连铸中间包定径水口快换技术的工艺实践

总第171期2009年12月南 方 金 属SOUTHERN METALSSu m.171D ecember 2009收稿日期:2009-04-13作者简介:王世杰(1971-),男,1993年毕业于湖南冶金职业技术学院钢铁冶金专业,工程师.文章编号:1009-9700(2009)06-0039-03连铸中间包定径水口快换技术的工艺实践王世杰(广东省阳江市宏大钢铁有限公司,广东阳江529600)摘 要:中间包的使用寿命影响了连铸机的产量和钢水收得率,也限制了连浇炉数的提高.而中间包定径水口快换技术的应用解决了这一难题,并从很大程度上提高了铸机作业率.关键词:定径水口快换;干式振动填料;中间包;烘烤中图分类号:TG 249.7 文献标识码:BQuick rep l ace m ent of the dia m eter nozzle i n the conti nuous casti ng tundishW ANG Sh-i ji e(H ongda Steel and Iron Co m pany ,L td .,Y ang jiang 529600,G uangdong )Abstrac t :Tund i sh .s serv ice life can affect the output of a conti nuous casti ng unit and the y i e l d of mo lten stee;l it a lso li m -its the nu mber o f conti nuous casti ng heat .Th is prob l e m w as how ev er solved by usi ng a quick replace m ent technique for the d i ame ter nozzl e i n t he t und i sh ,w hich ma rked l y enhanced the e fficiency of the conti nuous casti ng unit .K ey word s :qu ick rep l acement o f dia m eter no zzle ;dry -v i bration -paddi ng ;tund ish ;baking随着连铸工艺技术的快速发展和高效连铸机的不断完善,对连铸中间包使用寿命提出更高要求,因其寿命长短直接影响了连铸机作业率的提高.目前各厂已采用了各种延长中间包使用寿命的方法,其中,中间包的定径水口快换技术是一行之有效的方法.阳江市宏大钢铁有限公司炼钢厂(以下简称宏大炼钢厂)小方坯连铸机在定径水口快换技术方面的应用及相关工艺的改进取得了一定的效果,同时对采用此项技术的前景做了一些分析和探索.1 主要工艺参数1)设备参数连铸机:4机4流弧形小方坯连铸机,产量为50万t/a ,断面为126mm @126mm;中间包车:半龙门式,行走速度为2m /m i n ,驱动装置行走为马达齿轮链条传动;钢包旋转台:T 型,正常回转速度1r/m in ;转动装置为齿轮转动;中间包:4流半弧形中间包,流间距为1100mm,高度600mm.2)工艺参数钢种:HRB335、HRB400;钢熔点:1500~1510e ;钢水过热度:15~25e ;转炉冶炼周期:25~28m i n ;拉速:216~310m /m i n .2 实现中间包定径水口快换技术的条件2.1 中间包定径水口快换(寿命超过48h)的设备条件1)定径水口快换中间包的耐火材料条件中间包包底和永久层必须用浇注料捣打成,厚度一般为80~100mm,工作层用较好的干式振动料填充、振动、烧结而成.工作层厚度为150~200mm,拉钢直线侧防钢水冲击,在钢包下钢水左右加强防冲刷,可用冲击板镶入干式振动料中,以保使用寿命和拉钢工的人身安全,而对侧半弧形工作层用较厚的干式振动料.钢水冲击板必须用高铝质或铝碳质、镁碳质的材料制作而成,且一般在包底备一块冲击板以防不测,做到用1备1,也可以轮流平衡使用.中间包包底座砖必须用铝碳材料制作,确保48h内不出现开裂、渗钢现象.中间包上水口,一般采用外层是铝碳质内层是锆质(含锆90%以上)的定径水口,在使用前一定要烘烤预热以防水口在开浇时爆裂.中间包快换机构必须在制作中间包前检测和修复,弹簧、左右托板要每次认真检测,定期更换.快换机构的润滑要充分,快换液压缸须灵活好用.2)中间包定径水口快换的工艺条件中间包定径水口快换时的钢水温度高低,直接影响到快换中间包的寿命,而中间包钢水温度的高低取决于钢种及连铸拉钢的过热度;宏大炼钢厂以HRB335、HRB400为主,钢水熔点一般为1500~ 1510e,过热度一般在20?5e.快换定径水口时,钢水温度宜低些;一般不超过1535e,中间包液面宜控制低一些.3)拉钢快换的熟练程度动作越快时间越短效果越好,原则上不得断流,时间一般为011~013s.2.2中间包及定径水口烘烤中间包及定径水口的烘烤良好是定径水口快换的前提条件.用镁质干式振动料制作的中间包小火烘烤215h(温度350e左右)加盖,中间包调至大火烘烤2h以上,包衬温度达到800~1000e,并保证快换前1h左右温度升至1000e左右,且在1050~ 1100e稳定烘烤1h.在烘烤过程中要时刻对中间包内部进行检查,保证中间包内衬良好及包内不得有积渣及杂物.包底座砖和快换上水口最好采用负压抽风炉抽风烘烤.快换前115h左右开始小火烘烤,烘烤器烧嘴距离中间包上水口30~50m m,烘烤至200~300e.以防快换上水口及包底砖达不到烘烤要求及在烘烤过程中温度变化不均匀导致的炸裂,并保证在快换前温度烘烤至900e以上.3定径水口快换的具体操作1)确保快换前后的钢水温度中间包快换时前后钢水的温度对快换成功与否起重要作用.前期温度宜高些,对快换比较有利,但这对宏大炼钢厂快节奏的生产有负面影响;温度低时,易发生水口结瘤、快换失败等生产事故.因此,对快换中间包前中间包内钢水温度提出要求:低合金钢\1530e,普碳钢\1535e.快换中间包钢包到站温度比正常温度中限高10~20e,钢水等铸机时间不得超过10m in,且钢包为正常周转、包况良好的红钢包.经不连续测温统计,中间包快换前后10 m i n中间包内钢水平均温度变化如图1所示(以低合金为例),快换时间为第五至第十分钟.由图1可以看出,快换时中间包内钢水最低温度在1525e (最低点),比低合金钢熔点温度(1505e)高20e 左右,完全符合连铸温度制度.图1中间包钢水温度变化2)定径水口快换的时机当连铸定径水口工作几小时后水口受钢水流冲刷变大,连铸拉速超过临界拉速(宏大炼钢厂拉速定为310m/m i n),避免连铸出现拉漏生产事故就必须快换定径水口,宏大炼钢厂一般设计定径水口直径1410~1510mm,拉速控制在216~310m/m i n,一旦拉速达到219m/m i n时就开始准备快换的条件(因为没有塞棒控制中包上水口,受液面影响就有可能超过临界拉速).3)快换定径水口将备用定径水口在备用位置上通过环境温度烘烤10~30m in,保证水口温度达到200~300e.当中间包液面降低至300~400mm时,按动按钮,液压缸推动备用定径水口沿滑道移向浇注位,同时原定径水口被推出浇注位,新水口开始工作,此时应适当调整拉速,然后按动/液压缸缩回0按钮,使液压缸缩回,取下液压缸.更换水口结束,连铸操作按正常浇注进行.4中间包快换技术应用前后情况对比宏大炼钢厂以前采用绝热板中间包组织生产,40南方金属S OUTH ERN M ETA LS2009年第6期一般中间包寿命为7~9h.在2004年开始试用定径水口快换中间包技术,中间包寿命开始延长到16h,之后经过技术改进和提高操作人员熟练程度,中间包寿命相继延长到24h,32h,40h,后来针对渣线位置侵蚀严重影响中间包寿命问题,把中间包改进成半弧形中间包,使中间包平均寿命提高到48h, 2008年最高水平达到55h,而且经不断改进有望突破60h.主要效果如下.1)连浇炉数由快换前的25炉提高到150炉以上,提高了铸机作业率.2)提高了铸机产能,减少铸机停机次数,月平均停机次数为快换前的1/6.按快换前每月停机90次、每次停机时间50m i n、拉速216m/m in、单重01121t/m计算,月均提高产量达4719.t3)减少接头废钢,钢水收得率由快换前的9716 %提高到98192%.4)减少因开浇或停浇时裸露浇铸钢水的二次氧化率,铸坯合格率也得到了相应得提高.5)杜绝了因低温钢水开浇造成的生产事故.定径水口快换技术应用后,可根据待浇钢水温度及生产节奏情况决定是否快换定径水口,如有异常情况,可提前或推后一炉钢水进行快换,大大提高了生产的安全系数.6)降低了原材料的消耗,如中间包耐火材料、开浇铁粒、弹簧、纸绳、石棉等,为节能降耗做出一定贡献.7)提高了钢材成材率,从前轧钢的成材率不超过97120%,后经连铸红坯热送加热炉或红坯直轧,钢材成材率提高到97168%.5分析总结尽管在中间包定径水口快换技术方面与国内同行相比有差距(如安阳钢厂中间包寿命超过60h),但宏大炼钢厂近几年一直坚持使用连铸中间包快换技术,也取得了一定的进步和成效.511中间包材质和设备1)中间包材质一定要好的原材料.如干式振动料的氧化镁含量要超过80%,包底座砖用高铝镁碳质w(M gO+A l2O3)>80%;中间包上水口更要提高要求,内层用锆质w(Zr O2)>90%,外层用高铝镁碳质w(M g O+A l2O3)>80%.渣线部位永久层用好的浇注料捣打,甚至可以砌镁碳砖、铝碳砖等耐侵蚀的耐火材料,渣线部位的工作层在干式振动料中镶入钢水冲击板(宏大炼钢厂经试验取得很好的效果).2)中间包最好由/口0字型改进成半弧形中间包或双弧形中间包,有利于渣线工作层的耐侵蚀;为了防止钢水冲击击穿中间包包底,做一个箱底,用镁碳砖、铝碳砖砌好以防穿包底.512中间包的工艺操作1)钢种的影响.如HRB335、HRB400镇静钢比Q195~235沸腾钢的氧化性弱,对中间包包衬的侵蚀轻一些.2)钢水温度的影响.中间包钢水温度的高低及稳定对中间包寿命影响较大,较高的钢水过热度比较低的钢水过热度中间包的使用寿命更短,宏大炼钢厂近两年实现/低温快拉0,稳定了钢水温度,成立了钢水处理站,对上连铸的大包钢水进行调温处理(控制在1580~1590e),连铸压钢时间控制在10m i n以内,使中间包钢水温度稳定在1525e.3)中间包钢水液面高度的影响.高度一般控制在400~500mm,渣线位置比较固定便于观察.4)生产组织水平的影响.炼钢厂的生产组织水平很大程度上体现中间包的平均寿命.宏大炼钢厂以/连铸为中心,炉前为基础0较好地抓好炉前的冶炼周期,为连铸提供稳定的合格钢水;同时严抓设备的承包点检定修,为连铸中间包寿命上50h创造了条件.5)稳定操作,少、快换定径水口.要根据生产情况配置定径水口,力争每8h更换1次定径水口.6)勤排渣.尽可能减少中间包渣层的厚度,每班至少排渣1次.参考文献[1]炼钢-连铸新技术800问编写组.炼钢-连铸新技术800问[M].北京:冶金出版社,2004.[2]金铁城,于阳.转炉炼钢新工艺、新技术与质量控制实用手册[M].北京:当代中国音像出版社,2002.41总第171期王世杰:连铸中间包定径水口快换技术的工艺实践。