馬鋼大圓坯連鑄機引錠桿下滑現象的研究與控制

徐林林

(馬鞍山鋼鐵股份公司特鋼公司 安徽馬鞍山243000)

馬鋼大圓坯連鑄機引錠桿下滑現象的研究與控制

徐林林①

(馬鞍山鋼鐵股份公司特鋼公司 安徽馬鞍山243000)

結合馬鋼特鋼公司大圓坯連鑄機生產中多次發生剛開澆時引錠桿突然下滑的現象，綜合研究了導致引錠桿下滑的各種可能因素，并從增加設備精度、設備進行預防性維護、操作標準化，設備動作過程優化等方面采取了相應的應對措施，有效地降低了大圓坯連鑄機發生開澆引錠桿下滑的幾率，減少了開澆漏鋼損失。

圓坯 連鑄機 引錠桿 下滑

1 前言

馬鋼股份特鋼公司(以下簡稱“馬鋼”)新建一臺五機五流大圓坯連鑄機，主要生產φ380、φ450、φ600規格的連鑄坯，產品主要有動車組車輪、車軸用鋼、軸承鋼、齒輪鋼、彈簧鋼等高附加值特鋼產品。自從2011年11月熱負荷生產以來，不定期出現引錠桿在連鑄機開澆時有不同程度的下滑現象，下滑的幅度一般在10mm至30mm之間波動。連鑄開澆時引錠桿的突然下滑，會導致結晶器內鋼水的液面也同步下滑，極易把剛剛形成的坯殼撕裂，導致結晶器漏鋼，釀成生產事故；另一方面因結晶器鋼水液面的劇烈波動也會卷渣，影響連鑄坯的質量。本文通過系統分析引錠桿下滑的原因，制定了相應的措施，有效減少了開澆時引錠桿下滑的現象。

2 引錠桿下滑現象分析研究

2.1 圓坯引錠桿的工作流程

引錠桿主要作用就是堵住結晶器的下口，開澆時和鋼水及塞引錠頭的冷料融化粘接在一起，把連鑄坯拉出圓坯結晶器，簡而言之就是引錠拉坯的作用。圓坯引錠桿主要有三個部分組成：引錠頭、過渡段、引錠桿桿體，其中引錠桿桿體三種規格通用，引錠頭及過渡段不同規格一一對應，不可互換。馬鋼大圓坯連鑄機的弧半徑達15m,故引錠桿也較長，長度有26m，材質為G40CrMo4，是一種鏈式柔性引錠桿。

引錠桿的工作流程主要有送引錠桿和拉坯兩個過程。送引錠桿的過程主要是把引錠桿順利送入的結晶器，堵住結晶器的下口，具體流程是引錠桿存放裝置落下，輸送輥道轉動送引錠桿進入拉矯機，拉矯機壓下油缸壓下使得驅動輥壓緊引錠桿并驅動引錠桿沿著連鑄機的扇形段導向輥道向上前進，直到引錠頭到達結晶器足輥處，操作工點動送引錠頭緩慢地進入結晶器下口適當位置停止。拉坯流程主要是開澆時流進結晶器的鋼水融化冷料并和引錠頭粘接在一體，引錠桿通過拉矯機的牽引沿著扇形段按照設定的拉速向下運動，連鑄坯隨著引錠桿同步向下運動，直到引錠桿拉坯出拉矯機，順利脫引錠后，引錠桿通過輸送輥道運行到引錠桿存放位置，完成整個工作流程。

2.2 引錠桿下滑的危害

1)恒拉速澆鑄是保障連鑄生產質量穩定的手段之一，只有保證影響連鑄坯質量的各種工藝參數穩定才能生產出高質量的連鑄坯[1]。引錠桿開澆時的突然下滑最顯著的危害就是造成了連鑄機拉速的突然變化，從而打破了連鑄生產中工藝參數應盡可能保持穩定的要求。

(1)引錠桿下滑會在下滑位置形成痕跡，產生廢坯；

(2)引錠桿下滑導致結晶器液面劇烈波動，鋼水易卷渣，形成連鑄坯內夾雜，影響產品質量；

(3)引錠桿下滑幅度較大時會導致坯殼撕裂，結晶器漏鋼，釀成生產事故[2,3]。

2)馬鋼大圓坯連鑄機因為引錠桿下滑導致漏鋼3次，更多的是下滑幅度較小，下滑時操作工及時人工干預，沒有形成漏鋼，但會導致過渡坯質量不符合技術要求，必須離線切除，降低了金屬收得率，給公司帶來較大的經濟損失。

2.3 引錠桿下滑原因分析

通過多次觀察、分析馬鋼大圓坯連鑄機引錠桿下滑的現象，發現引錠桿突然下滑現象多發生在剛開澆2min左右的時間段內，有時某一流發生，有時可能兩流同時都有下滑現象，當連鑄坯出了結晶器后基本沒有出現過下滑現象。對引錠桿在拉坯過程進行受力分析，主要受到自身重力、拉矯機的拉坯力及各種阻力的綜合作用，當引錠桿受力達到平衡時，拉坯狀態自然穩定，拉速無突變情況(人工改變拉速除外)。

2.3.1 拉坯時阻力過大易導致引錠桿下滑

根據圖1所示的引錠桿的受力示意圖，保證圓坯連鑄機順利開澆時引錠桿受到的總拉力：F拉=F1+F2+F3+F5-F4(公式中F1代表結晶器內阻力；F2代表二冷室內的阻力；F3代表矯直鑄坯的阻力；F4引錠桿和鑄坯重力下滑力的合力；F5代表其他阻力)[4]。圓坯連鑄機扇形段區域設備較簡單，只有布置在弧形段上的支撐輥及壓輥裝置，結合圓坯連鑄機的設備特點分析，拉坯過程中阻力主要來自于壓輥裝置(如圖2所示)。連鑄機固定段上的壓輥裝置用于在送引錠時壓緊引錠頭防止引錠頭跑偏，導引引錠桿順利進入結晶器，在拉坯時導向引錠桿順利拉出，由于連鑄機二冷室內環境惡劣，部分壓輥軸承冷卻不到位，導致軸承損壞，壓輥不能自由轉動，導致拉坯時引錠桿阻力增大，柔性引錠桿被拉起脫離支撐輥道，當拉坯力持續作用再加上鑄坯和引錠桿的自身重力在瞬間足以克服阻力時，引錠桿就會突然下滑，恢復到與支撐輥面接觸的位置。

圖1 引錠桿受力示意圖

圖2 引錠桿壓輥裝置示意圖

還有一種情況，引錠桿的阻力來自于結晶器內部，操作工在塞引錠頭時，冷料放入的不規范，偶爾有部分冷料進入結晶器銅管與引錠頭之間的縫隙里，在開澆時鋼水沒有充分融化縫隙內的冷料，自動拉坯時在引錠頭與結晶器之間形成較大的阻力，當拉坯力克服了阻力時易導致開澆引錠桿下滑，嚴重時直接漏鋼。

2.3.2 引錠桿關節不靈活引起引錠桿下滑

為了降低連鑄機漏鋼對二冷室內設備的損壞程度以及減少漏鋼后清理廢鋼的時間，設備維護人員對噴淋條及輥道旋轉接頭等水、氣管路的快速接頭處都進行石棉布包扎，在一定程度上保護了設備，但是在引錠桿的運行過程中一些脫落的石棉布及其他雜物很容易掉進引錠桿關節里，甚至在關節的縫隙里發現過脫落的小螺絲、廢鋼渣等雜物，這些雜物如不及時清理，累積到一定程度會嚴重影響引錠桿關節的自由度，當某個關節僵死時，在拉坯時易導致引錠桿脫離輥面，當引錠桿克服了關節雜物的影響時也會導致突然下滑現象發生。

2.3.3 拉矯機輥面有油污打滑引起下滑

在把引錠桿送入結晶器后，有三臺拉矯機壓緊引錠桿桿身，當連鑄機開澆時，拉矯機驅動輥轉動帶動引錠桿按照設定的拉速拉坯，如果拉矯機輥面以及引錠桿桿身的內外弧鏈節表面有油污時，很容易引起拉矯機打滑，導致拉坯力不足，引起引錠桿下滑，重新建立平衡后拉速恢復正常。

3 引錠桿下滑控制措施

通過分析引起馬鋼大圓坯連鑄機引錠桿下滑現象的的主要原因，有針對性地采取了一些控制措施。

3.1 采取技術措施減少拉坯阻力

圓坯連鑄機的壓輥裝置轉動是否靈活是減少拉坯阻力關鍵措施之一，定期檢查，保證壓輥裝置油氣潤滑、設備冷卻水等管路暢通，防止軸承卡死。在引錠頭的頭部涂抹一點的潤滑油，增加引錠頭在結晶器內的潤滑性。同時從電氣控制上對壓輥的動作程序進行了修改，由原來的開澆時壓緊狀態修改為引錠頭順利送入結晶器內以后壓輥就及時抬起。

3.2 定期檢查維護引錠桿

在確保現場操作安全的情況下，定期對引錠桿各處關節進行壓縮空氣吹掃，防止關節處有雜物、異物進入，保持關節靈活。定期對引錠桿頭、引錠桿鏈節各處關節處進行加油潤滑，及時清理引錠桿的內弧面和外弧面上的油污，及時緊固鏈節的壓蓋螺絲。

3.3 加強設備的點檢管理

對引錠桿清掃和潤滑、拉矯機輥面油污的檢查、壓輥裝置轉動是否順暢制定專門的點檢跟蹤表，要求設備維護人員定人、定時對以上所述關鍵項目進行檢查確認，及時做好記錄，保證以上設備處于功能可靠的狀態。

3.4 規范生產工的塞引錠頭操作

對中包工的塞引錠頭操作進行規范，要求對塞引錠頭工序的操作流程嚴格按照操作規程來執行，減少因為塞引錠頭不規范，冷料進入引錠桿與結晶器銅管之間縫隙過多，增加拉坯阻力。

4 結束語

通過對馬鋼大圓坯連鑄機引錠桿下滑現象原因的分析研究，結合圓坯連鑄機設備結構的特點，總結了拉坯阻力過大，引錠桿關節不靈活，拉矯機輥面打滑是導致引錠桿下滑的主要原因，采取提高設備可靠性、保證引錠桿各鏈節的清潔、加強設備日常點檢、規范操作等多方面控制措施，經過半年的實施，基本緩解了開澆引錠桿下滑的現象，降低了連鑄機漏鋼幾率。

[1]周敏.淺析酒鋼4#、5#連鑄機引錠桿竄動的原因[J].甘肅冶金，2011(2):19.

[2]馬振翔.酒鋼6#連鑄機開澆引錠桿下竄原因及解決方案[J].甘肅科技,2013(9):68.

[3]吳玉生.5#板坯連鑄機引錠桿下竄原因的分析與解決[M].酒鋼科技專刊,2009:103.

[4]鄒中升.主流大方圓坯連鑄機的設備結構及問題研究[J].鋼鐵技術,2013(1):26-30.

Research and Control for Dummy Bar Down Slide in Round Bloom Continuous Casting Machine of Masteel

Xu Linlin

(Special Steel Plant of Maanshan Iron & Steel Co., Ltd., Maanshan 243000)

In this paper, combined with a number of phenomenon which dummy bar suddenly falling during the production of round billet continuous caster starts in masteel special steel company. Comprehensive study of the various factors may cause a down of the dummy bar, And from increasing equipment precision, equipment preventive maintenance, standardized operation, equipment action process optimization, etc. adopt the corresponding countermeasures.Effectively reduce the round billet continuous caster the chance of the dummy bar down sliding in cast starting. Reduces the cast starting steel leakage loss.

Round bloom Continuous casting machine Dummy bar Down slide

徐林林，男，1981年出生，畢業于沈陽航空航天大學機械設計及理論專業，研究生，工程師，從事圓坯連鑄機設備管理工作

TF777

A

10.3969/j.issn.1001-1269.2015.02.009

2014-11-12)