大矩形坯结晶器在线调整工艺研究

杨仁强

（芜湖新兴铸管有限责任公司，安徽 芜湖 241000）

对于大矩形坯结晶器在线调整工艺的研究，其主要是涉及到炼钢技术领域，主要是针对在线调整工艺。希望通过本文的探讨，能够对在线调整工艺有一个清晰的认识，同时也能够对大矩形坯结晶器的实际价值有所了解。

1 大矩形坯结晶器在线调整工艺背景

目前炼钢厂连铸结晶器的使用主要有两点：一是通过传统模式的固定结晶器总管水压来确定结晶器的水流量，以确保结晶器的正常使用；二是在结晶器在使用到中后期时，结晶器壁磨损比较严重，不满足特种钢的生产要求时，只能停机检修更换结晶器，至少需要3～4 h，尤其大断面结晶器对弧调整等所需时间更长[1]。因此，为解决传统模式和停机更换结晶器的问题，在连铸坯生产过程中设计简单、操作方便的装置为本领域目前急需解决的问题。

2 大矩形坯结晶器在线调整工艺实施

集合实际的图片进行分析，参见图1 和图2，主要是针对一种方坯结晶器在线调整工艺进行研究，具体步骤包括：

图1 方坯结晶器示例图

图2 方坯结晶器模拟图

步骤1：将合格钢水装入大包回转台；步骤2：使用结晶器进行浇铸；步骤3：对浇铸后的产品进行冷却；步骤4：使用拉矫机对产品进行矫正；步骤5：将步骤4 后得到的铸件放置在火焰切割机上进行加工；步骤6：使用运输辊道运输加工后的铸件；步骤7：使用出坯辊道进行出坯操作。

其中，步骤2 中的结晶器水压力为1.2 MPa，以保证结晶器挠度变化符合生产需要。

在本实施方式中，为了便于掌握钢水重量，优选地，步骤1 中还包括使用大包称重系统称重。在本实施方式中，为了优化工艺，优选步骤1 和步骤2 之间还包括使用中间罐或者中间车将大包内的钢水分配至结晶器中。进一步地，为了保证用于铸件的钢水在浇注过程后得到的效果更好，优选地，大包内的钢水进入中间罐或者中间车时采用长水口保护浇铸。同样的，中间罐或者中间车内的钢水进入结晶器时采用浸入式水口保护浇铸[2]。

上述使用钢包回转台能迅速、精确地实现钢包的快速交换，只要旋转半周就能将钢包更换到位；同时在等待与浇注过程中支承钢包，不占用有关起重机的作业时间。同时。钢包回转台占用浇注平台的面积较小，也不影响浇注操作。最终，使得操作安全可靠，易于定位和实现远距离操作此外，为了对铸坯表面进行强制、均匀冷却，使铸坯在较短时间内凝固，优选地，步骤3 的冷却为使用气水喷嘴冷却。在连续铸钢过程中，为了使得连铸坯通过外界电磁场时感应产生的电磁力将铸坯内未凝固的钢液搅拌流动，以改善凝固过程而获得良好的铸坯质量，优选地，步骤2 和步骤3 之间还包括外置式结晶器电磁搅拌。同样的，进一步优选地，步骤3 和步骤4 之间还包括末端电磁搅拌。

具体试验测算如下：

步骤1：将断面370 mm×480 mm 矩形坯结晶器宽面和窄面进行分段，分别分成：A 窄面1/2、B 窄面1/4、C 宽面1/4、D 宽面1/2（见图3）。

图3 方坯结晶器内壁尺寸图

步骤2：将两个窄面分别为A 面、B 面，两个宽面为C 面、D 面；在不同面上标注相对应的点数：点0 距上口5 mm 处，点0、点1、点2、点3、点4、点5、点6、点7 距离为100 mm，点8 距下口5 mm，点7—点8 距离为70 mm；中心点位置390 mm（矩形坯长度780 mm）。

步骤3：通过打压泵对结晶器试水打压，测试其不同压力下，结晶器存在的挠度变化：分别测试在0、0.6 MPa、1.0 MPa 和1.2 MPa 四种情况下，使用内千分尺测量对应点数据变化（见图4 和表1）。

图4 压力表测试

表1 宽面点位压力表 MPa

步骤4：试验数据对比如下：不同压力下，窄面变化曲线没有发生明显变化，且随着压力增大，窄面挠度有轻微变化；在不同压力下，宽面变化比较明显而且很直观，随着压力的增加，宽面挠度越大，距离越来越小，见图5 和图6 所示。

图5 窄面曲线

图6 宽面曲线

基于上述方案的实际分析，本次研究中事先结晶器水压力的改变，将压力从原本的1.0 MPa 调整为1.2 MPa，这样可以满足结晶器挠度变化的实际生产要求，同时也可以避免在传统模式下因为停机更换导致时间浪费，最终实现生产节奏的全面提升。基于上述附图以及对应的试验数据加以分析，最终实现了本研究的描述。不过，因为本研究不限于上述的具体细节，在技术构思范围之内，还可以实现技术方案的多种简单的变型处理，这些变型都属于保护的范畴之内。另外还需要说清楚，针对具体的实施方式之中主要是针对技术特点进行描述，基于不矛盾的前提下，通过任何方式来加以组合，为了避免重复问题出现，所以就不再针对其他的组合方式加以说明[3]。

3 结语

本文基于大矩形坯结晶器在线调整工艺进行探讨，希望能够针对其背景资料以及具体的大矩形坯结晶器在线调整工艺实施方式进行分析，以便能够对今后的研究提供一定的思路建议，从而服务实际工作需求。