在開澆、對(duì)接、重接過(guò)程中，必須組織相應(yīng)的電鉗儀表工保駕護(hù)航。

5）保證各設(shè)備的正常運(yùn)行，確保連鑄二冷水的水質(zhì)問題，杜絕由于水質(zhì)問題造成堵連鑄噴嘴現(xiàn)象。

4 快換關(guān)鍵點(diǎn)

   中間包鋼水溫度可直接影響生產(chǎn)組織，是中間包快換成功的重要條件^[1]。溫度高時(shí)，利于快換，但影響生產(chǎn)節(jié)奏；溫度低時(shí),易發(fā)生水口結(jié)瘤、漏鋼、凍包、停澆等生產(chǎn)事故。

4.1 確保快換前后鋼水澆鑄時(shí)的溫度

1）鋼水溫度：開澆、新包對(duì)接前三爐，根據(jù)連鑄生產(chǎn)情況，可適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整，在表2的基礎(chǔ)上，各項(xiàng)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(zhuǎn)包，包齡控制在20爐≤包齡≤60爐，包況良好確保在線周轉(zhuǎn)鋼包最高溫度1100℃以上。

3）中包：計(jì)劃對(duì)接前3小時(shí)對(duì)備用中包開始小火預(yù)熱時(shí)間≥1 h，溫度控制在300~400~C范圍，等到開澆前1．5 h將火調(diào)到大火烘烤，溫度為115O～1250 ℃ 。在烘烤過(guò)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(shù)，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(diǎn)

1）將引錠頭垂直插進(jìn)停震動(dòng)的鋼水里凝固，凝固后的引錠鉤在結(jié)晶器內(nèi)不能松動(dòng)。

2）用石棉繩塞冷坯與結(jié)晶器的交接處。

3）冷料放置要求：冷料規(guī)格長(zhǎng)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(dǎo)致漏引錠），引錠鉤周邊冷料不能過(guò)長(zhǎng)和過(guò)緊，彎頭要用冷料保護(hù)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(shí)鑄坯有潤(rùn)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(shí)間

實(shí)際待澆時(shí)間控制在4～ 8 min范圍。

4.4 中包過(guò)熱度

中間包鋼水過(guò)熱度控制在 30～ 40℃。

4.5 結(jié)晶器液面控制

1）生產(chǎn)過(guò)程中結(jié)晶器蓋板要保持干凈，不允許蓋板上有保護(hù)渣或其他異物，如蓋板上有冷鋼P3班長(zhǎng)（副班長(zhǎng)）要及時(shí)處理掉。

2）保持結(jié)晶器液面平穩(wěn)，鑄坯有良好的潤(rùn)滑。正常生產(chǎn)過(guò)程中結(jié)晶器液面執(zhí)行自動(dòng)液面控制。

2）當(dāng)結(jié)晶器自動(dòng)控制液面波動(dòng)＞±8mm較長(zhǎng)時(shí)間，結(jié)晶器液面控制應(yīng)改為“手動(dòng)”操作。

3）生產(chǎn)過(guò)程中，若有水口碎片或大型異物進(jìn)入結(jié)晶器內(nèi)，應(yīng)及時(shí)撈出；確實(shí)無(wú)法撈出時(shí)，應(yīng)立即關(guān)流，做好雙澆線，通知P4割除。

4.6 二冷配水優(yōu)化

   比水量又稱為冷卻比、冷卻強(qiáng)度，用W表示，是二冷區(qū)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(qū)水流量/澆注速度。根據(jù)比水量計(jì)算二冷水量是冷卻制度參數(shù)確定的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，也可以根據(jù)拉速和鑄坯斷面、二冷水量計(jì)算比水量。

1）低拉速下優(yōu)化二冷水的配置，減少水量15%左右，使質(zhì)量缺陷得到有效控制。

2）為杜絕換包過(guò)程中鑄坯長(zhǎng)時(shí)間過(guò)冷滯留，影響對(duì)接成功率，二冷水配水執(zhí)行的是停澆后直接關(guān)閉，開澆前恢復(fù)制度。

4.7中間包對(duì)接的具體細(xì)則

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

2）中間包內(nèi)的鋼水重量達(dá)2O噸，鋼水液面控制在400mm（用氧管伸入中間包內(nèi)來(lái)測(cè)量），拉坯速度正常控制。

3）當(dāng)中間包液面達(dá)到200 mm，拉速降至0．6 m／min時(shí)，結(jié)晶器液面控制方式由自動(dòng)變?yōu)槭謩?dòng)^[4]。

4）當(dāng)中間包液面達(dá)到100 mm，拉速降至0 m／min時(shí)（關(guān)閉滑塊），避免下渣優(yōu)化低拉速下二冷水的配置，減少水量15%左右，使質(zhì)量缺陷得到有效控制。

5）開澆前確認(rèn)： 機(jī)長(zhǎng)必須檢查每個(gè)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(jù)中間包烘烤情況決定開澆所需出站溫度，并且向調(diào)度反饋信息；轉(zhuǎn)爐放完鋼后機(jī)長(zhǎng)必須現(xiàn)場(chǎng)跟蹤了解鋼水進(jìn)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(jié)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(fā)生脫鉤事故。

7）鋼水上回轉(zhuǎn)臺(tái)后將備用中間包烘烤器升起，關(guān)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(duì)烘烤好的新中包進(jìn)行開澆。若拉坯速度大于澆注速度，會(huì)造成漏鋼；而拉坯速度小于澆注速度，會(huì)溢鋼^[3]。

（1）大包開澆：中包車開到澆注位對(duì)中，套好大包長(zhǎng)水口，大包開澆。機(jī)長(zhǎng)根據(jù)鋼水出站溫度和中包烘烤情況預(yù)估中包開澆溫度，若預(yù)估中包開澆溫度過(guò)高（過(guò)熱度﹥45℃）時(shí)，大包鋼水可鎮(zhèn)靜5分鐘再開澆同時(shí)向調(diào)度匯報(bào)；若預(yù)估中包開澆溫度不高或偏低時(shí)鋼包機(jī)構(gòu)必須全開，在最短時(shí)間內(nèi)將中包鋼水液面提到開澆液位且及時(shí)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(cè)溫后根據(jù)溫度引流開澆，中包開澆時(shí)必須用專用工具接住引流砂，防止引流砂進(jìn)入結(jié)晶器導(dǎo)致鋼水和引錠鉤不能很好粘結(jié)引起脫鉤。開澆順序：中包開澆溫度正常時(shí)（過(guò)熱度﹥40℃），先開中間兩流，后開邊流；中包開澆溫度偏低時(shí)（過(guò)熱度﹤30℃或裝有擋渣墻的中間包），適當(dāng)提高中包開澆液面，分成兩個(gè)小組（Ⅰ、Ⅱ流一組，Ⅲ、Ⅳ一組）兩組同時(shí)引流開澆，在最短時(shí)間內(nèi)達(dá)到四個(gè)流澆注，讓鋼水在中包里有良好循環(huán)流動(dòng)。

（3）啟動(dòng)澆鑄：操作工應(yīng)根據(jù)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(shí)間——正常鋼流在3-5秒內(nèi)必須啟動(dòng)澆鑄給小拉速。鋼流引下來(lái)后要及時(shí)添加保護(hù)渣，此時(shí)加保護(hù)渣要少，不宜過(guò)多，直到套好水口后按正常添加保護(hù)渣。

①先小流操作并及時(shí)添加保護(hù)渣，能確保結(jié)晶器內(nèi)鋼水與連接件、冷料緊密相連，并填充結(jié)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(gè)流拿一個(gè)流，杜絕提前拿出烘烤器導(dǎo)致水口變冷使用時(shí)積冷鋼；開澆引流正常后應(yīng)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(wěn)定結(jié)晶器鋼水液面確保潤(rùn)滑；套好浸入式水口后必須仔細(xì)檢查水口對(duì)中及銅管壁是否積冷鋼。銅管壁積冷鋼多時(shí)把鋼水液面拉低于離上法蘭水縫80～100mm,及時(shí)處理掉聚積的冷鋼（必要時(shí)可關(guān)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(jī)作業(yè)率

通過(guò)采取以上系列措施,快換連澆爐數(shù)由快換前的1組1個(gè)中包79爐35小時(shí)，提高到1組6個(gè)中包470爐200小時(shí)以上的水平，提高了鑄機(jī)作業(yè)率。

2）設(shè)備計(jì)劃?rùn)z修率

形成了以連鑄機(jī)為中心的主要生產(chǎn)設(shè)備定修模式，充分利用了中大夜班滿負(fù)荷生產(chǎn)、白班設(shè)備維護(hù)的生產(chǎn)理念。進(jìn)一步優(yōu)化了設(shè)備計(jì)劃?rùn)z修，提高設(shè)備周期管理和狀態(tài)管理的水平，從而降低了設(shè)備維修成本和提高了檢修人員的工時(shí)利用率，使設(shè)備計(jì)劃?rùn)z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(tǒng)澆鑄的效果對(duì)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(zhǎng)度控制在≥2.5m；正常停澆尾坯長(zhǎng)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(zhǎng)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(jié)語(yǔ)

   生產(chǎn)實(shí)踐證明，通過(guò)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(dá)到100%，確保了生產(chǎn)有序開展。該技術(shù)生產(chǎn)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(jī)產(chǎn)能。同時(shí)可減少連鑄機(jī)開機(jī)、停機(jī)次數(shù)，降低開澆、停澆操作對(duì)鑄坯質(zhì)量的不利影響。

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