三安连铸中间包快换的工艺实践

三安连铸中间包快换的工艺实践

吕凯辉

（福建三安钢铁有限公司生产能源管理部，福建 泉州，362411）

摘要：介绍了福建三安钢铁有限公司炼钢厂通过对中间包快换的认识、准备以及快换的条件、时间和操作要点进行了阐述。实践表明，合理利用中间包快换技术，可提高连铸机作业率、钢水收得率，减少工艺、设备、人为原因造成的连铸机停机事故。减少开机、停机次数，降低开浇、停浇操作对铸坯质量的不利影响。同时更能提高设备周期管理和状态管理的水平，降低设备维修成本和提高检修人员的工时利用率，使设备计划检修率由快换前的75.9%提高到99.24%的好水平。

关键词：中包快换；铸机作业率；钢水收得率；停机次数；铸坯质量；设备计划检修

Three tundish quick change process

Lvkaihui

(Department of energy production management of Fujian Iron & Steel Co., Ltd. Fujian three, Quanzhou 362411)

Abstract: Abstract: This paper introduces Fujian Sanan Iron & Steel Co. steel plant through awareness, fast packet in the middle of the preparation and fast changing conditions, time and operation points were described. The practice shows that it can improve the operating rate, the yield of molten steel and reduce the shutdown accident caused by the process, equipment and human factors. Reduce the number of start and stop, and reduce the adverse effect of the open and stop operation on the quality of the slab. At the same time can improve the equipment cycle management and state management level, reduce the maintenance cost and improve the utilization rate of the equipment maintenance personnel working hours, maintenance rate increased from 75.9% before the quick change to level 99.24%.

Key words: Key words: tundish quick change; casting machine operating rate; liquid steel yield; number of downtime; slab quality; equipment maintenance planning

连铸中间包快换技术是：在连铸生产浇铸中“旧”的中间包被移开，而由一个新的中间包取代的工艺技术。是一种能提高连铸机作业率，提高钢水收得率，减少生产事故，降低生产成本，提高设备周期管理和状态管理的水平的技术。同时也能进行相同钢种浇注、不同钢种快换、生产节奏不匹配等生产调节的主要手段。

连铸中间包快换技术是：在连铸生产浇铸中“旧”的中间包被移开，而由一个新的中间包取代的工艺技术。是一种能提高连铸机作业率，提高钢水收得率，减少生产事故，降低生产成本，提高设备周期管理和状态管理的水平的技术。同时也能进行相同钢种浇注、不同钢种快换、生产节奏不匹配等生产调节的主要手段。

1主要工艺参数

   福建三安钢铁有限公司炼钢厂（下简称三安炼钢厂）年产粗钢265 万t，其连铸机的主要设备（见表1）。

连铸机的主要设备  表1

Main equipment of continuous casting machine  table 1

2 中间包快换的含义

连铸生产中的快速更换中间包是在上世纪80年代就被采用的一项操作工艺技术, 采用该工艺后对各连铸生产厂都发挥了重要作用。

快换中间包指的是：将浇铸的中包钢水浇完开走，在各浇铸钢坯拉到结晶器中间停止并立刻放连接件、冷料等待，后对烘烤好的新中包进行开浇（新旧中包快换），此工艺技术可提高设备计划检修率。

三安炼钢厂连铸中间包采用的是干式料整体浇铸，根据耐材、滑块等工艺数据，正常连浇炉数按照80炉（35小时）组织生产，由于中间包的使用寿命影响连铸机作业率问题。

3.1连铸车间

（1）接班前或开浇前要做好生产用的物料准备工作。

1）大包工：测温枪、测温热电偶和纸管、取样器、氧气管、氧枪等。

2）浇钢工：备用结晶器、水口滑块、连接件、冷料、捞渣器、量棒、撬棍、钢丝绳吊具、烧氧枪、托架、小氧管、水口叉子、手电筒等。

3）割坯工：大锤、撬棍、夹钳、事故割枪、钢丝绳吊具等。

4）主控工：喷嘴头、扳手等。

（2）加大对运行设备的巡、点、检。如电器、设备出现异样情况的必须立刻通知调度，由调度安排人员处理。

（3）结晶器的使用中，发现有漏水现象要通知调度，在对接时必须及时更换。

3.2维修车间

1）开机前：从连铸大包回转台到并钢机链条，从上到下，该紧固的、润滑的、锁紧的、更换的设备需要全部处理，保证检修质量，提高设备的作业率。

2）生产中：加强对各设备的点巡检、润滑、清灰、维护工作，尤其是液压系统设备方面，进一步降低设备故障率。为确保连铸的供电安全，针对性的对自动化的电源模块检查。

3）停机后，要及时把反馈有异样情况的设备和故障设备进行检查和更换。

4）在开浇、对接、重接过程中，必须组织相应的电钳仪表工保驾护航。

5）保证各设备的正常运行，确保连铸二冷水的水质问题，杜绝由于水质问题造成堵连铸喷嘴现象。

4 快换关键点

   中间包钢水温度可直接影响生产组织，是中间包快换成功的重要条件^[1]。温度高时，利于快换，但影响生产节奏；温度低时,易发生水口结瘤、漏钢、冻包、停浇等生产事故。

4.1 确保快换前后钢水浇铸时的温度

1）钢水温度：开浇、新包对接前三炉，根据连铸生产情况，可适当进行调整，在表2的基础上，各项温度上线放宽30℃^[2]。

各类钢种在正常浇铸的温度范围  表2

Various types of steel in the normal casting temperature range table 2

2）钢包：钢包为正常周转包，包龄控制在20炉≤包龄≤60炉，包况良好确保在线周转钢包最高温度1100℃以上。

3）中包：计划对接前3小时对备用中包开始小火预热时间≥1 h，温度控制在300~400~C范围，等到开浇前1．5 h将火调到大火烘烤，温度为115O～1250 ℃ 。在烘烤过程中必须了解中间包烘烤情况，避免干式料塌落影响中间包快换。

4）水口：采用侵入式水口在线烘烤技术，开浇前1．5h开始烘烤，温度控制在900℃ 以上^[2]。

4.2 塞引锭头操作要点

1）将引锭头垂直插进停震动的钢水里凝固，凝固后的引锭钩在结晶器内不能松动。

2）用石棉绳塞冷坯与结晶器的交接处。

3）冷料放置要求：冷料规格长度为250-300mm、直径φ12～14mm的螺纹钢，放置冷料必须竖直，不能成漩涡状，下部不能悬空（悬空易导致漏引锭），引锭钩周边冷料不能过长和过紧，弯头要用冷料保护好，防钢流直接冲刷到钩头而被熔化造成开浇脱钩。

4）菜籽油涂抹：确保开浇时铸坯有润滑，减小起步拉坯阻力，防止脱钩。装好冷料后铜管壁四周用菜籽油涂抹均匀，冷料底部不能有积油。

4.3 待浇时间

实际待浇时间控制在4～ 8 min范围。

4.4 中包过热度

中间包钢水过热度控制在 30～ 40℃。

4.5 结晶器液面控制

1）生产过程中结晶器盖板要保持干净，不允许盖板上有保护渣或其他异物，如盖板上有冷钢P3班长（副班长）要及时处理掉。

2）保持结晶器液面平稳，铸坯有良好的润滑。正常生产过程中结晶器液面执行自动液面控制。

2）当结晶器自动控制液面波动＞±8mm较长时间，结晶器液面控制应改为“手动”操作。

3）生产过程中，若有水口碎片或大型异物进入结晶器内，应及时捞出；确实无法捞出时，应立即关流，做好双浇线，通知P4割除。

4.6 二冷配水优化

比水量又称为冷却比、冷却强度，用W表示，是二冷区每千克铸坯消耗冷却水量，单位是L/kg。若二冷水流量为Q，浇注速度为G，则： W＝Q/G,就是比水量=二冷区水流量/浇注速度。根据比水量计算二冷水量是冷却制度参数确定的一个重要环节，也可以根据拉速和铸坯断面、二冷水量计算比水量。

1）低拉速下优化二冷水的配置，减少水量15%左右，使质量缺陷得到有效控制。

2）为杜绝换包过程中铸坯长时间过冷滞留，影响对接成功率，二冷水配水执行的是停浇后直接关闭，开浇前恢复制度。

4.7中间包对接的具体细则

（1）时间：要求从上一中包停浇到下一中包开浇的时间必须小于15分钟，快换采用高液位操作^[4]。

（2）中间包内的钢水重量达2O吨，钢水液面控制在400mm（用氧管伸入中间包内来测量），拉坯速度正常控制。

（3）当中间包液面达到200 mm，拉速降至0．6 m／min时，结晶器液面控制方式由自动变为手动^[4]。

（4）当中间包液面达到100 mm，拉速降至0 m／min时（关闭滑块），避免下渣优化低拉速下二冷水的配置，减少水量15%左右，使质量缺陷得到有效控制。

（5）开浇前确认： 机长必须检查每个流冷料填充情况、各流操作箱的浇注条件，中间包烘烤情况，根据中间包烘烤情况决定开浇所需出站温度，并且向调度反馈信息；转炉放完钢后机长必须现场跟踪了解钢水进站、出站温度情况；

（6）将旧中间包车开走，在各浇铸钢坯拉到结晶器中间停止、去除渣圈并立刻放连接件、冷料等待。未接好易发生脱钩事故。

（7）钢水上回转台后将备用中间包烘烤器升起，关闭煤气阀门，放各流引流砂，并将中间包车升到高位开到浇注位的旁边等待^[1-4]。

（8）最后对烘烤好的新中包进行开浇。若拉坯速度大于浇注速度，会造成漏钢；而拉坯速度小于浇注速度，会溢钢^[3]。

1）大包开浇：中包车开到浇注位对中，套好大包长水口，大包开浇。机长根据钢水出站温度和中包烘烤情况预估中包开浇温度，若预估中包开浇温度过高（过热度﹥45℃）时，大包钢水可镇静5分钟再开浇同时向调度汇报；若预估中包开浇温度不高或偏低时钢包机构必须全开，在最短时间内将中包钢水液面提到开浇液位且及时加中包覆盖剂^[5-10]。不论钢水温度多高，中包液面始终不得低于500mm（开浇炉次）。

2）中包开浇：中包液面必须≧500mm（中包液面到中包盖上表面距离约700mm）及中包测温后根据温度引流开浇，中包开浇时必须用专用工具接住引流砂，防止引流砂进入结晶器导致钢水和引锭钩不能很好粘结引起脱钩。开浇顺序：中包开浇温度正常时（过热度﹥40℃），先开中间两流，后开边流；中包开浇温度偏低时（过热度﹤30℃或装有挡渣墙的中间包），适当提高中包开浇液面，分成两个小组（Ⅰ、Ⅱ流一组，Ⅲ、Ⅳ一组）两组同时引流开浇，在最短时间内达到四个流浇注，让钢水在中包里有良好循环流动。

3）启动浇铸：操作工应根据钢流大小（水口口径大小、烧氧情况及是否散流）确定好开浇起步时间——正常钢流在3-5秒内必须启动浇铸给小拉速。钢流引下来后要及时添加保护渣，此时加保护渣要少，不宜过多，直到套好水口后按正常添加保护渣。

①先小流操作并及时添加保护渣，能确保结晶器内钢水与连接件、冷料紧密相连，并填充结晶器铜板间的缝隙，减少漏钢事故。

②开浇起步正常后可大流操作，能更好的使接头充分衔接，减少接溢钢事故。

4）套浸入式水口：烘烤好的浸入式水口必须开一个流拿一个流，杜绝提前拿出烘烤器导致水口变冷使用时积冷钢；开浇引流正常后应立刻套上浸入式水口——最迟在看见液面后必须套上水口（温度低不能套除外），防止卷渣及二次氧化，尽快稳定结晶器钢水液面确保润滑；套好浸入式水口后必须仔细检查水口对中及铜管壁是否积冷钢。铜管壁积冷钢多时把钢水液面拉低于离上法兰水缝80～100mm,及时处理掉聚积的冷钢（必要时可关流处理），否则容易造成漏钢（渣漏或挂漏）。

5 效果分析

1）提高了铸机作业率

通过采取以上系列措施,快换连浇炉数由快换前的1组1个中包79炉35小时，提高到1组6个中包470炉200小时以上的水平，提高了铸机作业率。

2）设备计划检修率

形成了以连铸机为中心的主要生产设备定修模式，充分利用了中大夜班满负荷生产、白班设备维护的生产理念。进一步优化了设备计划检修，提高设备周期管理和状态管理的水平，从而降低了设备维修成本和提高了检修人员的工时利用率，使设备计划检修率由快换前的75.9%提高到99.24%的好水平。（见表3）

快换中包与传统浇铸的效果对比表3

Comparison of the effect of quick change and traditional casting  Table 3

3）连接坯在切割、出坯、热送方面的处理方式

开浇的坯头切割长度控制在≥2.5m；正常停浇尾坯长度控制在≥1.5 m；中包快换的接头按双浇线前≥2.0m，双浇线后≥1.0m切割长度控制，减少接头废钢，提高了钢水收得率。使钢水收得率由快换前的99.19%提高到99.24%。（见表4）

连接坯的处理方式  表4

The treatment method of the connecting billet is shown in Table 4

6  结语

生产实践证明，通过采取以上系列措施,三安炼钢厂的中间包快换水平得到了提升，快换成功率达到100%，确保了生产有序开展。该技术生产具有安全性、灵活性，也适用与同中间包异钢种连浇和快换中间包异钢种连浇工艺，提高铸机产能。同时可减少连铸机开机、停机次数，降低开浇、停浇操作对铸坯质量的不利影响。

参考文献

[1] 韩继强，王彦祥，许红玉.中间包温度优化工艺实践[J].中国冶金.2013.08

[2] 张广杰，张飞.无钙处理条件下轴承钢钢水可浇性技术的研究与应用[J].中国冶金.2014.05

[3] 李东辉，刘相华，王国栋，连铸机塞棒自动开浇与液位控制系统的设计[J].中国冶金.2006.04

[4] 周文奎.板坯连铸中间包快换工艺实践[J].天津冶金.2009.03

[5] 罗源奎，吕凯辉 ，Q195钢过氧化的危害及原因分析[J].中国冶金.2016.01

[6] 曹磊.宽厚板连铸动态轻压下工艺[J].中国冶金.2015.01

[7] 刘文华.连铸中间包快换工艺的应用实践[J].涟钢科技与管理.2016.03

[8] 裴凤娟，陈伟庆，候成，杨荣光，王国连. CAS-OB精炼和连铸过程钢中夹杂物来源示踪研究[J].中国冶金.2006.07

[9] 季德静，李春阳，苏家男.SS400钢薄板坯连铸生产典型漏钢原因分析和控制[J].中国冶金.2015.01

[10] 杨晓江.唐钢薄板坯连铸高碳钢65Mn的质量控制[J].中国冶金.2016.12