提高板坯連鑄機中間包連澆爐數的技術優化與實踐

馬玉沅

（山東鋼鐵股份有限公司濟南分公司煉鋼廠,濟南 250101）

濟鋼煉鋼廠120區域2003年3月1日建成投產，一期包括1座KR鐵水預處理，1座120噸的頂底復吹轉爐，配有副槍，一臺單流直弧型板坯連鑄機，可生產斷面為200×1200～2100mm，270×1600～2100mm的鑄坯。精煉區配有CAS站、一座LF/VD精煉爐。2005年8月底二期工程主線建成投產，二期主線工程包括2座120噸的頂底復吹轉爐，兩臺厚度為135mm/150mm的中薄板鑄機，兩臺LF精煉爐，06年建成兩座KR鐵水預處理，08年又建成一座RH精煉爐和一臺厚度為150mm/200mm的連鑄機。

目前，隨著國內鋼鐵市場形勢的急劇惡化，各大型鋼鐵企業均面臨著急劇虧損的狀態，企業轉型以及不斷降低生產成本的壓力不可避免。因此，優化板坯連鑄機中間包使用壽命，成為濟鋼煉鋼廠連鑄工序降成本直接有效的關鍵措施之一。

1 板坯連鑄機中間包使用現狀

濟鋼煉鋼廠120區域有4臺板坯連鑄機，包括2臺中厚板坯連鑄機和2臺中薄板坯連鑄機，2012年上半年，煉鋼廠120區域1#中厚板坯連鑄機中間包壽命平均14爐左右，2臺中薄板坯連鑄機中間包壽命平均11爐左右，4#中厚板坯連鑄機中間包壽命平均13爐左右，中間包壽命總體低于全國同類型機型的平均水平。

表1 2012年上半年各連鑄機中間包平均連澆爐數統計對比

2 影響板坯連鑄機中間包連澆爐數的主要因素分析

2.1 優化功能耐火材料質量

中間包的功能耐火材料有塞棒、套管、浸入式水口，這3種耐火材料能否與中間包包襯壽命同步，直接影響中間包包齡的提高，合理的選用耐材對提高中間包連澆爐數起重要作用。針對這3種耐火材料對中間包包齡的影響進行了針對性的研究與改進。

2.1.1 提高浸入式水口的使用壽命

（1）增強浸入式水口渣線部位的侵蝕性，提高浸入式水口的壽命。采用高純度鋁碳質材料的整體水口，渣線部分復合鋯質，提高渣線部位抗熱震性和抗侵蝕性。優化浸入式水口形狀，降低水口堵塞的幾率。

（2）改善水口烘烤效果，防止開澆時水口炸裂。原有水口烘烤裝置為烘烤小車，后制作水口烘烤裝置，具體見下圖1，并對水口烘烤時間和煤氣用量的控制，烘烤均勻，有效的防止了開澆或者換水口時的水口炸裂。

圖1 改進后的浸入式水口烘烤裝置

（3）優化保護渣成分，減少對水口的侵蝕。積極與保護渣廠家協調優化保護渣的成分，使用含F和堿金屬較低的保護渣，減少了水口C質的氧化和釉質的燒損。

2.1.2 提高塞棒的使用壽命

4臺板坯連鑄機均采用中間包整體塞棒，且帶有液位控制裝置。但在生產過程中，時常出現澆鑄后期棒頭不耐侵蝕、棒身渣線部位抗侵蝕效果差、以及棒頭易脫落的現象。針對以上問題，我們采取如下措施：

（1）棒頭由鎂碳材質改為鋁碳材質，保證了塞棒吹氬效果的同時減少了棒頭的侵蝕；

（2）棒身由鋁碳質改為復合鋯質材料，減少了棒身渣線部位侵蝕；

（3）改進棒頭與棒身的結合方式，杜絕了棒頭脫落現象；

（4）優化裝塞棒操作，保證在熱態情況下對中良好；

（5）細化開澆前對塞棒的檢查，觀察塞棒本體及頭部是否有脫落及裂紋。對塞棒緊固后需再次檢查塞棒對中情況，以便進行及時調整；

（6）強化澆注過程中每爐對塞棒渣線的檢查，根據侵蝕情況合理安排中包澆注壽命。

2.1.3 提高大包保護套管的使用壽命

套管的壽命主要決定于套管內壁的熔損，而長水口內孔熔損的主要原因是偏流。因此，提高套管的壽命除了提高質量以外，需要進一步優化職工操作，避免鋼流的直接沖刷。操作上需進一步規范，包括墊圈的使用，氬氣流量的控制以及中間包鋼水液位的控制等。

2.2 生產操作對中包壽命的影響

2.2.1 中間包的烘烤

中間包烘烤對中間包使用壽命的提高有一定的影響，中間包烘烤時升溫過快，易發生包襯開裂現象，造成中間包無法正常。當烘烤溫度過高(＞1200℃)時，會將包蓋上的殘鋼、殘渣熔化，堵塞中間包上水口和浸入式水口，造成中間包無法開澆。中間包準備好以后，首先進行3h的大火烘烤，使中間包內的氣氛溫度快速地躍過600 ℃～800 ℃達到 1000 ℃以上，塞棒和浸入式水口快速釉化，這樣可以防止塞棒和浸入式水口的氧化。然后進行中火烘烤，使中間包包體充分吸熱，同時可避免由于大火烘烤時間長而將中間包烤壞，進而影響使用壽命。

2.2.2 做好保護澆注，降低非計劃停機事故

對于低碳低硅鋁鎮靜鋼系列（如：SPHC、HS620）的澆注性差，經常出現水口結瘤堵塞而中斷澆注，中包水口結瘤成為影響連澆爐數的重要原因，減少甚至消除中包水口結瘤，是提高連澆爐數的重要前提之一。在連鑄過程中提高全程保護澆鑄效果和減少大包下渣量，盡量減少鋼水在澆鑄過程中二次氧化，以減輕水口的堵塞。通過優化操作，水口結瘤問題得到很好的解決。

2.2.3 控制中間包內渣層厚度

中間包內多余的渣子在中間包內的長時間停留，不但影響鋼水質量，同時也加劇了對中間包、塞棒、和擋渣墻的侵蝕，因此要求中間包內渣層厚度高于80mm需要及時溢出。

2.2.4 變渣線操作

為確保浸入式水口的壽命，規定每個水口變3道渣線，以提高其使用壽命，對于液面波動較大爐次，根據實際液面波動情況進行變渣線操作。

2.2.5 中包快換機構的檢查與使用

中包上線后，檢查快換機構壓塊是否涂抹潤滑劑，如果沒有涂抹，及時通知安裝機構人員加入潤滑油，防止生產時對浸入式水口的安裝以及更換水口操作造成影響，避免生產事故的發生。

2.3 連鑄機設備保障的影響

設備是連鑄生產的基礎。對于板坯連鑄來講，長時間多爐連澆就要求連鑄設備必須做到長時間穩定運行并且要保證設備功能精度。中間包壽命的提高對連鑄、精煉、煉鋼、天車、自動化及公輔系統的設備都提出了更高的要求，不僅要減少設備的故障率，同時必須保證設備功能精度的穩定。以板坯鑄機的設備維護為例，通過堅持不懈地抓設備功能精度管理，板坯鑄機的設備故障率大幅降低。

2.4 生產組織的優化

生產組織是一個企業管理水平的重要體現，在現有的設備、工藝和耐材的條件下，生產組織是影響中間包連澆爐數的重要因素。連鑄工序的生產組織需要考慮前后工序的設備狀況、連鑄機的質量狀況、鋼種的質量要求、澆注規格和異種鋼連澆等因素。

煉鋼廠120區域積極進行生產組織的優化工作。主要有合同的優化和材料申請的優化。合同的優化指根據物流平衡、合同的規格、鋼種、交貨期和特殊要求等對某一段時間內的合同進行歸并，便于批量生產，提高產量。材料申請的優化是根據合同計劃的要求，為充分利用中間包的使用時間，對不同鋼種、斷面采用中間包最佳澆注爐數來組織生產，并充分利用鋼種優化（鋼種的增多不僅給生產的組織帶來難度，而且對質量的管理帶來不利影響。通過合并成分和用途相近的鋼種，優化鋼種的成分和工藝，大量的減少了鋼種代碼）和異種鋼連澆技術（指不同成分的鋼種在同一個中間包內連續澆注，中間包內混交部位的鋼水通過高判低的方式進行處理）實現多爐澆注，隨時根據生產、質量和設備情況調整生產計劃，以達到最優的生產和最低的成本。

3 結語

單中間包連澆爐數不僅僅可以反映出一個鋼廠生產組織控制能力的好壞, 更為重要的是提高單中間包連澆爐數有利于降低生產成本。通過對影響中間包壽命的因素進行梳理，采取以上措施后，中間包連澆爐數明顯得到提高，取得如下效果：

3.1 中間包壽命有所提高

中間包消耗明顯減少，各類型板坯連鑄機中間包壽命如下圖2所示：

圖2

中薄板坯連鑄機中間包壽命由11.31爐提高至12.26爐，中厚板坯連鑄機中間包壽命由13.83爐提高至14.92爐，減少了中間包的使用個數，同時也節約了功能耐材的消耗，減少了烘烤中間包的煤氣用量，節約了能源。

3.2 提高了設備和操作的穩定性，減少了非計劃停機幾率

非計劃停機對中間包使用壽命的影響有最直接的關系，因此，設備和操作的穩定是提高連澆爐數的關鍵所在。通過提高中間包壽命的實施與攻關，強化了職工的點檢意識，優化了職工的操作，避免了事故停機帶來的損失。

3.3 降低了鋼鐵料消耗

當中間包消耗減少后，相應的減少了澆次終澆后中包內剩余的鋼水量以及每個澆次產生的頭尾坯數量，降低了鋼鐵料消耗。

[1]馮捷,史學紅.連續鑄鋼生產[M].北京：冶金工業出版社,2005:149.