連鑄中包鋼水連續測溫技術的應用

張 茜

（武鋼大學信息管理學院，湖北 武漢 430083）

一、引言

連鑄要求中包鋼水的溫度合適、穩定、均勻，中包鋼水溫度的波動將導致連鑄坯質量的波動。溫度過低將會出現鋼水冷凝、中包水口堵塞、連鑄停澆，惡化鑄坯表面質量；溫度過高會使鑄坯柱狀晶發達，促進中心偏析、疏松和裂紋等缺陷發生，同時會加劇鋼水二次氧化及對鋼包包襯、水口耐火材料的熔損，從而污染鋼水。此外，鋼水溫度過高，只能采用低拉速澆注，將降低生產率。

武鋼一煉鋼1#連鑄機是武鋼上世紀90年代末建成投產的方坯連鑄機。采取一機五流形式，澆鑄斷面從最小210mm×210mm至最大250mm×280mm，澆鑄半徑φ10.3m。

二、人工熱電偶測溫方式

目前，國內很多鋼廠仍在采用人工一次性消耗型快速偶頭間斷測量中包鋼水溫度，每爐鋼測量3～5次。測量時，將測溫偶頭插入中包液面以下。這種操作易引起中包液面翻騰，產生粉塵，存在鋼花飛濺傷人的危險。此外這種測溫受偶頭質量及人員素質的影響，測溫數據極不穩定。由于這種測量方式屬于間斷性測溫，不能及時、準確地反映中包內鋼水的實際溫度及變化，對提高鑄坯質量、降低漏鋼率、穩定連鑄操作、提高拉速等存在極為不良的影響。

三、中包鋼水連續測溫裝置

隨著冶金裝備技術的發展，中包鋼水連續測溫技術的應用可以彌補快速偶頭測溫方式的不足。連鑄機中包自動連續測溫裝置通過PLC控制液壓馬達、液壓油缸、活塞連桿來操縱機械手伸入中間包的鋼液中，屬于接觸式測溫裝置類型。連續測溫裝置主要由測溫部分、機械部分和液壓控制三大部分組成。

1.測溫部分

測溫部分由測溫元件、測溫探測器、信號傳輸線、信號處理器及冷卻風系統等構成。測溫元件插入鋼水中起溫度傳感器作用。測溫元件發出的信號由探測器接受，探測器將熱輻射信號轉換成電信號，再由信號傳輸線傳至信號處理器。信號處理器由供電、輸入輸出、顯示、數據處理系統等構成，信號處理器接受由測溫探頭發出的電信號，經過處理后計算出被測鋼水溫度，并由數字顯示器顯示被測溫度。

2.機械部分

機械部分主要由旋轉液壓馬達、升降油缸、伸縮油缸、機械臂、連桿以及測溫裝置組成(見圖1)。其中旋轉液壓馬達負責左右方向的驅動，升降油缸負責上下方向的驅動，伸縮油缸負責前后方向的驅動。實際應用中，該測溫設備是通過PLC控制一套液壓設備操縱機械手完成自動連續測溫。首先操縱液壓馬達將機械手旋轉至中包上方，然后操縱伸縮油缸將測溫裝置進行對位，最后操縱升降油缸將機械手落下，使測溫熱電偶通過中包蓋上的測溫孔插入中間包內進行測溫。

3.液壓控制部分

液壓控制部分又分成3個閥組(圖2)，閥組1為升降閥組，由1臺換向閥、1臺液壓鎖和2臺單向節流閥組成，其中換向閥用于控制油缸運動方向，液壓鎖用于油缸定位，單向節流閥用于控制油缸運動速度；閥組2為伸縮閥組，由1臺換向閥和2臺單向節流閥組成，其中換向閥與單向節流閥的功能與閥組1相同；閥組3為旋轉閥組，由1臺換向閥和2臺單向節流閥組成，各臺閥的功能與閥組1、2相同。系統壓力油源通過1臺截止閥接自鑄機主液壓站高壓系統，工作壓力20MPa。系統回油通過單向閥與主液壓站回油管道接通。

四、連續測溫技術的應用效果

(1)中包鋼水連續測溫系統能準確地監測中包鋼水溫度和變化趨勢，便于及時采取措施，防止鋼水溫度偏高或偏低，提高鑄機的作業率。

(2)可以隨時掌握中包鋼水溫度的變化規律，據此向前道工序如煉鋼、精煉提出更合理的工藝參數，有助于產品質量的提高。

(3)可使過熱度下降以獲得更寬的等軸晶區，同時減輕鑄坯的中心偏析現象，有效地避免疏松、縮孔、裂紋等缺陷，提高鋼材的質量。

(4)過熱度降低還可提高鑄坯產量。

(5)為實現連鑄過程閉環實時控制鋼水的澆鑄溫度，為調節二冷區的冷卻強度提供了溫度檢測保證，為連鑄生產過程自動化奠定了基礎。

(6)降低了勞動強度，改善了勞動環境。

五、結語

武鋼一煉鋼中包鋼水連續測溫系統操作簡便，測溫準確，安全可靠，對穩定鑄機的拉速控制、減少鑄機漏鋼，提高連鑄產量和鑄坯質量均有促進作用。

[1]張賀全.黑體空腔式中間包鋼水連續測溫技術的實踐與應用[J].中國高新技術企業，2010,(10).

[2]張宗策.連鑄機中包自動連續測溫裝置[P].中國：CN200920083206,2010-01-01.