YPN60-150D2T型滑動水口機構及耐火材料在100t鋼包上的應用

【摘 要】本文介紹了YPN60-150D2T型滑動水口機構的組成、工作原理、技術參數及特點，總結分析了機構與耐火材料的使用效果、存在問題及優化措施，使機構運行穩定，杜絕穿鋼、滲鋼事故，達到節能降耗，減輕工人勞動強度，自如控制鋼水澆注時流量的目的，確保煉鋼生產的順行。

【關鍵詞】鋼包;滑動水口;耐材;應用

0.前言

滑動水口機構（簡稱：SN機構。SN為Sliding-Nozzle的縮寫，英譯為：滑動水口）是鋼包的關鍵部位，用于控制鋼水澆注時的流量，其運行穩定性直接影響生產的順行。如果發生滑動水口穿鋼事故，輕則造成生產停澆，重則導致鋼水燒壞連鑄機設備，甚至會發生人員傷害事故[1]。因此，福建三鋼集團有限責任公司（以下簡稱三鋼）煉鋼廠多年來重點關注鋼包滑動水口機構的運行，研究鋼包滑動水口鉆鋼、滲鋼的原因，并采取措施，確保鋼包安全運行。

1.YPN60-150D2T型滑動水口機構

1.1 YPN60-150D2T機構的組成

YPN60-150D2T機構主要組成部件：基礎板部分、固定模框部分、滑動模框部分、開關模框部分。

YPN60-150D2T機構主要耐火材料：上水口、上滑板、下滑板、下水口。

1.2 YPN60-150D2T機構的工作原理及技術參數

工作原理：機構以上、下滑板為界面分開，基礎板為固定部分，滑板為活動部分。上水口安裝在水口座磚內，上滑板安裝在固定模框滑板槽內，上滑板與上水口在基礎板內配合成一體保持固定不動；下滑板安裝在滑動模框的滑板槽內，下水口與下滑板配合成一體且隨滑動模框同步運動；采用面壓彈簧（共10只，壓力8Ton）壓緊滑板，由液壓缸、連桿拉動滑板上下運動，實現水口孔的開關及鋼流大小控制。

表1 YPN60-150D2T機構的主要技術參數

1.3 YPN60-150D2T機構的特點

1.3.1該機構采用側開門式結構，機構拆裝耐火材料方便，操作簡單。滑板安裝好后，關上開關模框，使用氣動扳手螺緊四個面壓螺栓進行加壓即可。以敲緊下水口固定模框的方式進行固定下水口，操作簡單、便捷。

1.3.2該機構采用模框式彈簧壓緊結構，通過彈簧壓緊滑板，因此上下滑板界面壓力恒定、均勻、準確、易建立和不受人為因素影響。

1.3.3考慮到機構在使用的過程中，周圍的高溫環境對面壓彈簧的使用性能有一定的影響，因此設計使用高壓空氣對面壓彈簧進行冷卻，以保證面壓彈簧在高溫環境下有良好的使用性能。

2.使用情況分析及效果

三鋼煉鋼廠一煉鋼系統自2004年投產以來，100t鋼包均使用WKS公司生產的YPN60-150D2T型SN機構，總體運行平穩。

2.1 SN機構本體

全新機構規定使用1000爐次后進行一次大修，返修后機構繼續使用1000爐次后報廢。但因使用環境惡劣，2004年至2009年期間，全新機構平均使用壽命為869.7爐次，返修后機構平均使用壽命為832.1爐次，主要存在以下問題：

2.1.1機構使用一定次數后，固定模框與滑動模框因使用環境溫度高，出現變形，導致面壓不能均勻負荷于滑板上，而且可能發生漏鋼事故。措施：使用液壓機校正或者更換模框。

2.1.2面壓彈簧經過多次使用，其自由長度會變小，影響加壓效果，使滑板受力達不到8ton，滑板間界面壓力小引起滑板間鉆鋼。措施：彈簧變形量大于3mm的進行更換；變形量未達3mm的，可以在彈簧與彈簧壓板之間用墊片來調節使其達到要求長度，從而繼續使用。

2.1.3面壓螺栓與彈簧壓板經多次使用后，螺栓前端及壓板孔會出現磨損，使加載面壓不足，導致滑板之間鉆鋼。措施：及時更換面壓螺栓與彈簧壓板；每次更換滑板時添加P.B.C高溫潤滑油。

2.2 SN機構耐火材料

SN機構使用的耐火材料主要為鋁碳質，規定的上水口使用壽命為10爐次，滑板為4爐次，下水口為4爐次。2004年至2009年期間，上水口的平均使用壽命為6.96爐次，滑板為2.89爐次，下水口為2.85爐次，主要是耐材在使用過程中出現了各類事故，具體分析如下：

2.2.1上水口與水口座磚之間鉆鋼:

（1）原因：耐火泥混有雜物或接縫火泥填充不飽滿；上水口侵蝕過大。

（2）措施：提高耐火泥攪拌質量；安裝上水口時做到火泥填充飽滿；提高上水口的質量，尤其是耐侵蝕性能及高溫抗沖刷性。

2.2.2 上滑板與上水口之間鉆鋼:

（1）原因：固定模框變形量過大，導致上滑板安裝不平，產生間隙；火泥混有雜物或接縫火泥不飽滿；上水口擴徑過大，上水口子母口面熔損過深，形成臺階，導致上滑板與上水口間火泥偏少，不耐沖刷；滑板尺寸存在負偏差，使上滑板孔心下移，與上水口形成錯孔，導致滑板存在無謂熔損。

（2）措施：加強機構檢查力度，保證機構使用性能；提高耐火泥攪拌質量；提高上水口質量，針對擴徑過大的上水口及時更換；嚴格控制滑板尺寸在控制范圍內。

2.2.3 滑板間鉆鋼:

（1）原因：機構變形量大，導致滑板界面受力不均，受力小的部位形成縫隙引起滑板間鉆鋼；滑板縱向變形（中心拱起），導致上下滑板間形成縫隙引起鉆鋼；滑板抗沖刷性差，使用過程中滑板孔異常熔損、“舌頭狀”磨損過大；澆鑄高鈣鋼種時，滑板中的SiO2、Al2O3與鋼或渣中的〔Ca〕、CaO發生反應生產低熔點物質，并很快在鋼水的沖刷中侵蝕掉，周而復始，從而產生馬蹄形熔損；操作不當，上下滑板間有雜物形成縫隙引起滑板間鉆鋼。

（2）措施：確保機構使用性能；提高滑板質量；澆鑄高鈣鋼時，特別關注滑板熔損情況或使用專用滑板；規范化操作，保證滑板滑動面潔凈，滑板接合部無雜物。

2.2.4 下水口鉆鋼:

（1）原因：下水口不耐沖刷、強度低，澆鑄過程斷裂；下水口尺寸存在較大負偏差，打緊時需要的行程變長，易造成下水口未打緊或松動[2]。

（2）措施：提高下水口質量；嚴格控制下水口尺寸，特別是縱向尺寸不得存在負偏差；規范化操作，確保下水口緊固件打緊；加強耐材連用時的檢查力度，及時發現下水口松動的情況，及時更換下水口。

3.結語

通過不斷的總結分析，制定并實施各種措施，目前全新SN機構的平均使用壽命為955.3爐次，返修后機構為946爐次，上水口平均壽命為8.45爐次，滑板為3.25爐次，下水口為3.19爐次，顯著提高了機構及耐火材料的使用壽命，降低了生產成本及工人的勞動強度。多年的生產實踐，充分說明YPN60-150D2T型SN機構能很好的滿足我廠的生產需求，并且在一定程度上提高了設備的可靠性，實現穩定控制鋼水澆注時流量的目的。 [科]

【參考文獻】

［１］李江紅.鋼包滑動水口鉆鋼事故的分析與預防措施.河北省冶金學會2008年煉鋼連鑄技術與學術交流會論文集.河北.河北省冶金學會.2008:292-295.

［２］焦興利.CS100滑動水口機構在300t鋼包上的應用.特殊鋼.2009，30:61-62.