天茂炼钢拉速提升实践

河北鑫达集团 天茂炼钢厂

李建强、朱建新、贠海振

摘要：本文主要阐述天茂炼钢厂2#连铸机拉速提升影响因素，通过制定改进方案，落实改进措施，致使铸机拉速明显提升，为转炉快节奏冶炼模式奠定坚实基础，实现周日产突破1.3万吨，月产量突破36万吨。

关键词：连铸机、拉速提升、改进措施

前言：天茂炼钢厂是2003年建厂的老企业，现有1座60t转炉、2座50t转炉、1座40t转炉，连铸机为2台6机6流、1台4机4流、1台3机3流连铸机。其中2#机为8m弧半径4机4流连铸机，2018年前半年连铸机拉速水平偏低，150×150坯型拉速月平均只有2.1m/min-2.3m/min,铸坯合格率2018年全年平均为99.36%，铸坯质量较差，严重影响炼钢厂钢水收得率及成材率。为解决铸机拉速瓶颈，提升铸机产能，改善铸坯质量，通过工艺参数的调整、铸机精度的校验、喷咀选型及冷却强度的改变并加装二、三段冷却水、设备改造等措施，使铸机月平均拉速显著提升，产品质量改善效果明显。

2#连铸机参数：

1. 连铸机拉速提升的制约因素

1.1结晶器

结晶器铜管锥度偏大，导致拉坯阻力增大，原使用结晶器铜管锥度偏大锥度1.7，铜管下口磨损严重且拉坯阻力大，易造成粘结事故，不适用于高拉速生产模式，制约连铸机拉速提升；铜管圆角半径为10mm，角部坯壳过早脱离铜管，气隙增大，导致铸坯外观质量较差，导致拉速提不上去。

结晶器维修质量较差，水套变形严重，水缝调整不均匀，水缝偏差在1mm左右，致使铸坯在结晶器内初生坯壳厚度不均匀，造成铸坯外观质量差，制约拉速提升。

结晶器冷却水量使用普遍偏大，导致冷却强度过大，进出水温差约3-5℃，致使坯壳过早的脱离铜管，形成气隙过大，影响坯壳形成的均匀性及保护渣润滑效果，制约拉速的提升。

1.2中包过热度

中包过热度是连铸机拉速提升先决条件，2018年前半年天茂炼钢转炉平均出钢温度1652℃，连铸机中间包温度控制1550-1560℃左右，过热度控制在40℃左右，为保铸坯质量及结晶器出口坯壳厚度，降低连铸事故率，拉速控制普遍偏低，150坯型平均拉速只有2.2m/min。

1.3二次冷却系统

原2#连铸机二次冷水只有足辊水及一段水，连铸坯冷却时间短且冷却相对集中，回温段过长，影响铸坯内部质量，为保液芯长度及铸坯质量，连铸机拉速提升困难。

二冷水条不统一，样式多变，且二冷对中较差，造成维修困难，备件混乱，增加管理困难。二冷室堆积冷钢量大，清理困难，造成铸机弧度差，导致连铸事故率高，连铸事故率高导致二冷冷钢越积越多，处理更加困难，使铸机陷入恶性循环，严重制约连铸机产能提升。

通过二冷实际数据测量，发现二冷喷咀选型不合适，出现冷却水重叠现象及水嘴型号偏大，导致实际冷却效果较差，出现铸坯冷却不均匀现象。

1.4铸机精度

连铸机精度直接影响连铸机铸坯质量及事故率。铸机弧度不对中，二冷水条与铸坯对中困难，二次冷却不均匀；铸坯行走偏离原设定弧度轨迹对结晶器铜管造成偏磨缩短结晶器使用寿命；铸坯行走过程中不同程度的增加拉坯阻力，影响自动控制液面系统的正常使用，导致连铸事故率增加。

引锭杆变形严重，开浇送引锭困难，容易顶导向辊及结晶器下口或划伤铜管，开浇过程中铸坯运行阻力增加，出结晶器下口时易造成漏钢事故及拉坯过程中易出现拉脱。

二冷冷钢将支承辊抱死，导致辊子不转且辊面较宽，导致铸坯出现划痕缺陷以及铸坯跑偏，支承辊磨损严重，导致铸机弧度较差；结晶器回装缺少定位销，无法准确定位，出现座偏现象，导致铸机弧度不对弧。

1.5水质影响

结晶器水质较差，下线铜管表面出现附着物，且个别时段出现结垢现象，且下线拆检水缝过程中，经常发现出大量异物堵塞水缝，影响结晶器冷却效果，导致铜管出现过烧现象，严重时出现铜管变形。

二冷水质悬浮物严重超标，经常出现油泥，氧化铁等堵塞水咀，导致铸坯冷却不均匀，严重影响铸坯质量及连铸事故率。

2、设备改造及改进措施

2.1结晶器维修质量提升

首先加强结晶器维修质量，将外委维修队伍改为厂内维修工段进行对结晶器维修，方便人员管理，提高维修质量，保证水缝调整均匀，加强结晶器维修管理，安排专人监督结晶器水缝调整，控制结晶器水缝尺寸差小于0.2mm，及时更换变形严重水套，结晶器备件进厂安排专人严格检验把关。确保结晶器水缝调整满足生产使用要求。

其次更换铜管厂家，减小铜管倒锥度，结合厂家重新设计满足现有生产节奏要求锥度的铜管，选取复合镀铬铜管，同时将铜管圆角半径有10mm改为8mm，保证铸坯拉速提升后铸坯脱模及铸坯质量。

最后是根据现场实际情况调整结晶器冷却强度，控制结晶器进水温度35±3℃，保证进出水温差5-8℃，确保初生坯壳的均匀生长，提高铸坯质量。

2.2、中包过热度控制

通过设备改造实现钢包加盖、中包加盖，控制过程温降；中包采用添加覆盖剂进行保温、大包到中包准备采用大包长水口进行保护浇注（目前处在试用阶段）减少浇注过程温降。连铸控制中间包过热度15-20℃，采用低温快浇的生产模式，连铸连浇要钢温度已经降低到1565℃左右。同时根据现场实际情况对钢水温度进行窄范围控制出台温度制度，规范温度管理。

2#连铸机平均拉速在3.7m/min-3.8m/min以上，单流最高稳定拉速4.0m/min-4.1m/min，对于温度偏高钢水，通过炉后调温、中包调温等手段进行控制中包过热度配合铸机拉速提升。

2.3二冷系统改造

首先对二冷配水盘进行改造，更换统一配水盘型号，方便统一安装维修以及备件管理，提配水盘更换及水条对中工作质量。

其次，随拉速提升，为改变二冷冷却段短的情况，厂内自主改善对连铸机进行加装二段、三段冷却水，保证铸坯冷却效果，降低铸坯单位冷却强度，保证铸坯内部质量。

随着拉速提高，二冷段延长，水量增加后，二冷水量不能满足铸机要求，炼钢厂通过二冷供水泵改造，同时二冷各段水量分布情况对二冷管道及分水器进行改造，以满足高拉速情况下铸机冷却水使用问题，保证各段铸坯冷却效果。

2.4铸机精度调整

首先利用铸机大修期间，彻底将二冷室冷钢清理干净，将二冷室空间完全清出来，将支撑辊全部进行更换，并将原来宽辊面支承辊改成为窄面带辊沿支承辊，防止铸坯跑偏。同时利用对弧样板，逐流对弧度进行校验调整。

将变形的引锭杆进行更换、修复，在二冷进行布置侧导，防止铸坯跑偏现象；恢复结晶器定位销使用，保证结晶器回装精确性；对振动变形及时进行更换调整，同时对振动系统参数及拉矫机速比进行测算，发现能够满足铸机拉速4.3m/min的工艺要求，对振动参数进行优化，调整拉矫机速比，保证铸坯的良好运行状态，将铸机最大拉速控制到4.0-4.2m/min。

铸机精度调整完成后，通过二冷实际数据测量计算发现，各段喷咀型号不能满足工艺要求，导致铸坯冷却效果差，通过实际数据测量计算，对喷咀使用流量、角度进行调整，重新选择水咀型号，保证铸坯冷却效果，降低铸坯缺陷。

2.5水质改善

为解决二冷水质差经常堵喷咀的问题，在二冷管道上加装过反冲洗滤器，并安排专人检查过滤器的排污检查工作，保证过滤器的正常使用；同时为解决二冷水中油污较多的问题，利用停产间隙对化学除油器箱体进行彻底清理及恢复已经停用的高速过滤器，清除二冷水油污，并定期清理化学除油器；同时委托专业水处理厂家对二冷水进行水质化验及进行加药水处理改善水质。

结晶器水质通过使用反渗透水定期对结晶器水池进行置换，保证水质指标合格；同时对结晶器管道加装过滤器，防止水中异物进入水缝造成堵塞；对吊装结晶器进行规范，并对振动框架进出水口做好防护，同时对结晶器盖板进行改造，有效减少因操作等原因造成异物进入结晶器水系统中。

2.6其它

    由于连铸机拉速大幅度提升，保护渣、定径水口等材料已不能满足使用要求，根据当前高拉速生产现状与厂家沟通进行设计满足现有生产条件的使用要求的原辅料、耐材等。

3.改造后效果

天茂炼钢2#连铸机，通过一系列的改进措施及工艺调整，连铸机拉速取得明显提升，拉速由2018年初2m/min左右，现已提升至平均拉速3.8m/min左右，单流稳定拉速已达到4.0-4.2m/min。具体拉速数据如下：

二号机平均拉速数据统计表

拉速提升的同时，铸坯质量随铸机状态调整也有明显改善，由2018年初铸机甩废和质检判废总量3000吨左右，到现在铸坯甩废与质检判废总量控制在300吨以内。铸坯统计数据如下

二号机废品统计表

通过以上两表可以看出，天茂炼钢2#机拉速提升取得明显进步，对铸机产能释放以及产品质量的提升所采取的设备改造、管理措施、工艺调整等比较成功。

结论

1、合适的连铸钢水过热度及温降控制有利于拉速的的提升。

2、结晶器维修质量及水质是影响铸坯冷却的关键因素，直接影响铸机拉速的快慢。

3、铸机精度影响及二冷系统影响连铸机事故率及铸坯质量，直接影响拉速提升。