中小型鋼廠提高連鑄鋼水收得率的實(shí)踐

1、中小型鋼廠提高連鑄鋼水收得率的實(shí)踐殷春喜杜永遠(yuǎn)摘要分析了安鋼一煉鋼廠連鑄鋼水收得率低的主要原因，介紹了為提高鋼水收得率所采取的措施，實(shí)踐證明：鋼水收得率明顯提高。關(guān)鍵詞中小型鋼廠連鑄鋼水收得率PRACTICE ON IMPROVEMENT IN CONCASTING LIQUID STEELYIELD AT MEDIUM AND SMALL SIZED STEEL WORKSYin ChunxiDu YongyuanAnyang Iron & Steel Corp.SynopsisThe main causes for low yield of continuous casting liqui

2、d steel yield at No.1 Steel Plant of Anyang Iron & Steel Corp. are analyzed and measures to be taken to improve it are discussed.Practice demonstrates that the yield of liquid steel has been drastically raised eversince.Keywordsmedium and small steel workscontinuous castingLiquid steel yield1前言連鑄鋼水收

3、得率是指合格連鑄坯占用于連鑄鋼水量的百分比。它反映了所澆連鑄鋼水的收得情況，是影響連鑄綜合效益的一個(gè)重要指標(biāo)，同時(shí)又是衡量連鑄設(shè)備、工藝技術(shù)和連鑄水平的重要參數(shù)。安鋼第一煉鋼廠有兩座地坑式6t氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐。1994年10月建成投產(chǎn)了兩臺(tái)ROKOP型兩機(jī)兩流小方坯連鑄機(jī)，主要澆鑄20MnSi和Q235。鑄機(jī)采用剛性引錠桿、氧煤氣火焰切割、集中出坯冷床，其主要工藝參數(shù)見表1。表1連鑄機(jī)主要工藝參數(shù)結(jié)晶器形式結(jié)晶器長(zhǎng)度/mm鑄坯斷面mmmm弧形半徑mm中間包容量t工作拉速m.min-1弧型噴淋式812.81201205250622.8一煉鋼小方坯連鑄機(jī)投產(chǎn)以后，連鑄鋼水收得率一直偏低，鋼水浪費(fèi)嚴(yán)重，

4、殘次坯量居高不下，影響了連鑄整體效益的提高，連鑄和模鑄鋼水收得情況對(duì)比見表2。 表2連鑄、模鑄鋼水收得率情況對(duì)比表時(shí)間1995年1996年1997年1998年上半年模鑄單爐成錠量t12.6812.7212.7512.74連鑄單爐成坯量t 12.2412.7812.9412.972收得率低的主要原因2.1鋼水的質(zhì)量2.1.1鋼水溫度鋼水溫度波動(dòng)范圍大，受控率低，大包溫度在158017600C之間波動(dòng)，中包溫度在150016300C之間波動(dòng)。溫度偏高時(shí)，鋼水對(duì)大包耐火材料及水口侵蝕嚴(yán)重，易造成大包穿包和鋼流失控，同時(shí)也容易產(chǎn)生漏鋼事故；溫度偏低時(shí)則容易造成中間包低溫而使鑄機(jī)非正常停澆。2.1.2鋼

5、水純凈度鋼水純凈度低，影響鋼水流動(dòng)性。這主要是因?yàn)槊撗踔贫炔缓侠?、脫氧劑選擇不合適造成的。以前主要用硅鋁鐵做脫氧劑，易生成高熔點(diǎn)的Al2O3殘留于鋼液中，另外，鋼中的鋁含量高，也易與空氣中的氧發(fā)生反應(yīng)生成Al2O3，從而使鋼水的流動(dòng)性變差，鋼水容易在中間包水口部位結(jié)瘤，輕微時(shí)會(huì)影響正常澆鑄而產(chǎn)生殘次坯，結(jié)瘤嚴(yán)重時(shí)則會(huì)引起連鑄停澆。2.2中間包耐火材料的質(zhì)量中間包所用的袖磚、塞桿頭、上水口、水口座磚和絕熱板，在整個(gè)澆鑄過程中都和鋼水接觸，其質(zhì)量?jī)?yōu)劣、壽命長(zhǎng)短都直接影響到中間包的正常操作。據(jù)統(tǒng)計(jì)1995年僅中間包塞桿跑風(fēng)和掉頭而造成連鑄非正常停澆就達(dá)154次，占同期非正常停澆的22.4；1996年

6、為140次，占23.1，因而連鑄機(jī)的非正常停澆是造成鋼水浪費(fèi)，從而影響連鑄鋼水收得率的重要原因。此外，由于耐火材料問題引起的斷流也是造成鋼水浪費(fèi)影響收得率的另一重要原因。2.3設(shè)備問題設(shè)備是連鑄順行的保證，生產(chǎn)的發(fā)展對(duì)設(shè)備提出了更高的要求。隨著鑄機(jī)作業(yè)率的提高，設(shè)備方面的問題也越來越多地暴露出來了。如結(jié)晶器銅管因上部強(qiáng)度不夠及密封性能不好，經(jīng)常因銅管變形或漏水而使鑄機(jī)停澆；二冷水質(zhì)問題也經(jīng)常造成結(jié)晶器和二冷段噴嘴堵塞。3措施及對(duì)策3.1提高鋼水質(zhì)量(1)鋼水溫度是鋼水質(zhì)量的一個(gè)重要參數(shù)。以前對(duì)鋼水溫度不夠重視，大包鋼水溫度要求范圍寬，為16001740；中包溫度要求范圍為15101600。如此

7、寬的溫度范圍，溫度受控率仍然偏低。為適應(yīng)連鑄生產(chǎn)，對(duì)溫度制度進(jìn)行了重新修訂，見表3。同時(shí)根據(jù)微機(jī)采集溫度數(shù)據(jù)，對(duì)各工序鋼水溫度受控率進(jìn)行嚴(yán)格考核，使連鑄鋼水溫度受控率逐步提高。表3調(diào)整后的連鑄鋼水溫度制度鋼種爐次出鋼溫度大包溫度吹氬后溫度中包溫度20MnSi第一爐17201740166016801640166015401560連澆爐16901710162516601610164015201540Q235第一爐17301750167016901650167015401560連澆爐17001720163516551630165015301550(2)采用微機(jī)聲納化渣技術(shù)，優(yōu)化轉(zhuǎn)爐冶煉操作，為提高終

8、點(diǎn)命中率創(chuàng)造了良好條件。(3)嚴(yán)格裝入制度，保證廢鋼供應(yīng)以利于調(diào)整轉(zhuǎn)爐熱平衡，杜絕了吹煉后期靠石灰降溫的陋習(xí)，提高了終點(diǎn)溫度和終點(diǎn)碳的雙命中率。(4)采用紅包出鋼，鋼包表面用碳化稻殼保溫，減少了熱量損失。針對(duì)中包容量小、散熱快的特點(diǎn)，采用中包專用覆蓋劑進(jìn)行保溫，經(jīng)使用表明保溫效果明顯優(yōu)于碳化稻殼，而且因?yàn)楹剂康?，使用時(shí)不會(huì)造成鋼液增碳。(5)中間包水口結(jié)瘤造成連鑄停澆是影響鋼水收得率的一個(gè)重要原因。對(duì)中間包水口結(jié)瘤物進(jìn)行化學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)其中鋁含量比正常鋼水高出數(shù)倍，最高的可達(dá)0.038。其存在方式主要是Al2O3結(jié)晶相。大部分來源于鋼中的Al脫氧物，Al脫氧后形成的高熔點(diǎn)化合物在澆鑄過程中會(huì)在

9、水口內(nèi)壁沉積而最終造成水口結(jié)瘤堵塞。因此，在對(duì)鋼水脫氧時(shí)用CaSi合金代替部分FeAlSi脫氧，這樣可以改變夾雜物形態(tài)，降低夾雜物的熔點(diǎn)，減少水口內(nèi)壁沉積物的形成。試驗(yàn)表明，噸鋼加FeAlSi(含Al 42，含Si 15)減至0.7kg，同時(shí)加入CaSi合金(含Ca 31)1.0kgt，不但可以達(dá)到對(duì)鋼液中Al含量的要求，避免了水口堵塞，而且鑄坯表面也沒有產(chǎn)生皮下氣泡等缺陷。(6)采用彌散型吹氬棒對(duì)連鑄鋼水進(jìn)行頂吹氬處理。由于鋼包容量小，包內(nèi)溫度不均勻，特別是涼包，包底包壁處鋼液溫度和中部鋼液溫度相差很大。因此要求連鑄鋼水吹氬率要達(dá)到100%，氬氣壓力0.150.2MPa，吹氬棒頭部距包底20

10、0mm，吹氬時(shí)間2min，以達(dá)到均勻鋼液成分、溫度、促使夾雜物上浮，改善鋼水流動(dòng)性的目的。3.2耐火材料的改進(jìn)(1)改變中間包襯永久層的材質(zhì)和砌筑方法。把以前用的粘土磚內(nèi)襯改為高鋁質(zhì)可澆鑄料打結(jié)成型內(nèi)襯，并在中間包殼內(nèi)壁焊上緊固釘以保證澆鑄內(nèi)襯能牢固地固定在包殼上，使中間包穿包事故大大降低。(2)用整體打結(jié)塞桿進(jìn)行試驗(yàn)?？偣苍囼?yàn)了八根四套塞桿，平均連澆爐數(shù)達(dá)到了9.25爐/次，且都不是因?yàn)槿麠U原因而停澆的。停澆后立即從中間包內(nèi)撥出塞桿檢查，發(fā)現(xiàn)塞桿基本完好，沒有掉塊痕跡，受鋼液侵蝕亦不明顯，可以繼續(xù)使用。目前正在批量試驗(yàn)，近期有望大規(guī)模應(yīng)用，到時(shí)因塞桿問題造成的停機(jī)事故基本可以解決。3.3設(shè)備

11、的改進(jìn)(1)對(duì)大包機(jī)件的改進(jìn)。以前為配合連鑄生產(chǎn)曾把大包機(jī)件由銷子緊固式改為門式機(jī)件，使用一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)關(guān)閉、開啟阻力太大，機(jī)件損壞事故時(shí)有發(fā)生，不利于連鑄鋼包控流。把拉桿向門軸方向移動(dòng)20mm以后，門軸阻力力臂縮短、扭距減小，同時(shí)把門軸材質(zhì)由以前用的普碳鋼改為耐熱不起皮鋼（2Mn18Al5SiMoTi），水口移動(dòng)輕松自如，鋼包控流方便，減少了因大包鋼流失控造成的鋼水浪費(fèi)。（2）循環(huán)水系統(tǒng)的改造。安鋼第一煉鋼廠連鑄機(jī)結(jié)晶器冷卻方式是噴淋冷卻，冷卻效果好，但是結(jié)晶器和二冷段用水均是開路循環(huán)，在循環(huán)過程中容易進(jìn)入雜物。盡管經(jīng)過懸流井和斜管池兩級(jí)處理，仍有部分雜物殘留，易造成結(jié)晶器和二冷段噴嘴堵塞，

12、影響連鑄正常生產(chǎn)。為改善冷卻水質(zhì)，在循環(huán)水路上安裝了自動(dòng)反沖過濾器，它可以利用系統(tǒng)本身的水壓，在正常生產(chǎn)情況下進(jìn)行反沖洗，效果十分明顯。經(jīng)過濾后冷卻水懸浮物的濃度降低到16mg/l，消除了大顆粒懸浮物，基本解決了結(jié)晶器和二冷段的噴嘴堵塞問題。鑄坯冷卻均勻，漏鋼事故明顯減少，殘次坯明顯下降。（3） 結(jié)晶器銅管的改造。由于結(jié)晶器上部安裝有密封面板和工作面板，而結(jié)晶器內(nèi)噴嘴安裝位置不可能太高，因此，結(jié)晶器上沿冷卻效果就不太好，銅管容易產(chǎn)生變形。雖然結(jié)晶器銅管上沿對(duì)鑄坯坯殼的形成不起作用，但變形后不利于澆鑄操作，而且會(huì)影響冷卻水的密封效果，經(jīng)常出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，影響了連鑄的正常生產(chǎn)。為此，把結(jié)晶器銅管上沿

13、外部四周加厚，形成一個(gè)凸出的壓蓋，起到了加強(qiáng)筋的作用，可提高上沿的抗變形能力，同時(shí)壓蓋本身即可起到密封作用，減少漏水現(xiàn)象發(fā)生。每根銅管的拉鋼量由改進(jìn)前的240t/個(gè)提高到目前的2000t/個(gè)。（4）在二冷段下設(shè)噴嘴對(duì)鑄坯側(cè)面繼續(xù)進(jìn)行冷卻，提高鑄坯抗壓能力，保證在高拉速情況下鑄坯過拉矯機(jī)時(shí)不會(huì)被壓扁，減少了殘次坯量。（5）對(duì)冷床的改造。以前的冷床較為復(fù)雜和龐大，冷床滑軌平面比輸坯輥道平面高，鑄坯到達(dá)冷床部位后，必須經(jīng)翻鋼機(jī)翻轉(zhuǎn)90到冷床滑軌上，然后由頂置式推鋼車推走。利用1996年停產(chǎn)檢修對(duì)冷床進(jìn)行大規(guī)模改造，改造后的冷床滑軌和輸坯輥道處于同一平面，省去了翻鋼這一復(fù)雜動(dòng)作。同時(shí)把頂置式推鋼車改為鏈傳動(dòng)帶推頭的底置式推鋼裝置。經(jīng)過一年多的使用，表明改造后的冷床和以前相比設(shè)備故障率低、維修保養(yǎng)方便。因冷床故障使連鑄機(jī)非正常停澆浪費(fèi)鋼水的現(xiàn)象大大減少。3.4中間包烘烤我們以前用的中間包是絕熱板中間包，絕熱板接縫之間用耐火泥粘結(jié)，由于耐火泥潮濕，在澆鑄初期和鋼水接觸時(shí)水分會(huì)快速汽化而發(fā)生爆炸，不但影響中間包的使用效果，而且會(huì)增加鋼中氣體含量，使?jié)茶T初期的鑄坯因產(chǎn)生皮下氣泡而報(bào)廢，同樣影響了鋼水收得