下载地址——提高矩形坯结晶器铜管使用寿命实践.doc

摘  要：从钢水质量、铸机设备、工艺操作、保护渣及生产管理等方面分析了铜管使用寿命的影响因素。通过降低钢水过热度、改善设备运行条件、调整结晶器足辊开口度、加强软水质量监控、修订各项管理制度，使铜管过钢量大大提高，年降成本90多万元。

关键词：过热度、结晶器铜管、足辊开口度、使用寿命

前  言：结晶器铜管使用寿命指结晶器内腔保持原设计尺寸、形状的时间长短和过钢量的多少。提高结晶器铜管使用寿命，有利于提高连铸机连拉炉数，提高作业率，利于中间包、快换水口等各种技术工艺的使用，对降低成本有很大作用。在生产过程中，结晶器铜管使用寿命偏低，2013年平均过钢量仅为5000t/支左右，2014年平均过钢量为6000t/支左右，严重影响了铸机的顺行及各项经济技术指标。为此，新宝泰炼钢厂于2014年下半年进行技术攻关，从钢水质量、铸机设备、工艺状况、操作情况及生产管理等方面进行分析，认为铜管损坏的主要原因是生产事故造成的损伤、穿引锭杆时引锭头顶坏铜管下口、铜管受热膨胀变形，铜管下口的机械磨损等。经过系统改进，取得了比较满意的效果。

一、  唐山新宝泰炼钢厂连铸机性能参数

唐山新宝泰钢铁有限公司炼钢厂，现有1台R8m弧四机四流方坯连铸机，流间距1400mm，浇注断面165mm×330mm、165mm×400mm，结晶器铜管长900mm，2台R6m弧五机五流方坯连铸机，流间距1200mm，浇注断面165mm×280mm、165mm×330mm，结晶器铜管长900mm，主要生产普碳钢Q195、Q235。公司主要产品为300、400系列热轧窄带。

二、  结晶器铜管使用寿命影响因素分析

2.1设备状况

（1）引锭杆使用周期长，不能及时校正或更换，产生了较大的变形，曲率半径变大。在送引锭时引锭头不同程度地偏向结晶器外弧面，进结晶器时引锭头易顶坏结晶器铜管外弧面下口，造成铜管损坏，使用寿命减少。

（2）铸机振动系统为半板簧振动，受设备的制造和安装精度所限，振动臂经较长时间运行后会发生偏移，相应地结晶器也偏移原振动轨迹，不仅引锭杆穿入结晶器时易顶坏铜管下口，而且在拉钢过程中铸坯对铜管的磨损也不均匀。

（3）导向辊、托辊得不到及时调整和更换，使二冷段、结晶器不能保证严格地对弧对中，不仅送引锭杆时困难，并且在拉钢过程中铸坯易跑偏和发颤，增大了拉坯阻力，加剧了铜管的磨损。

2.2钢水质量

（1）连铸钢水过热度偏高，易使铜管内腔变形，以致铜管倒锥度发生突变，这是连铸机出现粘结漏钢和裂纹漏钢的主要原因。2014年上半年因此而发生的粘结漏钢多达31起。

（2）钢水温度偏低或流动性较差，导致中间包水口结瘤，冷钢粘在铜壁上或结晶器上口处，操作工用氧气管处理冷钢时易烧坏铜管。

（3）振动臂振动不稳产生偏振时易溅钢，中间包水口质量较差时钢流发散，冷钢易粘在结晶器上口，处理冷钢时也容易烧坏铜管。

2.3冷却水状况

结晶器冷却使用的软水质量不稳定，硬度较高，水中溶解盐类及悬浮物颗粒增加，易附着在铜管外壁上形成水垢，造成铜管冷却不均匀，局部热应力过大，加剧铜管变形或损坏，并造成漏钢频繁。

2.4工艺状况

新宝泰的三座转炉是由平均出钢量45吨扩容到65吨，铸坯断面也由150×150改为165×280、165×330、165×400，生产组织模式为三炉对三机，拉速变化不大，因此结晶器的工艺参数可以满足生产的需要。

（1）结晶器组装时，结晶器足辊开口度与结晶器铜管下口基本一致，由于安装误差原因，有时会大于下口尺寸，造成送引锭时引锭头对铜管的磨损。

（2）拉钢次数的影响。拉钢次数的多少，直接使铜管产生冷热膨胀，导致铜管产生应力，使其产生屈服和永久变形，而影响铜管的使用寿命，尤其在弯月面附近，因为温度梯度最大，而且温度最高，会使屈服应力局部降低。

2.5保护渣加入情况

结晶器保护渣的作用之一就是润滑坯壳并改善凝固传热。在拉坯过程中，由于结晶器上下振动和凝固坯壳向下运动的作用，钢液面的液渣层不断通过钢水与铜壁的界面而挤入坯壳与铜壁之间，在铜壁表面形成一层固体渣膜，而在凝壳表面形成一层液体渣膜，这层液体渣膜在结晶器壁与坯壳表面起润滑作用。同时，渣膜充填了坯壳和铜壁之间气隙，减少了热阻，改善了结晶器的传热。随着拉坯的进行，钢液面上的液渣不断消耗掉，而烧结层下降到钢液面融化成液渣层，粉渣层变成烧结层，再往结晶器添加新的渣粉，使其保持为三层结构，如此循环，保护渣不断消耗。保护渣对结晶器使用寿命的影响主要表现在以下两方面：

（1）保护渣的加入采用人工加入，要求是少加勤加，拉钢工有时没有按要求添加保护渣，造成挤入坯壳与铜壁之间的液渣层减少，润滑效果变差，拉坯阻力增大，造成结晶器铜管磨损严重，尤其是铜管内腔中下部。不但易造成粘结漏钢，而且有的铜管刚上线不久就开始出现裂纹漏钢。

（2）保护渣有时加的少，挤入坯壳与铜壁之间的液渣层减少，坯壳与结晶器之间的气隙没有得到较好的充填，热阻增加，结晶器传热效果变差，使结晶器铜管形变增加，拉坯阻力增加，造成结晶器铜管磨损严重，影响结晶器铜管使用寿命。

2.6生产管理

对结晶器铜管等设备的进货检验、维修检验不力，无法对铜管实行严格的在线跟踪。

三、   技改措施

3.1提高钢水质量，降低钢水过热度

规范转炉冶炼，杜绝后吹钢，加强定氧，强化脱氧制度的实施，尤其加强对钢包全程底吹氩的考核力度，使用钢包覆盖剂、大包保护浇注、中包覆盖剂、浸入式水口等措施，减少钢水的二次氧化，保证钢水质量。采取低过热度浇注，2015年前4个月的平均过热度为10～15℃，较2013年同期降低了10℃左右。

3.2改善设备条件，稳定设备运行

（1）利用大修时间分别对三台连铸机的每个流校弧，对每个引锭杆也进行校正，及时更换变形严重已无法校正的引锭杆，保证6m、8m弧的精度。

（2）利用检修时间，对偏离原振动轨迹的振动臂进行调整，及时更换并调整托辊和导向辊，使之与二冷段精确对弧对中，符合铸坯的运行轨迹。

3.3加强对软水质量的监控与管理

强化对软水质量的检验。化验室对结晶器进水以及回水的硬度、溶解盐浓度、悬浮物颗粒状况进行化验，每个班化验2次，及时将结果反馈给主管部门，同时根据化验结果采取相应措施，填加对应的药品进行除垢、杀菌、去藻等，以保证软水的各项理化指标符合要求，杜绝了因软水的局部沸腾而使铜管变形或损坏。

3.4调整结晶器足辊开口度

（1）为了防止送引锭杆时划伤结晶器，调整结晶器足辊开口度使之略小于结晶器下口尺寸0.5-0.8mm，小断面取小值，大断面取大值，同时也可以减少由于润滑不良造成对结晶器铜管的磨损。实践证明较小的结晶器足辊开口度对延长结晶器铜管使用寿命是非常有效地。 

（2）在结晶器维修上，重点对水缝的均匀进行确认，由原来维修工单独确认，改为维修工和组长双方确认，并在结晶器传递卡登记签字，增加了维修工的责任感。

3.5加强拉钢工操作监控实行标准化操作，确保保护渣润滑坯壳并改善凝固传热

（1）对每台连铸机平台加装监控，督促拉钢工按要求添加保护渣，确保黑渣操作，润滑坯壳并改善凝固传热，较少结晶器磨损和受热形变，延长结晶器铜管的使用寿命。下一步加装保护渣自动加入装置，消除人的不确定性。

（2）吨钢保护渣的消耗由原0.4kg增加到现在的0.6kg。铸坯得到了充分的润滑，不但漏钢事故减少了，而且结晶器铜管的磨损明显减轻，寿命显著提高。加强规范工艺操作，对操作工实行严格的标准化作业，确保黑渣操作，严禁结晶器内钢液面波动剧烈，稳定控制钢液面在（100±5）mm，提高了操作技能，有效地降低了溢漏率，铜管使用寿命也相应提高，铸机作业率和连浇炉数有很大提高。

（3）稳定操作，保证连拉。以稳定均衡生产为目标，控制成本，保证铸机连拉，减少结晶器冷热膨胀次数，缩小其变形量。去年上半年，连拉由原来的50炉/次增加到200炉/次，大大减少了铜管的变形。

3.6 强化生产管理

（1）供应处加强对铜管供应的管理，对货源严格把关，炼钢厂检修负责进货验收，对质量波动较大者采取退货，直至取消其供应商的资格。

（2）检修作业区建立结晶器维修卡，加强铜管的检修及使用管理，连铸作业区建立结晶器维修使用传递卡，严格按工艺要求使用及报废铜管，连铸作业长签字确认，检修、连铸认真做好各项记录。

（3）充分利用结晶器维修使用传递卡，加强结晶器铜管上下线的管理与监督维护，保证检修完毕后的结晶器随时都能使用，在线结晶器铜管的使用合格率达100％，下线的结晶器铜管及时得到处理和更换。

四、结束语

唐山新宝泰炼钢厂通过采取技术进步措施，系统优化工艺，科学管理生产，结晶器铜管的使用寿命显著提高，2015年前4个月比2014年同期铜管的过钢量增长了1倍多，280mm断面已经达到9000t，330、400mm断面超过12000吨，仅此一项预计全年可比2013年降低铜管消耗成本90多万元。

参考文献：

1、《连续铸钢生产》冶金工业出版社

2、《连铸工艺技术规程》