連鑄中包鋼水連續(xù)測(cè)溫技術(shù)的應(yīng)用

張 茜

（武鋼大學(xué)信息管理學(xué)院，湖北 武漢 430083）

一、引言

連鑄要求中包鋼水的溫度合適、穩(wěn)定、均勻，中包鋼水溫度的波動(dòng)將導(dǎo)致連鑄坯質(zhì)量的波動(dòng)。溫度過(guò)低將會(huì)出現(xiàn)鋼水冷凝、中包水口堵塞、連鑄停澆，惡化鑄坯表面質(zhì)量；溫度過(guò)高會(huì)使鑄坯柱狀晶發(fā)達(dá)，促進(jìn)中心偏析、疏松和裂紋等缺陷發(fā)生，同時(shí)會(huì)加劇鋼水二次氧化及對(duì)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(guò)高，只能采用低拉速澆注，將降低生產(chǎn)率。

武鋼一煉鋼1#連鑄機(jī)是武鋼上世紀(jì)90年代末建成投產(chǎn)的方坯連鑄機(jī)。采取一機(jī)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(cè)溫方式

目前，國(guó)內(nèi)很多鋼廠仍在采用人工一次性消耗型快速偶頭間斷測(cè)量中包鋼水溫度，每爐鋼測(cè)量3～5次。測(cè)量時(shí)，將測(cè)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(chǎn)生粉塵，存在鋼花飛濺傷人的危險(xiǎn)。此外這種測(cè)溫受偶頭質(zhì)量及人員素質(zhì)的影響，測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)極不穩(wěn)定。由于這種測(cè)量方式屬于間斷性測(cè)溫，不能及時(shí)、準(zhǔn)確地反映中包內(nèi)鋼水的實(shí)際溫度及變化，對(duì)提高鑄坯質(zhì)量、降低漏鋼率、穩(wěn)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(xù)測(cè)溫裝置

隨著冶金裝備技術(shù)的發(fā)展，中包鋼水連續(xù)測(cè)溫技術(shù)的應(yīng)用可以彌補(bǔ)快速偶頭測(cè)溫方式的不足。連鑄機(jī)中包自動(dòng)連續(xù)測(cè)溫裝置通過(guò)PLC控制液壓馬達(dá)、液壓油缸、活塞連桿來(lái)操縱機(jī)械手伸入中間包的鋼液中，屬于接觸式測(cè)溫裝置類(lèi)型。連續(xù)測(cè)溫裝置主要由測(cè)溫部分、機(jī)械部分和液壓控制三大部分組成。

1.測(cè)溫部分

測(cè)溫部分由測(cè)溫元件、測(cè)溫探測(cè)器、信號(hào)傳輸線、信號(hào)處理器及冷卻風(fēng)系統(tǒng)等構(gòu)成。測(cè)溫元件插入鋼水中起溫度傳感器作用。測(cè)溫元件發(fā)出的信號(hào)由探測(cè)器接受，探測(cè)器將熱輻射信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再由信號(hào)傳輸線傳至信號(hào)處理器。信號(hào)處理器由供電、輸入輸出、顯示、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等構(gòu)成，信號(hào)處理器接受由測(cè)溫探頭發(fā)出的電信號(hào)，經(jīng)過(guò)處理后計(jì)算出被測(cè)鋼水溫度，并由數(shù)字顯示器顯示被測(cè)溫度。

2.機(jī)械部分

機(jī)械部分主要由旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)、升降油缸、伸縮油缸、機(jī)械臂、連桿以及測(cè)溫裝置組成(見(jiàn)圖1)。其中旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)負(fù)責(zé)左右方向的驅(qū)動(dòng)，升降油缸負(fù)責(zé)上下方向的驅(qū)動(dòng)，伸縮油缸負(fù)責(zé)前后方向的驅(qū)動(dòng)。實(shí)際應(yīng)用中，該測(cè)溫設(shè)備是通過(guò)PLC控制一套液壓設(shè)備操縱機(jī)械手完成自動(dòng)連續(xù)測(cè)溫。首先操縱液壓馬達(dá)將機(jī)械手旋轉(zhuǎn)至中包上方，然后操縱伸縮油缸將測(cè)溫裝置進(jìn)行對(duì)位，最后操縱升降油缸將機(jī)械手落下，使測(cè)溫?zé)犭娕纪ㄟ^(guò)中包蓋上的測(cè)溫孔插入中間包內(nèi)進(jìn)行測(cè)溫。

3.液壓控制部分

液壓控制部分又分成3個(gè)閥組(圖2)，閥組1為升降閥組，由1臺(tái)換向閥、1臺(tái)液壓鎖和2臺(tái)單向節(jié)流閥組成，其中換向閥用于控制油缸運(yùn)動(dòng)方向，液壓鎖用于油缸定位，單向節(jié)流閥用于控制油缸運(yùn)動(dòng)速度；閥組2為伸縮閥組，由1臺(tái)換向閥和2臺(tái)單向節(jié)流閥組成，其中換向閥與單向節(jié)流閥的功能與閥組1相同；閥組3為旋轉(zhuǎn)閥組，由1臺(tái)換向閥和2臺(tái)單向節(jié)流閥組成，各臺(tái)閥的功能與閥組1、2相同。系統(tǒng)壓力油源通過(guò)1臺(tái)截止閥接自鑄機(jī)主液壓站高壓系統(tǒng)，工作壓力20MPa。系統(tǒng)回油通過(guò)單向閥與主液壓站回油管道接通。

四、連續(xù)測(cè)溫技術(shù)的應(yīng)用效果

(1)中包鋼水連續(xù)測(cè)溫系統(tǒng)能準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)中包鋼水溫度和變化趨勢(shì)，便于及時(shí)采取措施，防止鋼水溫度偏高或偏低，提高鑄機(jī)的作業(yè)率。

(2)可以隨時(shí)掌握中包鋼水溫度的變化規(guī)律，據(jù)此向前道工序如煉鋼、精煉提出更合理的工藝參數(shù)，有助于產(chǎn)品質(zhì)量的提高。

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

(4)過(guò)熱度降低還可提高鑄坯產(chǎn)量。

(5)為實(shí)現(xiàn)連鑄過(guò)程閉環(huán)實(shí)時(shí)控制鋼水的澆鑄溫度，為調(diào)節(jié)二冷區(qū)的冷卻強(qiáng)度提供了溫度檢測(cè)保證，為連鑄生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化奠定了基礎(chǔ)。

(6)降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了勞動(dòng)環(huán)境。

五、結(jié)語(yǔ)

武鋼一煉鋼中包鋼水連續(xù)測(cè)溫系統(tǒng)操作簡(jiǎn)便，測(cè)溫準(zhǔn)確，安全可靠，對(duì)穩(wěn)定鑄機(jī)的拉速控制、減少鑄機(jī)漏鋼，提高連鑄產(chǎn)量和鑄坯質(zhì)量均有促進(jìn)作用。

[1]張賀全.黑體空腔式中間包鋼水連續(xù)測(cè)溫技術(shù)的實(shí)踐與應(yīng)用[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2010,(10).

[2]張宗策.連鑄機(jī)中包自動(dòng)連續(xù)測(cè)溫裝置[P].中國(guó)：CN200920083206,2010-01-01.