一种操作安全的钢水中包快换水口机构在罗源闽光的应用

何盛峰

摘 要：介绍了一种操作安全的钢水中包快换水口机构在罗源闽光方坯连铸机中包上从试验、完善到推广应用的实践，使得连铸中包机构投入使用的安全性得到提高。

关键词：操作安全;中包;穿包;安全性

为了解决中包上水口在快换中包水口机构处理过渡块黏钢等问题的过程中，上水口由机构的扇形板滑块框中穿出，造成中包穿包的安全生产难题。罗源闽光钢铁有限责任公司（以下简称罗源闽光）炼钢厂自2019年2月起，在1号连铸机上对操作安全的快换水口机构进行试用。该操作安全快换水口机构是通过将一个半月型防坠板，安装在机构的扇形板滑块框中，达到处理过渡块黏钢等问题过程，上水口无法由机构的扇形板滑块框中穿出的目的，在连铸中包的安全使用过程中发挥了重要的作用。

一、工艺条件

1.铸机设备及工艺参数

1号机为半径8米弧长的四机四流方坯连铸机，T形中包，容量19吨，流间距1.2米，浇铸主要钢种HRB400EA、HRB400EB、400VN、HPB300、400V钢。

2号机为半径8米弧长的五机五流方坯连铸机，T形中包，容量23吨，流间距1.2米，浇铸主要钢种HRB400EA、HRB400EB、Q195、400VN、HPB300、400V钢。

大包氩后温度T=1555℃～1585℃

中包液相线温度T=1500℃～1560℃

平均拉速V=2.6m/Min～3.0m/Min

浇铸断面150mmx150mm

2.中包工作层材质

镁质涂料及干式料作为中包工作层材质

3.安全的中包机构材质

主要材质为球墨铸铁，半月板材质为S45C号钢

4.快换水口耐材

包括座砖、上水口、上滑块、下滑块、过渡块。

二、试用情况

1.安全水口机构的原理

安全水口快换机构由摆动手柄、杠杆压力调节器、扇形板、固定板、底座等组成，机构闭合时，整体厚度为130毫米，扇形板的两块滑块框内装有两块下滑块，中包滑块水口切换后，若发现需要更换两滑块框中间的过渡块出现黏钢等问题需要更换时，用半月板替换备用下滑块，同时将半月板开口调整至朝向在线下滑块方向，之后移动扇形板的手柄，使该滑块下线并取出。使得半月板拖住上滑块水口，从而使过渡块具备更换条件，待过渡块更换完毕再将半月板用下滑块替换回来，从而完成更换过渡块操作（见图1）

2.试用第一阶段

2019年2月，在1号连铸机上对操作安全的水口快换机构进行试用，试用中包5个，平均中包龄70.28炉，连浇炉数131.32炉。

针对第一阶段试用情况，发现主要问题为如下几点;

（1）在机构上，底座与扇形板互换性能较差;

（2）使用半月板表面会有部分黏钢，多次使用后表面粗糙度较大;

（3）开浇炉次的大包上台温度过低，容易发生开浇困难甚至造成开浇失败等生产事故，机构的使用寿命被降低;

（4）当处理过渡块时间超过30分钟时，过渡块缝隙中余钢会黏死在机构上，降低机构使用寿命;

3.试用第二阶段

2019年3月，针对新发现的几点问题进行收集汇总并进行改造，进行了第二阶段试用，试用中包6个，平均中包龄72.67炉，连浇炉数132炉。

（1）重新制定半月板安装使用和过渡块更换教程，确保半月板安装和过渡块更换过程底座和扇形板能够紧密配合。

（2）为了解决半月板表面多次使用后表面粗糙的问题，在半月板使用完后及时砂轮机打磨表面粗糙，同时准备多个备用半月板。

（3）做好快换机构安装完毕验收及中包上线烘烤前的检查工作。

（4）保障开浇炉次钢水的氩后温度稳定，使得中包开浇成功率得到提高。

4.试用的第三阶段

2019年4月，在对生产人员管理及半月板使用进行优化，进行第三阶段试用，试用中包6个，平均中包龄73.5炉，连浇炉数137.95炉。

（1）对P3工进行技术培训，培训使用半月板及更换过渡块培训，保证半月板安装正确，过渡块更换迅速。

（2）加强对半月板安装、过渡块更换质量的考核，保障机构的使用寿命不被过渡块的使用情况影响。

（3）加强对半月板制作质量及使用质量的跟踪，发现半月板粗糙立即安排打磨或者更换。

（4）較使用孔径16.5毫米及孔径17毫米的上滑块，滑块中部的锆芯侵蚀前者更小，发生渗钢或摆不动现象在更换下滑块过程明显减少，所以把上下滑块孔径由直径17毫米改为直径16.5毫米。

（5）取消半月板的上表面倒角。试验发现倒角过大，会减小半月板的有效接触面积，反而会在半月板边缘处黏连余钢，降低中包机构和半月板的使用寿命。

5.巩固阶段

从2019年4月至5月，1号连铸机试用了35个操作安全的快换水口机构中包，相关生产指标进一步得到提升，平均中包龄74.01炉，连浇炉数142.22炉。

三、全面推广阶段

1号连铸机在操作安全的水口机构推广使用后，各项生产指标都得到了提升，中包水口快换机构在更换过渡块时的安全性得到了保障。

四、长寿命阶段

在中包上试用30小时～40小时的干式料获得成功并得到推广。干式料推广使用，影响中包龄提高的限制环节又回到了快换水口耐材的问题上，因此势必改造中间包水口。

1.加厚上滑块的锆芯

上滑块被侵蚀后容易造成钢水渗入滑块水口的上、下滑块间隙，造成机构摆不动或渗钢，中包的使用寿命仍被制约。所以加厚上滑块的锆芯，从先前的15毫米加厚到25毫米。

2.提升滑塊锆芯的质量

更换上、下滑块的锆芯。让下滑块单次使用的寿命能够维持超过15小时，保证中包寿命小于30小时时无需更换下滑块。

3.上水口加锆芯

上水口整体都是铝碳质材料制作而成。上水口加锆芯避免在长时间浇铸后，上水口的钢水由上滑块的锆芯与外框之间透到滑块水口上、下滑块的接触面;且能够保护上滑块锆芯不被钢水直接冲刷。

4.提高生产调度水平

生产调度过程需再优化。重开浇及堵流之类的非常规作业导致的水口重烧问题尽可能杜绝，避免制约锆芯的使用时长。

5.加强对机构的使用跟踪

全程跟踪机构的使用情况，定期计划更换安全快换水口机构，投入使用的机构避免使用前已经是变形的。

1号连铸机机干式料中包，经由上述五个方向的改造后，开始34小时的实验，试验结果取得成功，经过3个中包试验，能够达到75炉次（34小时）平均使用寿命。

五、分析与展望

下一步计划将单个中包34小时的使用寿命进行巩固，再在此基础上计划通过增加下滑块可更换次数、加厚上滑块和优化机构的抗形变特性等方式达到单个中包使用40小时的目标。

六、结论

1.必须将上滑块锆芯的质量提高作为重点，尤其是是锆芯的耐冲刷性能、厚度和有效长度。

2.提升下滑块质量的特定性，必须优化生产调度过程及减少下滑块的更 频率，减少非常规堵流造成的重开浇等作业

3.更多地使用孔径16.5毫米的上滑块，并且上水口采用锆芯，使得中包及机构的使用寿命能被延长。

4.必须采取不同的方式方法不断予以提升。

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