馬鋼大圓坯連鑄機(jī)引錠桿下滑現(xiàn)象的研究與控制

徐林林

(馬鞍山鋼鐵股份公司特鋼公司 安徽馬鞍山243000)

馬鋼大圓坯連鑄機(jī)引錠桿下滑現(xiàn)象的研究與控制

徐林林①

(馬鞍山鋼鐵股份公司特鋼公司 安徽馬鞍山243000)

結(jié)合馬鋼特鋼公司大圓坯連鑄機(jī)生產(chǎn)中多次發(fā)生剛開澆時(shí)引錠桿突然下滑的現(xiàn)象，綜合研究了導(dǎo)致引錠桿下滑的各種可能因素，并從增加設(shè)備精度、設(shè)備進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)、操作標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)備動(dòng)作過程優(yōu)化等方面采取了相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，有效地降低了大圓坯連鑄機(jī)發(fā)生開澆引錠桿下滑的幾率，減少了開澆漏鋼損失。

圓坯 連鑄機(jī) 引錠桿 下滑

1 前言

馬鋼股份特鋼公司(以下簡(jiǎn)稱“馬鋼”)新建一臺(tái)五機(jī)五流大圓坯連鑄機(jī)，主要生產(chǎn)φ380、φ450、φ600規(guī)格的連鑄坯，產(chǎn)品主要有動(dòng)車組車輪、車軸用鋼、軸承鋼、齒輪鋼、彈簧鋼等高附加值特鋼產(chǎn)品。自從2011年11月熱負(fù)荷生產(chǎn)以來，不定期出現(xiàn)引錠桿在連鑄機(jī)開澆時(shí)有不同程度的下滑現(xiàn)象，下滑的幅度一般在10mm至30mm之間波動(dòng)。連鑄開澆時(shí)引錠桿的突然下滑，會(huì)導(dǎo)致結(jié)晶器內(nèi)鋼水的液面也同步下滑，極易把剛剛形成的坯殼撕裂，導(dǎo)致結(jié)晶器漏鋼，釀成生產(chǎn)事故；另一方面因結(jié)晶器鋼水液面的劇烈波動(dòng)也會(huì)卷渣，影響連鑄坯的質(zhì)量。本文通過系統(tǒng)分析引錠桿下滑的原因，制定了相應(yīng)的措施，有效減少了開澆時(shí)引錠桿下滑的現(xiàn)象。

2 引錠桿下滑現(xiàn)象分析研究

2.1 圓坯引錠桿的工作流程

引錠桿主要作用就是堵住結(jié)晶器的下口，開澆時(shí)和鋼水及塞引錠頭的冷料融化粘接在一起，把連鑄坯拉出圓坯結(jié)晶器，簡(jiǎn)而言之就是引錠拉坯的作用。圓坯引錠桿主要有三個(gè)部分組成：引錠頭、過渡段、引錠桿桿體，其中引錠桿桿體三種規(guī)格通用，引錠頭及過渡段不同規(guī)格一一對(duì)應(yīng)，不可互換。馬鋼大圓坯連鑄機(jī)的弧半徑達(dá)15m,故引錠桿也較長(zhǎng)，長(zhǎng)度有26m，材質(zhì)為G40CrMo4，是一種鏈?zhǔn)饺嵝砸V桿。

引錠桿的工作流程主要有送引錠桿和拉坯兩個(gè)過程。送引錠桿的過程主要是把引錠桿順利送入的結(jié)晶器，堵住結(jié)晶器的下口，具體流程是引錠桿存放裝置落下，輸送輥道轉(zhuǎn)動(dòng)送引錠桿進(jìn)入拉矯機(jī)，拉矯機(jī)壓下油缸壓下使得驅(qū)動(dòng)輥壓緊引錠桿并驅(qū)動(dòng)引錠桿沿著連鑄機(jī)的扇形段導(dǎo)向輥道向上前進(jìn)，直到引錠頭到達(dá)結(jié)晶器足輥處，操作工點(diǎn)動(dòng)送引錠頭緩慢地進(jìn)入結(jié)晶器下口適當(dāng)位置停止。拉坯流程主要是開澆時(shí)流進(jìn)結(jié)晶器的鋼水融化冷料并和引錠頭粘接在一體，引錠桿通過拉矯機(jī)的牽引沿著扇形段按照設(shè)定的拉速向下運(yùn)動(dòng)，連鑄坯隨著引錠桿同步向下運(yùn)動(dòng)，直到引錠桿拉坯出拉矯機(jī)，順利脫引錠后，引錠桿通過輸送輥道運(yùn)行到引錠桿存放位置，完成整個(gè)工作流程。

2.2 引錠桿下滑的危害

1)恒拉速澆鑄是保障連鑄生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定的手段之一，只有保證影響連鑄坯質(zhì)量的各種工藝參數(shù)穩(wěn)定才能生產(chǎn)出高質(zhì)量的連鑄坯[1]。引錠桿開澆時(shí)的突然下滑最顯著的危害就是造成了連鑄機(jī)拉速的突然變化，從而打破了連鑄生產(chǎn)中工藝參數(shù)應(yīng)盡可能保持穩(wěn)定的要求。

(1)引錠桿下滑會(huì)在下滑位置形成痕跡，產(chǎn)生廢坯；

(2)引錠桿下滑導(dǎo)致結(jié)晶器液面劇烈波動(dòng)，鋼水易卷渣，形成連鑄坯內(nèi)夾雜，影響產(chǎn)品質(zhì)量；

(3)引錠桿下滑幅度較大時(shí)會(huì)導(dǎo)致坯殼撕裂，結(jié)晶器漏鋼，釀成生產(chǎn)事故[2,3]。

2)馬鋼大圓坯連鑄機(jī)因?yàn)橐V桿下滑導(dǎo)致漏鋼3次，更多的是下滑幅度較小，下滑時(shí)操作工及時(shí)人工干預(yù)，沒有形成漏鋼，但會(huì)導(dǎo)致過渡坯質(zhì)量不符合技術(shù)要求，必須離線切除，降低了金屬收得率，給公司帶來較大的經(jīng)濟(jì)損失。

2.3 引錠桿下滑原因分析

通過多次觀察、分析馬鋼大圓坯連鑄機(jī)引錠桿下滑的現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)引錠桿突然下滑現(xiàn)象多發(fā)生在剛開澆2min左右的時(shí)間段內(nèi)，有時(shí)某一流發(fā)生，有時(shí)可能兩流同時(shí)都有下滑現(xiàn)象，當(dāng)連鑄坯出了結(jié)晶器后基本沒有出現(xiàn)過下滑現(xiàn)象。對(duì)引錠桿在拉坯過程進(jìn)行受力分析，主要受到自身重力、拉矯機(jī)的拉坯力及各種阻力的綜合作用，當(dāng)引錠桿受力達(dá)到平衡時(shí)，拉坯狀態(tài)自然穩(wěn)定，拉速無(wú)突變情況(人工改變拉速除外)。

2.3.1 拉坯時(shí)阻力過大易導(dǎo)致引錠桿下滑

根據(jù)圖1所示的引錠桿的受力示意圖，保證圓坯連鑄機(jī)順利開澆時(shí)引錠桿受到的總拉力：F拉=F1+F2+F3+F5-F4(公式中F1代表結(jié)晶器內(nèi)阻力；F2代表二冷室內(nèi)的阻力；F3代表矯直鑄坯的阻力；F4引錠桿和鑄坯重力下滑力的合力；F5代表其他阻力)[4]。圓坯連鑄機(jī)扇形段區(qū)域設(shè)備較簡(jiǎn)單，只有布置在弧形段上的支撐輥及壓輥裝置，結(jié)合圓坯連鑄機(jī)的設(shè)備特點(diǎn)分析，拉坯過程中阻力主要來自于壓輥裝置(如圖2所示)。連鑄機(jī)固定段上的壓輥裝置用于在送引錠時(shí)壓緊引錠頭防止引錠頭跑偏，導(dǎo)引引錠桿順利進(jìn)入結(jié)晶器，在拉坯時(shí)導(dǎo)向引錠桿順利拉出，由于連鑄機(jī)二冷室內(nèi)環(huán)境惡劣，部分壓輥軸承冷卻不到位，導(dǎo)致軸承損壞，壓輥不能自由轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)致拉坯時(shí)引錠桿阻力增大，柔性引錠桿被拉起脫離支撐輥道，當(dāng)拉坯力持續(xù)作用再加上鑄坯和引錠桿的自身重力在瞬間足以克服阻力時(shí)，引錠桿就會(huì)突然下滑，恢復(fù)到與支撐輥面接觸的位置。

圖1 引錠桿受力示意圖

圖2 引錠桿壓輥裝置示意圖

還有一種情況，引錠桿的阻力來自于結(jié)晶器內(nèi)部，操作工在塞引錠頭時(shí)，冷料放入的不規(guī)范，偶爾有部分冷料進(jìn)入結(jié)晶器銅管與引錠頭之間的縫隙里，在開澆時(shí)鋼水沒有充分融化縫隙內(nèi)的冷料，自動(dòng)拉坯時(shí)在引錠頭與結(jié)晶器之間形成較大的阻力，當(dāng)拉坯力克服了阻力時(shí)易導(dǎo)致開澆引錠桿下滑，嚴(yán)重時(shí)直接漏鋼。

2.3.2 引錠桿關(guān)節(jié)不靈活引起引錠桿下滑

為了降低連鑄機(jī)漏鋼對(duì)二冷室內(nèi)設(shè)備的損壞程度以及減少漏鋼后清理廢鋼的時(shí)間，設(shè)備維護(hù)人員對(duì)噴淋條及輥道旋轉(zhuǎn)接頭等水、氣管路的快速接頭處都進(jìn)行石棉布包扎，在一定程度上保護(hù)了設(shè)備，但是在引錠桿的運(yùn)行過程中一些脫落的石棉布及其他雜物很容易掉進(jìn)引錠桿關(guān)節(jié)里，甚至在關(guān)節(jié)的縫隙里發(fā)現(xiàn)過脫落的小螺絲、廢鋼渣等雜物，這些雜物如不及時(shí)清理，累積到一定程度會(huì)嚴(yán)重影響引錠桿關(guān)節(jié)的自由度，當(dāng)某個(gè)關(guān)節(jié)僵死時(shí)，在拉坯時(shí)易導(dǎo)致引錠桿脫離輥面，當(dāng)引錠桿克服了關(guān)節(jié)雜物的影響時(shí)也會(huì)導(dǎo)致突然下滑現(xiàn)象發(fā)生。

2.3.3 拉矯機(jī)輥面有油污打滑引起下滑

在把引錠桿送入結(jié)晶器后，有三臺(tái)拉矯機(jī)壓緊引錠桿桿身，當(dāng)連鑄機(jī)開澆時(shí)，拉矯機(jī)驅(qū)動(dòng)輥轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)引錠桿按照設(shè)定的拉速拉坯，如果拉矯機(jī)輥面以及引錠桿桿身的內(nèi)外弧鏈節(jié)表面有油污時(shí)，很容易引起拉矯機(jī)打滑，導(dǎo)致拉坯力不足，引起引錠桿下滑，重新建立平衡后拉速恢復(fù)正常。

3 引錠桿下滑控制措施

通過分析引起馬鋼大圓坯連鑄機(jī)引錠桿下滑現(xiàn)象的的主要原因，有針對(duì)性地采取了一些控制措施。

3.1 采取技術(shù)措施減少拉坯阻力

圓坯連鑄機(jī)的壓輥裝置轉(zhuǎn)動(dòng)是否靈活是減少拉坯阻力關(guān)鍵措施之一，定期檢查，保證壓輥裝置油氣潤(rùn)滑、設(shè)備冷卻水等管路暢通，防止軸承卡死。在引錠頭的頭部涂抹一點(diǎn)的潤(rùn)滑油，增加引錠頭在結(jié)晶器內(nèi)的潤(rùn)滑性。同時(shí)從電氣控制上對(duì)壓輥的動(dòng)作程序進(jìn)行了修改，由原來的開澆時(shí)壓緊狀態(tài)修改為引錠頭順利送入結(jié)晶器內(nèi)以后壓輥就及時(shí)抬起。

3.2 定期檢查維護(hù)引錠桿

在確?，F(xiàn)場(chǎng)操作安全的情況下，定期對(duì)引錠桿各處關(guān)節(jié)進(jìn)行壓縮空氣吹掃，防止關(guān)節(jié)處有雜物、異物進(jìn)入，保持關(guān)節(jié)靈活。定期對(duì)引錠桿頭、引錠桿鏈節(jié)各處關(guān)節(jié)處進(jìn)行加油潤(rùn)滑，及時(shí)清理引錠桿的內(nèi)弧面和外弧面上的油污，及時(shí)緊固鏈節(jié)的壓蓋螺絲。

3.3 加強(qiáng)設(shè)備的點(diǎn)檢管理

對(duì)引錠桿清掃和潤(rùn)滑、拉矯機(jī)輥面油污的檢查、壓輥裝置轉(zhuǎn)動(dòng)是否順暢制定專門的點(diǎn)檢跟蹤表，要求設(shè)備維護(hù)人員定人、定時(shí)對(duì)以上所述關(guān)鍵項(xiàng)目進(jìn)行檢查確認(rèn)，及時(shí)做好記錄，保證以上設(shè)備處于功能可靠的狀態(tài)。

3.4 規(guī)范生產(chǎn)工的塞引錠頭操作

對(duì)中包工的塞引錠頭操作進(jìn)行規(guī)范，要求對(duì)塞引錠頭工序的操作流程嚴(yán)格按照操作規(guī)程來執(zhí)行，減少因?yàn)槿V頭不規(guī)范，冷料進(jìn)入引錠桿與結(jié)晶器銅管之間縫隙過多，增加拉坯阻力。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過對(duì)馬鋼大圓坯連鑄機(jī)引錠桿下滑現(xiàn)象原因的分析研究，結(jié)合圓坯連鑄機(jī)設(shè)備結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，總結(jié)了拉坯阻力過大，引錠桿關(guān)節(jié)不靈活，拉矯機(jī)輥面打滑是導(dǎo)致引錠桿下滑的主要原因，采取提高設(shè)備可靠性、保證引錠桿各鏈節(jié)的清潔、加強(qiáng)設(shè)備日常點(diǎn)檢、規(guī)范操作等多方面控制措施，經(jīng)過半年的實(shí)施，基本緩解了開澆引錠桿下滑的現(xiàn)象，降低了連鑄機(jī)漏鋼幾率。

[1]周敏.淺析酒鋼4#、5#連鑄機(jī)引錠桿竄動(dòng)的原因[J].甘肅冶金，2011(2):19.

[2]馬振翔.酒鋼6#連鑄機(jī)開澆引錠桿下竄原因及解決方案[J].甘肅科技,2013(9):68.

[3]吳玉生.5#板坯連鑄機(jī)引錠桿下竄原因的分析與解決[M].酒鋼科技專刊,2009:103.

[4]鄒中升.主流大方圓坯連鑄機(jī)的設(shè)備結(jié)構(gòu)及問題研究[J].鋼鐵技術(shù),2013(1):26-30.

Research and Control for Dummy Bar Down Slide in Round Bloom Continuous Casting Machine of Masteel

Xu Linlin

(Special Steel Plant of Maanshan Iron & Steel Co., Ltd., Maanshan 243000)

In this paper, combined with a number of phenomenon which dummy bar suddenly falling during the production of round billet continuous caster starts in masteel special steel company. Comprehensive study of the various factors may cause a down of the dummy bar, And from increasing equipment precision, equipment preventive maintenance, standardized operation, equipment action process optimization, etc. adopt the corresponding countermeasures.Effectively reduce the round billet continuous caster the chance of the dummy bar down sliding in cast starting. Reduces the cast starting steel leakage loss.

Round bloom Continuous casting machine Dummy bar Down slide

徐林林，男，1981年出生，畢業(yè)于沈陽(yáng)航空航天大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)及理論專業(yè)，研究生，工程師，從事圓坯連鑄機(jī)設(shè)備管理工作

TF777

A

10.3969/j.issn.1001-1269.2015.02.009

2014-11-12)