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连铸中间包快速更换定径水口技术的应用 方 媛，徐 斌 （合肥钢铁股份有限公司 第二炼钢厂，安徽 合肥 230011） 摘 要为提高中间包使用寿命，合钢第二炼钢厂采用手摆式连铸中间包快速更换定径水口技术。该技术装置由上下两块滑动水口组成，其中下水口通过一个滑道与备用水口连在一起。当下水口侵蚀严重需要更换时，利用杠杆原理，用人力将备用水口推到工作位置以取代原来的下水口，达到稳定钢流的目的。在3机R6m小方坯连铸机上应用共计9个浇次表明，在其它条件基本相同的情况下，平均单包连浇55.78炉（最高63炉），平均连浇21.60h（最高24.23h）。钢水收得率由98.11提高到98.36，吨钢成本降低3.25元。 关键词连铸；中间包；定径水口；快速更换技术 Application on Rapid Change of Fixed Diameter Nozzle in CC Tundish FANG Yuan, XU Bin No.2 Steelmaking Plant of Hefei Iron and Steel Co. Ltd., Hefei 230011, China AbstractIn order to improve the service life of the tundish, the technology about the handdrive rapidchanging fixed diameter nozzle for continuous casting tundish is used in No.2 steelmaking plant of Hegang. The equipment of this technology consists of two glidenozzles that unite from top to bottom inseparably, and one below joins a spare nozzle by the slide. When the nozzle below is eroded seriously, the spare one can be push to the working position to replace it by hand and lever principle to stabilize the liquid steel strands. The total 9 casts applications show that in the same condition, the average service life of continuous casting per tundish is 55.78 the most is 63 heats, or 21.60h the most is 24.23h, the yield of liquid steel is improved from 98.11 to 98.36 and the cost of steel is reduced by 3.25 Yuan per ton. Keywordscontinuous casting; tundish; fixed diameter nozzle; quick-changing technology 1 前 言 合肥钢铁股份有限公司第二炼钢厂（简称合钢第二炼钢厂）现有3台R6m四机四流弧形小方坯连铸机，2002年7月合钢第二炼钢厂试验成功镁质涂料工作衬，随后在3连铸机推广使用，由于水口扩径等影响，严重制约了中间包寿命的提高和长寿命涂料的推广。为提高连浇炉数，中间包需频繁更换，导致中间包余钢多，连铸坯的切头切尾废品量多，而且，浇注后期由于水口侵蚀扩径，造成拉速过快，对连铸坯质量带来不利影响，并可能产生漏钢等事故，危害较大。 采用连铸中间包快速更换定径水口技术，可以瞬间将在用定径水口更换，使拉速保持稳定，不会对中间包钢水注流和结晶器内钢水液面产生不良影响，保证连铸坯质量和连铸操作的稳定。中间包工作衬采用高寿命的镁质涂料，通过多次更换定径水口，可使中间包单包连浇时间大幅度提高，从而相对减少中间包内钢水余量及连铸坯的切头切尾量，提高连铸钢水收得率和连铸坯质量，减少原材料消耗，降低成本。 2003年4月份合钢第二炼钢厂引进手摆式连铸中间包快速更换定径水口技术，试验成功后配合长寿命镁质涂料在3连铸机推广使用，中间包平均寿命提高近两倍，取得了较佳的综合效益。 2 快换装置工作原理及设备组成 2.1 工作原理 手摆式连铸中间包快速更换机构与液压式的根本区别在于驱动力不同，手摆式机构不需要液压驱动装置，仅仅通过杠杆原理由手工完成下滑动水口的快速更换过程。 更换系统由上下两块滑动水口组成，二者紧密结合，在工作状态下，上下两块滑动水口内孔中心线重合，以保证钢流畅通。浇注过程中，下滑动水口受钢水冲刷及侵蚀，内径扩大，钢水流通量增大，当拉速超过规程要求的范围时，使用人力驱动，进行快速更换定径水口操作。工作原理见图1。 图1 更换装置工作原理 2.2 设备组成 更换装置有一个制作精确的水口运行滑道，处于工作状态的滑动水口及备用水口均定位在滑道中，通过气压弹簧的作用，紧紧地挤压在上水口的下表面。当需要更换时，摆动摇杆手柄一次到位，在1s内将备用水口由备用位推到工作位，钢水通过新水口注入结晶器，完成连铸中间包定径水口的快速更换，同时，用过的滑动水口移到机构的另一侧，经适当冷却后换上新的，作为第二次更换水口的备用。机构示意图见图2。 图2 更换装置结构示意图 1 安装板 2 滑动底座 3 滑动板 4 滑动压板 5 滑动压板轴 6 摇杆 7 连杆销 8 连杆 9 调整弹簧气压弹簧 10 摇杆底座 11 隔热板 3 操作技术要求 3.1 准备工作 合钢第二炼钢厂3连铸机现有条件不能满足中间包水口快速更换技术的需要，为此对部分设备进行了改造，主要包括 （1）在中间包上安装快换水口机构； （2）中间包与结晶器间距增加100mm高度，便于套浸入式长水口操作； （3）重新设计浸入式长水口，使之符合快换水口的需要； （4）恢复溢渣槽，加长溢流口，用于排渣操作。 原手摆式连铸中间包快速更换机构的间隙主要是靠调整螺栓、原动弹簧来调整，在使用过程中，多次出现上下水口间的缝隙渗出钢水的现象，导致快速更换机构失灵而被迫停浇。结合生产实际，配合厂家对快换机构进行改进，选用专用气压弹簧，从而使该技术得以扩大应用。 3.2 主要工艺参数 3.2.1 连铸机主要工艺参数 机型R6m四机四流弧形小方坯连铸机； 钢包容量30t； 浇注断面150mm150mm； 中间包容量10t； 中间包液面高度500mm； 浇注钢种Q235、HRB335； 浇注周期22～24min。 3.2.2 使用条件 正常情况下每个中间包浇注时间按24h组织生产；快换下滑动水口直径为φ16mm、φ16.5mm。 3.2.3 钢水温度制度 为保证钢水温度，钢包应烘烤良好，红包出钢。钢水温度控制见表1。 表1 钢水温度控制 ℃ 钢种 氩后温度 中间包钢水温度 第一炉 连浇炉 普碳钢 1620～1640 1575～1605 1520～1560 HRB335 1620～1640 1570～1600 1510～1550 3.2.4 中间包烘烤制度 镁质涂料施工完毕，自然干燥6h后再进行烘烤，烘烤时应遵循“先小火，后大火“的原则，即先只开煤气不鼓风烘烤2h以上，然后开启鼓风机并逐步增大风量，其中大风量烘烤时间不少于1h，使镁质涂料工作衬温度达到1000℃左右；使用专用烧嘴烘烤水口，要求水口变红；备用水口在备用位通过环境温度烘烤，保证水口温度达200～300℃。 3.3 浇注前的检查调试 中间包就位后，摆动快换机构手柄，将备用水口推至工作位，检查上下水口是否对正，若有偏差，应进行调整。 3.4 快速更换水口操作 正常中间包钢水液面下，当拉速超过规定的范围时，必须更换下滑动水口。更换前检查清理滑道，并适量加油润滑，准备就绪后，扳动手柄，推动备用水口滑到浇注位置，同时原水口被推出，新水口代替原水口工作，更换水口结束，按正常浇注进行。 4 应用情况及效果 4.1 应用情况 2003年6月21日～8月14日，配合24h镁质涂料中间包，快换水口技术在3机应用共计9个浇次。在设备状况、生产组织、冶炼操作水平基本相同的条件下，最高单包连浇63炉，中间包涂料最高寿命达24.23h。平均单包连浇55.78炉，单包连浇时间21.60h，分别比使用快换水口技术前提高了38.50炉、14.33h。各浇次连浇情况见表2。 表2 中间包连浇情况 浇次 钢种 浇注时间/h 浇注炉数 钢水收得率/ 换水口次数 停浇原因 1 HRB335 18.40 47 99.07 8 钢水来迟，2～4流下渣 2 Q235 24.23 62 98.88 8 计划 3 Q235 20.70 51 98.68 5 3流拉矫机故障，无钢水 4 Q235 23.83 63 98.56 8 计划换包 5 HRB335 18.67 49 98.16 8 连轧行车坏钢坯堵死 6 HRB335 23.05 59 98.20 5 1流漏钢，4流快换机构打不动 7 HRB335 21.00 55 97.98 5 4流快换机构打不动提前换包 8 HRB335 23.85 62 98.24 7 计划换包 9 HRB335 20.67 54 97.53 4 钢坯割不断，1、2流堵死 综合 21.60 55.78 98.36 6.4 使用前 7.27 17.28 98.11 对比 ＋14.33 ＋38.50 ＋0.25 ＋6.4 4.2 使用效果 4.2.1 提高了钢水收得率 采用连铸中间包快速更换定径水口技术后，单包连浇炉数增加，连铸开浇次数减少，相应中间包余钢及连铸坯的切头、切尾废品量减少，钢水收得率由98.11提高到98.36。 4.2.2 提高了铸坯质量 中间包第一炉和最后一炉钢水对铸坯质量影响较大，单包连浇炉数的增加，减少了进入中间包第一炉和最后一炉钢水的次数，从而提高了铸坯质量。同时，采用连铸中间包快速更换定径水口技术，可以避免水口因侵蚀扩径而造成的拉速过快及漏钢事故，使拉速稳定，有利于稳定铸坯质量。对铸坯外观进行检查，无表面夹渣、裂纹、双浇等缺陷，铸坯检验合格率达99.92。 4.2.3 生产组织稳定 使用快换前，由于水口扩径造成拉速不稳且难以预料，随时可能导致事故或停浇，给生产组织带来困难。采用水口快换技术后，不仅避免了类似事故的发生，还可以起到挽救钢水的作用，例如钢水流动性不好时，会发生水口堵塞现象，导致拉速降低，甚至中断浇注，通过更换一次水口可延缓拉速的降低，保证浇注顺行；又如若钢水供应不及时，可通过更换小孔径定径水口来降低拉速，适当延长浇注时间，而不必降低中间包钢水液面，避免了钢水卷渣进入结晶器的现象。 4.2.4 劳动强度降低 单包连浇炉数的提高，减少了中间包砌筑个数和生产准备次数，减轻了工人的劳动强度。 4.2.5 经济效益 连浇炉数增加，吨钢材料费用相应减少，吨钢成本下降2.38元，钢水收得率提高约0.25，吨钢节约成本0.87元，两项综合，实际吨钢降低成本3.25元。