八鋼板坯鑄機(jī)精度控制措施

卜志勝，楊建華，吳偉，丁寅

（1.新疆八一鋼鐵股份有限公司；2.寶山鋼鐵股份有限公司）

八鋼板坯鑄機(jī)精度控制措施

卜志勝1，楊建華2，吳偉1，丁寅2

（1.新疆八一鋼鐵股份有限公司；2.寶山鋼鐵股份有限公司）

針對(duì)八鋼公司第二煉鋼廠板坯質(zhì)量提升工作，分析了八鋼板坯鑄機(jī)精度控制存在問(wèn)題，通過(guò)采取對(duì)應(yīng)措施提高連鑄機(jī)精度控制水平，保證了連鑄坯質(zhì)量。

連鑄機(jī)輥縫；弧度；連鑄機(jī)潤(rùn)滑

國(guó)內(nèi)眾多煉鋼板坯鑄機(jī)在生產(chǎn)和質(zhì)量控制方面暴露出的各種問(wèn)題中，針對(duì)鑄機(jī)精度管理、監(jiān)控及有效維護(hù)已經(jīng)成為影響企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一[1]。目前國(guó)內(nèi)大部分煉鋼廠對(duì)連鑄機(jī)產(chǎn)生的角橫裂、偏析等質(zhì)量控制都非常重視，認(rèn)為連鑄機(jī)的弧度和輥縫控制等是關(guān)鍵；與鑄坯角橫裂密切關(guān)聯(lián)的鑄機(jī)弧度和輥縫精度與連鑄機(jī)設(shè)備性能、工藝特征等要素關(guān)聯(lián)，并派生出多種多樣的精度失效特征，最終影響到鑄坯質(zhì)量。由于輥縫和弧度這兩項(xiàng)精度指標(biāo)無(wú)法通過(guò)簡(jiǎn)單的肉眼觀察就能夠判斷，輥縫儀的循環(huán)結(jié)果起到一定的判斷作用，但由于液壓扇形段的輥縫構(gòu)成復(fù)雜，判斷也變得越來(lái)越困難。同時(shí)，輥縫的偏差更容易導(dǎo)致鑄坯內(nèi)部液芯“搭橋”導(dǎo)致偏析和中心疏松、中心裂紋、三角區(qū)裂紋等缺陷的產(chǎn)生。

八鋼第二煉鋼廠對(duì)2014年以來(lái)連鑄坯的質(zhì)量情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對(duì)鑄機(jī)精度控制方面的影響因素進(jìn)行分析，為了減少連鑄坯裂紋缺陷、提高連鑄坯質(zhì)量制定了相應(yīng)控制措施。

1　八鋼二煉鋼板坯缺陷分析

從表1中可以看到，2014年板坯缺陷中角裂和三角區(qū)裂紋兩類缺陷發(fā)生率達(dá)到總?cè)毕萘康?5%。其中：三角區(qū)裂紋主要發(fā)生在3#連鑄機(jī)；角裂主要發(fā)生在4#連鑄機(jī)。為了解決這兩類缺陷，大部分中厚板板坯采用切角作業(yè)，導(dǎo)致板坯精整作業(yè)量、作業(yè)能耗、人力投入、切廢損失等都很大。

2015年初，板坯的三角區(qū)裂紋和角裂問(wèn)題依然十分嚴(yán)重，且隨著八鋼成本控制力度加大，大量鋼種采用“直上”工藝后，對(duì)連鑄生產(chǎn)與質(zhì)量的影響更為嚴(yán)重。連鑄坯質(zhì)量對(duì)鑄機(jī)精度就變得更為敏感，角橫裂缺陷率達(dá)到約1.39%，三角區(qū)裂紋缺陷率達(dá)到2.04%。除了板坯的三角區(qū)裂紋和角裂問(wèn)題嚴(yán)重外，中厚板品種UT探傷缺陷率也較嚴(yán)重。2015年5月，探傷不合格率為1.05%，集中在3#、4#連鑄機(jī)上，主要是GL5231D1和GL5241D2兩個(gè)鋼種，集中表現(xiàn)在軋制厚度＞30mm，過(guò)熱度5～10℃、拉速1.0～1.1m/min。初步判斷這些UT探傷缺陷類型屬于二分之一探傷異常，與鑄坯中心偏析和疏松缺陷關(guān)系密切，而中心偏析和疏松的產(chǎn)生一般又與鑄機(jī)精度和連鑄工藝密切相關(guān)。3#機(jī)的三角區(qū)裂紋、4#機(jī)的角裂、3#機(jī)和4#機(jī)的中心偏析和中心疏松等問(wèn)題與鑄機(jī)精度控制密切相關(guān)。

表1　2014年八鋼二煉鋼板坯缺陷分類統(tǒng)計(jì)

2　八鋼板坯鑄機(jī)精度控制問(wèn)題分析

通過(guò)對(duì)連鑄工序的診斷及缺陷分析，認(rèn)為主要存在三方面問(wèn)題：（1）因連鑄機(jī)扇形段結(jié)構(gòu)不同造成連鑄機(jī)精度控制的困難；（2）連鑄機(jī)精度不穩(wěn)定；（3）不能有效提高鑄機(jī)狀態(tài)。

2.1連鑄機(jī)精度控制難題

連鑄機(jī)精度控制難度主要包括輥縫精度控制和外弧弧度精度控制。

2.1.1輥縫精度控制

在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)鑄機(jī)對(duì)弧精度和二冷的維護(hù)巡檢有嚴(yán)格的規(guī)定，但在鑄機(jī)輥縫管理上有所欠缺，如鑄機(jī)輥縫的離線標(biāo)定和在線測(cè)量的相應(yīng)管理標(biāo)準(zhǔn)還未建立、健全。4臺(tái)板坯連鑄機(jī)的扇形段有兩種結(jié)構(gòu)：其中1#、4#機(jī)和3#機(jī)的水平段（8～14#扇形段）是具備輕壓下輥縫控制功能的扇形段，入口兩點(diǎn)鉸接、出口為三點(diǎn)鉸接，在輥縫控制立柱上設(shè)有輥縫調(diào)節(jié)撥盤，其上下框架和輥?zhàn)訉?duì)中的導(dǎo)向較弱，在線表現(xiàn)為弧形區(qū)冷態(tài)輥縫的鋸齒狀缺陷；同時(shí)由于扇形段上沒(méi)有設(shè)置可以模擬熱態(tài)澆注、消除框架連接間隙的輥縫標(biāo)定基準(zhǔn)面，在線輥縫標(biāo)定和傳感器累積誤差檢查和消除非常困難；2#連鑄機(jī)和3#連鑄機(jī)弧形段為定向壓下型液壓扇形段，這種扇形段的輥縫控制相對(duì)簡(jiǎn)單，但在輥縫值設(shè)定和液壓壓力穩(wěn)定性方面需要改善。鑄坯上表面的角橫裂缺陷、三角區(qū)裂紋、鑄坯的中心偏析和中心裂紋、內(nèi)裂缺陷等都與輥縫精度有比較密切的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

2.1.2外弧弧度的檢測(cè)和控制

連鑄機(jī)對(duì)弧精度要求很高，但因扇形段的對(duì)弧沒(méi)有使用長(zhǎng)弧板，0#段的導(dǎo)向、定位耳軸、耳軸座都存在雜物間隙管理不嚴(yán)格。另外，對(duì)弧條件的確認(rèn)、工器具的管理等方面制度不嚴(yán)，例如，鑄機(jī)對(duì)弧位置輥?zhàn)由洗罅康乃笇?duì)弧前的清理，扇形段與基礎(chǔ)框架之間的固定力矩的確認(rèn)等。這些工作出現(xiàn)問(wèn)題都容易導(dǎo)致對(duì)弧精度的失效，影響熱態(tài)實(shí)際接弧的可靠性[2]。

2.2保證連鑄機(jī)精度的措施不完善

影響鑄機(jī)精度保持的問(wèn)題包括鑄機(jī)機(jī)冷水管理、鑄機(jī)潤(rùn)滑管理等。

2.2.1關(guān)于機(jī)冷水管理

離線檢修發(fā)現(xiàn)局部扇形段輥?zhàn)哟嬖谳^嚴(yán)重磨損，最大的輥面磨損量達(dá)到2～3mm，從輥縫儀檢測(cè)數(shù)據(jù)看分節(jié)輥也存在一定的撓曲；離線檢修觀察到部分輥?zhàn)颖砻妗斑^(guò)燒”比較嚴(yán)重，芯軸內(nèi)部也有大量結(jié)垢，說(shuō)明該設(shè)備在線使用過(guò)程中機(jī)冷水流量存在嚴(yán)重缺陷，這種因局部區(qū)域輥?zhàn)訃?yán)重磨損、撓曲造成的輥縫突變已經(jīng)嚴(yán)重超過(guò)了鑄坯質(zhì)量控制要求的限度，對(duì)中心偏析等質(zhì)量控制帶來(lái)的危害極大，扇形段使用壽命也會(huì)受到嚴(yán)重影響。

2.2.2潤(rùn)滑管理

從鑄機(jī)二冷水質(zhì)檢測(cè)的油脂指標(biāo)中可以看出，連鑄機(jī)加潤(rùn)滑油并不少，但從離線檢修和軸承修復(fù)檢查中發(fā)現(xiàn)部分軸承缺少油脂的現(xiàn)象?，F(xiàn)場(chǎng)情況也表明，鑄機(jī)集中加潤(rùn)滑油的制定還需要優(yōu)化。因潤(rùn)滑不足也是造成分節(jié)輥軸承失效、輥?zhàn)訐锨?、輥?zhàn)硬晦D(zhuǎn)并引發(fā)鑄坯劃傷、輥縫精度缺失的因素之一。

2.3關(guān)于連鑄機(jī)狀態(tài)控制

對(duì)鑄機(jī)狀態(tài)的有效控制制度包括TPM管理、蒸汽溢出管理、鑄機(jī)維護(hù)和檢修效率，以及針對(duì)鑄坯質(zhì)量信息狀態(tài)所具備的鑄機(jī)區(qū)域性精度維護(hù)能力。但是現(xiàn)場(chǎng)較低的檢修效率已經(jīng)影響到鑄機(jī)精度控制。

2.3.1連鑄TPM管理

連鑄生產(chǎn)方的TPM管理工作對(duì)鑄機(jī)設(shè)備正常運(yùn)行、鑄機(jī)異常時(shí)的及時(shí)發(fā)現(xiàn)和報(bào)修，鑄機(jī)精度維護(hù)、防止異常擴(kuò)大具有非常重要的意義，也是提高員工技能，了解和熟悉設(shè)備特性的一個(gè)重要途徑，而現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)方的TPM管理工作需要加強(qiáng)。

2.3.2蒸汽溢出管理

現(xiàn)場(chǎng)4#機(jī)結(jié)晶器蒸汽溢出非常嚴(yán)重，對(duì)保護(hù)渣的性能控制、連鑄增氫、鑄坯角部冷隔缺陷、漏鋼等帶來(lái)一定的危害，同時(shí)蒸汽溢出會(huì)對(duì)周邊的電儀設(shè)備的正常運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重的威脅。

2.3.3鑄機(jī)區(qū)域性精度維護(hù)

現(xiàn)場(chǎng)針對(duì)鑄坯質(zhì)量缺陷特征進(jìn)行鑄機(jī)區(qū)域性精度維護(hù)的能力還不足，缺少配套制度。因連鑄機(jī)具有生產(chǎn)連續(xù)性特征，鑄機(jī)停機(jī)時(shí)間限制決定了鑄機(jī)維護(hù)的受限性，必須通過(guò)特征性的鑄坯質(zhì)量缺陷進(jìn)行針對(duì)性的鑄機(jī)精度維護(hù)，才能保證檢修的有效性。

3　板坯精度控制措施

3.1提高連鑄機(jī)精度的措施

寶鋼股份在線輥縫儀產(chǎn)品化后用于八鋼鑄機(jī)輥縫跟蹤，提高鑄機(jī)輥縫管理水平。檢修中用便攜式輥縫儀對(duì)扇形段輥縫進(jìn)行檢測(cè)，建立趨勢(shì)表進(jìn)行分析（如圖1所示）。

圖1　連鑄機(jī)輥縫趨勢(shì)圖

外弧弧度的檢測(cè)和控制：對(duì)0#段上下耳軸進(jìn)行定期的清理和檢查，確保導(dǎo)向耳軸間隙范圍合適，同時(shí)扇形段對(duì)弧盡可能采用長(zhǎng)弧板。對(duì)支撐導(dǎo)向段上部耳軸進(jìn)行改造，保證支導(dǎo)段的定位，每次更換支撐導(dǎo)向段，清理耳軸及安裝座。通過(guò)對(duì)離線和在線同一弧形段輥縫的實(shí)測(cè)對(duì)比，檢查、確認(rèn)兩種狀態(tài)（安裝角度）下輥縫的差異性。經(jīng)對(duì)比由于三絞點(diǎn)支撐造成每次位置都不相同，再增加數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

3.2保證連鑄機(jī)精度的管理措施

機(jī)冷水管理：對(duì)輥?zhàn)幽p嚴(yán)重區(qū)域進(jìn)行跟蹤，檢查管道，適當(dāng)提高機(jī)冷水流量，確保鑄機(jī)扇形段設(shè)備的冷卻效果，防止或減少冷卻管道內(nèi)的結(jié)垢，防止因冷卻惡化導(dǎo)致輥?zhàn)印斑^(guò)燒”現(xiàn)象和輥?zhàn)訃?yán)重磨損對(duì)鑄坯質(zhì)量帶來(lái)的影響。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)分析冷卻水進(jìn)回水溫度、流量、水質(zhì)等參數(shù)，以保證連鑄機(jī)冷卻效果。

蒸汽溢出管理和潤(rùn)滑管理：重視對(duì)密閉式特別是結(jié)晶器下方的抽風(fēng)口管道堵塞、密封不良和風(fēng)機(jī)的管理。針對(duì)軸承給潤(rùn)滑脂不良的問(wèn)題，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)跟蹤和管理，確保給脂的有效性，防止軸承損壞或狀態(tài)惡化（游隙增大）以及輥?zhàn)訙囟冗^(guò)高導(dǎo)致輥面磨損、軸承坍塌造成的輥縫精度失效，防止油脂外泄、斷油、油脂接頭污染等。恢復(fù)運(yùn)行結(jié)晶器排煙風(fēng)機(jī)，結(jié)晶器蓋板吹掃氣的狀態(tài)每次停機(jī)進(jìn)行檢查，保證吹掃效果。潤(rùn)滑設(shè)備檢修過(guò)程對(duì)每個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)進(jìn)行檢查，避免由于信號(hào)錯(cuò)誤造成的潤(rùn)滑不良。

輥縫檢測(cè)傳感器狀態(tài)管理：通過(guò)在線扇形段輥縫控制傳感器累積誤差或信號(hào)干擾情況的測(cè)試，逐步建立輥縫控制傳感器周期管理模式。制作位移傳感器標(biāo)定工具，對(duì)在線位移傳感器進(jìn)行檢測(cè)及標(biāo)定。

液壓系統(tǒng)的壓力穩(wěn)定性管理：建立相應(yīng)的管理制度，明確監(jiān)控扇形段輥縫控制、驅(qū)動(dòng)輥升降控制和P2壓力穩(wěn)定性控制等輥縫控制的相關(guān)要素，加強(qiáng)包括定向壓下型扇形段壓力穩(wěn)定性等要素的管理。對(duì)P2壓力值進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并進(jìn)行報(bào)警，出現(xiàn)偏差后及時(shí)停機(jī)進(jìn)行處理。

3.3控制連鑄機(jī)狀態(tài)的手段

連鑄TPM管理：提高連鑄操作人員TPM參與和實(shí)施能力，優(yōu)化相關(guān)制度，調(diào)動(dòng)員工參與的積極性，特別是在鑄機(jī)對(duì)弧跟蹤、在線輥縫標(biāo)定配合與監(jiān)督等方面。通過(guò)對(duì)員工TPM管理的培訓(xùn)、中控信息監(jiān)護(hù)責(zé)任制確認(rèn)、應(yīng)用中控信息跟蹤鑄機(jī)維護(hù)來(lái)提升生產(chǎn)過(guò)程信息管控水平，提高員工操作技能。目前操作人員已經(jīng)介入到更換結(jié)晶器、直導(dǎo)段等操作，以及整個(gè)流線弧度的測(cè)量工作。

鑄機(jī)維護(hù)和檢修效率：通過(guò)提升維護(hù)隊(duì)伍的穩(wěn)定性和維護(hù)技能，制定更為合理的維護(hù)點(diǎn)檢標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)提升鑄機(jī)質(zhì)量缺陷和設(shè)備精度缺陷之間的對(duì)應(yīng)性判斷能力來(lái)提升鑄機(jī)的維護(hù)和檢修效率。工藝技術(shù)人員參與到設(shè)備維護(hù)中，提升設(shè)備維護(hù)水平。

4　結(jié)束語(yǔ)

采取相應(yīng)的鑄機(jī)精度控制措施后，二煉鋼連鑄板坯角裂率由2014年的1.39%，降低到0.34%；連鑄坯三角區(qū)裂紋率由2014年的2.04%，降低到0.95%；中厚板探傷由1.05%降低到0.75%；合計(jì)鑄坯缺陷由4.48%降低到2.04%，降低了54.46%。通過(guò)對(duì)鑄機(jī)精度控制，提高八鋼板坯連鑄整體設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性，為穩(wěn)定連鑄坯質(zhì)量提供保證。

[1]周繼勛，李小軍.直弧形連鑄機(jī)精度的控制[J].鋼鐵研究，2012，(3):43～45.

[2]杜淑卿，王繼超.連鑄機(jī)扇形段連鑄輥對(duì)弧精度過(guò)程能力控制分析[J].河北冶金.2012，（11）：32～54.

Measures of Precision Control for Slab Caster in Bayi Steel

BUZhi-sheng1，YangJian-hua2，Wu wei2，DINGyin1
（1.XinjiangBayi Iron&Steel Co.,Ltd.；2 Baoshan Iron&Steel Co.,Ltd.）

Aiming at the job of improvement CC slab quality at second steel plant in Bayi steel,some questions of slab caster precision control were analyzed.Bytakingcorrespondingmeasures toimprove the level ofprecision castingmachine control,ensurethequalityofcastingbillet.

continuous caster roll gap；radian；continuous castingmachine lubrication

TF777.1

B

1672—4224（2016）02—0031—03

聯(lián)系人：卜志勝，男，40歲，大學(xué)，高級(jí)工程師，烏魯木齊（830022）八一鋼鐵股份有限公司煉鋼廠

E-mail：buzs@bygt.com.cn