煉鋼連鑄系統結晶器銅板錐度誤差問題研究

劉 永

（唐山渤海冶金設備有限責任公司 河北 唐山 063000）

1 結晶器結構與作用簡介

煉鋼是國家重點項目，所使用的設備都是國際先進水平，其中連鑄作業區平臺上使用的結晶器是由國際著名公司奧鋼聯提供的，結晶器顧名思義就是鋼水初結晶的地方，鋼水從大包到中包經中包塞棒進入結晶器，結晶器隨著液壓振動臺的振動而振動，在水冷的保護下，進行鋼水初結晶。這套結晶器的結構與系統程序可以說是世界上先進的，它利用的是液壓伺服系統，由PLC控制傳感器將命令信號送出，通過電磁閥的得電與失電使四個伺服液壓缸工作，進而達到自動調寬的目的。圖1為結晶器的基本結構。

圖1 連鑄結晶器結構圖

2 結晶器窄面銅板錐度出現問題

無論怎么先進的設備，都會有問題出現。這套結晶器也不例外，投產一段時間以后，銅板出現了錐度問題，錐度就是側面銅板的一個技術參數，與銅板的自動調寬有關，屏幕顯示值與銅板實際測量結果的誤差不能超過0.3mm，如果出現問題，系統就會報警，導致斷澆或者漏鋼。

連鑄作業區3#機4流14#結晶器上線后標定正常，手動測試正常。自動調寬后測試錐度時發現右側錐度屏幕顯示值正常，但實際結晶器銅板的錐度并沒有調整。這是該作業區去年八月份投產至今第一次出現這個問題，由于結晶器結構比較復雜，而且涉及機械、電氣、液壓等三方面，所以一時間沒有找到很好的辦法來解決問題，后來又陸續出現了此類問題。

根據上面的事例，經過長時間的仔細研究發現，出現錐度變化的現象有兩種情況，一種是正常拉鋼狀態、一種是換中包后，都有可能出現錐度變化的現象。但無論哪一種情況都會引起系統報警，導致大包停止澆注，直接結果就是降低產量。所以必須盡快解決問題。

3 原因分析

經過研究發現正常拉鋼停澆以后，對結晶器銅板進行錐度測量，屏幕顯示值與實際測量值相差很大，最大跑了1.9mm，超過誤差允許范圍1.6mm，這臺結晶器立刻被換下，下線后對該結晶器進行了多方面測試檢查，包括機械、電氣、液壓等方面。

首先對機械方面進行檢查，對所有機械連接部位（可能引起松動的地方）進行檢查，下面是其中三個地方：（1）是對銅板的上定位塊進行檢查、（2）是對與銅板相連的液壓缸的螺栓檢查、（3）是對固定銷軸及螺栓檢查。結果顯示均無松動現象或間隙存在。

接著用液壓千斤頂頂側面銅板，檢測側面銅板的連接處是否有間隙。兩個側面銅板后面各有兩個用以調寬的液壓缸支撐，液壓缸是實現調寬的重要部分。由以上數據可以明顯發現，銅板在機械范圍內只移動了0.05mm，完全符合0.3mm的誤差范圍。通過對機械連接部位的檢查及銅板的位移量測試，可以明顯發現誤差基本符合0.3mm的要求，基本上排除機械方面的原因。對液壓方面的排查主要就是對調寬的四個液壓缸進行檢測，檢查液壓缸是否有內泄，將液壓缸送到機械廠進行正規的壓力測試，檢測結果基本符合誤差要求。接下來就是對電氣方面進行檢查，檢查過程中發現當更換位移傳感器（實現銅板調寬的中間介質）以后，再次測量，數據符合0.3mm范圍，并且將傳感器廠家聯系到現場共同測試，并且在后來檢修結晶器完畢后，離線檢測銅板錐度，結果發現了7次錐度值變化大的現象，更換新的傳感器后再次檢測，數據基本符合誤差要求（所以懷疑位移傳感器線性、安裝方面存在問題）。

研究還發現，在生產過程中換中包時，結晶器錐度也發生變化的現象，例1#機2＃結晶器換包起步后左側底部驅動報警，錐度顯示值（8.55）與設定值（11.3）出現重大偏差，拉矯系統報警，打包停止澆注。分析：觀察鑄坯，左側窄面鑄坯接痕有凸起，在起步20秒后，有接痕的鑄坯向外側擠壓窄面銅板，所以造成錐度變化，從計算機的歷史紀錄來看，系統對銅板錐度有調整跡象，但是由于鑄坯接痕突起原因，銅板無法調回正確位置，致使拉矯系統報警。說明換中包后，生產工的操作對結晶器銅板的錐度變化也有一定的影響。

4 結語

現在對可能引起錐度問題的各個方面都給予改進：振動臺水平度測量；每周對錐度儀（手動錐度測試儀器）進行校驗，保證測試設備本身的準確性；檢修完畢后，對結晶器銅板進行錐度測試，每臺結晶器大約測試20次（發現問題及時更換）；上線前保持銅板錐度為正值（即上開口大，下開口小）；對與銅板相關的連接進行緊固、潤滑；要求換中包時生產工的操作盡量符合規范要求；定時更換位移傳感器；定時檢測液壓缸是否有內泄。在澆鑄平臺上傳感器控制箱周圍電焊機作業時，一定要把二次線地線接到施焊點。（電焊機的電流可能損壞電器元件）

現在對結晶器銅板錐度問題，相關原因基本上已經了解，并加以控制，即使出現錐度問題，也能夠很快找到原因，加以解決。從而保證了連鑄作業區的正常生產，提高了產量，增加了效益。