大矩形坯結晶器在線調整工藝研究

楊仁強

（蕪湖新興鑄管有限責任公司，安徽 蕪湖 241000）

對于大矩形坯結晶器在線調整工藝的研究，其主要是涉及到煉鋼技術領域，主要是針對在線調整工藝。希望通過本文的探討，能夠對在線調整工藝有一個清晰的認識，同時也能夠對大矩形坯結晶器的實際價值有所了解。

1 大矩形坯結晶器在線調整工藝背景

目前煉鋼廠連鑄結晶器的使用主要有兩點：一是通過傳統模式的固定結晶器總管水壓來確定結晶器的水流量，以確保結晶器的正常使用；二是在結晶器在使用到中后期時，結晶器壁磨損比較嚴重，不滿足特種鋼的生產要求時，只能停機檢修更換結晶器，至少需要3～4 h，尤其大斷面結晶器對弧調整等所需時間更長[1]。因此，為解決傳統模式和停機更換結晶器的問題，在連鑄坯生產過程中設計簡單、操作方便的裝置為本領域目前急需解決的問題。

2 大矩形坯結晶器在線調整工藝實施

集合實際的圖片進行分析，參見圖1 和圖2，主要是針對一種方坯結晶器在線調整工藝進行研究，具體步驟包括：

圖1 方坯結晶器示例圖

圖2 方坯結晶器模擬圖

步驟1：將合格鋼水裝入大包回轉臺；步驟2：使用結晶器進行澆鑄；步驟3：對澆鑄后的產品進行冷卻；步驟4：使用拉矯機對產品進行矯正；步驟5：將步驟4 后得到的鑄件放置在火焰切割機上進行加工；步驟6：使用運輸輥道運輸加工后的鑄件；步驟7：使用出坯輥道進行出坯操作。

其中，步驟2 中的結晶器水壓力為1.2 MPa，以保證結晶器撓度變化符合生產需要。

在本實施方式中，為了便于掌握鋼水重量，優選地，步驟1 中還包括使用大包稱重系統稱重。在本實施方式中，為了優化工藝，優選步驟1 和步驟2 之間還包括使用中間罐或者中間車將大包內的鋼水分配至結晶器中。進一步地，為了保證用于鑄件的鋼水在澆注過程后得到的效果更好，優選地，大包內的鋼水進入中間罐或者中間車時采用長水口保護澆鑄。同樣的，中間罐或者中間車內的鋼水進入結晶器時采用浸入式水口保護澆鑄[2]。

上述使用鋼包回轉臺能迅速、精確地實現鋼包的快速交換，只要旋轉半周就能將鋼包更換到位；同時在等待與澆注過程中支承鋼包，不占用有關起重機的作業時間。同時。鋼包回轉臺占用澆注平臺的面積較小，也不影響澆注操作。最終，使得操作安全可靠，易于定位和實現遠距離操作此外，為了對鑄坯表面進行強制、均勻冷卻，使鑄坯在較短時間內凝固，優選地，步驟3 的冷卻為使用氣水噴嘴冷卻。在連續鑄鋼過程中，為了使得連鑄坯通過外界電磁場時感應產生的電磁力將鑄坯內未凝固的鋼液攪拌流動，以改善凝固過程而獲得良好的鑄坯質量，優選地，步驟2 和步驟3 之間還包括外置式結晶器電磁攪拌。同樣的，進一步優選地，步驟3 和步驟4 之間還包括末端電磁攪拌。

具體試驗測算如下：

步驟1：將斷面370 mm×480 mm 矩形坯結晶器寬面和窄面進行分段，分別分成：A 窄面1/2、B 窄面1/4、C 寬面1/4、D 寬面1/2（見圖3）。

圖3 方坯結晶器內壁尺寸圖

步驟2：將兩個窄面分別為A 面、B 面，兩個寬面為C 面、D 面；在不同面上標注相對應的點數：點0 距上口5 mm 處，點0、點1、點2、點3、點4、點5、點6、點7 距離為100 mm，點8 距下口5 mm，點7—點8 距離為70 mm；中心點位置390 mm（矩形坯長度780 mm）。

步驟3：通過打壓泵對結晶器試水打壓，測試其不同壓力下，結晶器存在的撓度變化：分別測試在0、0.6 MPa、1.0 MPa 和1.2 MPa 四種情況下，使用內千分尺測量對應點數據變化（見圖4 和表1）。

圖4 壓力表測試

表1 寬面點位壓力表 MPa

步驟4：試驗數據對比如下：不同壓力下，窄面變化曲線沒有發生明顯變化，且隨著壓力增大，窄面撓度有輕微變化；在不同壓力下，寬面變化比較明顯而且很直觀，隨著壓力的增加，寬面撓度越大，距離越來越小，見圖5 和圖6 所示。

圖5 窄面曲線

圖6 寬面曲線

基于上述方案的實際分析，本次研究中事先結晶器水壓力的改變，將壓力從原本的1.0 MPa 調整為1.2 MPa，這樣可以滿足結晶器撓度變化的實際生產要求，同時也可以避免在傳統模式下因為停機更換導致時間浪費，最終實現生產節奏的全面提升。基于上述附圖以及對應的試驗數據加以分析，最終實現了本研究的描述。不過，因為本研究不限于上述的具體細節，在技術構思范圍之內，還可以實現技術方案的多種簡單的變型處理，這些變型都屬于保護的范疇之內。另外還需要說清楚，針對具體的實施方式之中主要是針對技術特點進行描述，基于不矛盾的前提下，通過任何方式來加以組合，為了避免重復問題出現，所以就不再針對其他的組合方式加以說明[3]。

3 結語

本文基于大矩形坯結晶器在線調整工藝進行探討，希望能夠針對其背景資料以及具體的大矩形坯結晶器在線調整工藝實施方式進行分析，以便能夠對今后的研究提供一定的思路建議，從而服務實際工作需求。