板坯連鑄機械常見故障及應對措施分析

吳克勇

（武漢西賽冶金工程有限責任公司， 湖北 武漢 430073）

0 引言

煉鋼作為我國國家經濟、發展的關鍵要素，關系我國各個領域的深化發展，關系我國鋼材經濟市場的穩定性。而板坯連鑄機又是保障鋼材產量與質量輸出的關鍵，因此需要保障板坯連鑄機穩定、持續、安全的運行，需要精準度定位該項設備可能存在的故障問題， 一方面編輯應急預案處理體系，應降低不必要的產生損失，或安全故事發生率[1]。另一方面為現場故障診斷、處理奠定良好基礎，以保障故障得到快速、準確的解決。

1 板坯連鑄機組成

板坯連鑄機主要由鋼包回轉臺、中間罐車、中間罐、結晶器、振動裝置，彎曲段、扇形段、脫引錠裝置、切前輥道、火切機、切后輥道、去毛刺機等設備組成，還包括液壓系統、電氣系統、冷卻水系統、燃氣系統、壓縮空氣系統等子系統，見圖1。 從其構成看，板坯連鑄機相比其它形式連鑄機具有投資大、產量高、設備復雜、維修保養工作量大等特點。

圖1 板坯連鑄機基本構成圖

2 板坯連鑄機常見故障以及應對措施分析

2.1 結晶器窄面“跑錐”

結晶器跑錐問題會直接影響連鑄機最終生產結果，如降低鑄坯品質，甚至在各個因素綜合影響下，還有可能會出現漏鋼現象[2]。 分析這一故障誘因可以看出，其影響主要有：①缺乏有效的結晶器夾緊力；②結晶器窄面冷卻水沖擊；③缺乏有效的引錠桿起拉位置；④窄面足輥調整不合理；⑤坯頭及坯尾影響窄面；⑥結晶器窄面受力；⑦傳動機構各零部件間有縫隙。

本故障可采取以下措施：

（1）設置離線狀態，然后以“反向跑錐”預留量參數為中心，調整窄面足輥。

（2）在調節結晶器時，要應用上拉下推技術（在線或離線）。同時，在確定或計算錐度時，要關注窄面上口傳動機構和窄面下口傳動機構位移狀態——即前者要處于拉緊，后者處于頂緊狀態，需注意：①前者狀態主要向外移動，后者主要向內移動；②若調節結晶器錐度時，設備處于在線狀態，那么應在確定結晶器夾緊狀態后，并以此為依據通水。而若為離線，那么可略過這一環節[3]；③控制結晶器引錠桿的偏離狀態，即結晶器窄面與引錠頭兩側，間隙以保持在5mm 以上； ④要注意調寬調錐控制要素，要在結晶器寬面張開基礎上，關注松開液壓系統，看是否有泄露不正常情況。 需注意， 為防止造成銅板不必要的損傷，影響調錐最終效果，在調錐時不能夾緊；⑤對于上傳動機構而言，其調整的最后一道工序方向應向外，而下傳動機構正好相反。

（3）為降低結晶器夾緊影響碟簧穩定性，如多次超限壓縮導致碟簧失效。應在設計結晶器夾緊機構間隙時，做好夾緊和松開工作的預留工作。究其原因，若此處縫隙較小，那么會提升碟簧所受壓力。 同時，調整過程還應關注加緊的受力標準參數， 以提升內弧寬面的最終效果；第四，要依據檢查規范，動態檢查銅螺母、梯形絲桿、滑塊等，若其磨損超過標準，應立即更換[4]。

2.2 扇形段輥子不轉動

在連鑄機運行過程中， 扇形段輥子不轉動故障問題會導致鑄坯楔形會劃傷鑄坯表面， 從而影響產品的最終質量。 尤其在輥子卡死后，還有可能會提升拉坯阻力，從而影響夾送輥電流或影響結晶器液面穩定性， 從而帶來臥坯停澆嚴重情況。從這一故障問題的成因上看，其原因有：①缺乏有效輥子軸承潤滑效果，導致軸承磨損情況明顯；②輥子缺乏有效的冷卻，導致其在熱環境下出現變形等情況；③混用新舊軸承，而受到舊軸承因素影響，新軸承無法發揮相應的效果，甚至出現失效等情況；④未合理控制、調整扇形段輥面的精度。

本故障可采取以下應對措施：

（1）加強輥子軸承潤滑效果，要嚴格依據操作、維護規范，做好扇形段干油（油氣）系統檢測工作，如其是否存在供油不足，或其是否存在漏油情況，或其是否存在堵塞情況等。

（2）為防止混用新舊軸承，要關注螺旋襯套軸承運行狀態。 同時，也要與相關供應廠家聯動，設計符合現場或不同環境且能夠檢測軸承的有效手段。

（3）要控制輥面調整精度。 如結合原故障表現情況，以±0.05mm 規格調整新輥子精度， 以±0.10mm 規格調整舊輥子精度；第四，要做好設備的各項維護工作。 ①要利用優質密封件，提升優質密封件質量。 同時，為提升密封件的應用效果，要依據其使用環境溫度，定期更換失效的密封件；②要保障油液的干凈度。一方面要避免內部污染源頭等，如氧化變質的油脂（或油液）、液壓元件不干凈等因素。另一方面要做好外界污染物的控制，如在更換設備時灰塵的侵入等。

2.3 扇形段噴嘴堵塞

本故障問題會導致連鑄機下線檢修處理垢層難度加大、板坯兩側邊緣受到損傷、鑄坯局部冷卻不均等問題。分析其原因可以看出，本問題主要有以下方面誘因：

（1）工藝用保護渣，如該物質在高溫下會與水發生反應，并成長鐵銹、CaCO3、CaF2等物質，從而造成噴嘴堵塞[5]。

（2）阻垢分散劑問題，由于阻垢分散劑會被高溫影響而分解，因此阻垢分散劑在結晶器高達100℃的區域無法發生作用。

本故障可采取以下應對措施：

（1）選用耐高溫阻垢分散劑，圍繞連鑄濁環結晶器扇形段區域水中含高濃結垢性離子， 冷卻鋼坯后冷卻水溫度高于90℃、冷卻水噴嘴布水不均勻等工藝特點，選用可在170℃條件下不分解高溫阻垢分散劑[6]。

（2）提升結垢嚴重部位藥劑投加精準、濃度，以避免出現藥劑隨時間延長性能下降影響阻垢分散效果情況。

2.4 鑄坯鼓肚

鑄坯鼓肚主要是指鑄坯的凝固殼受鋼水靜壓力而鼓起， 鼓肚后會增加拉坯阻力， 嚴重時從鑄機內拉不出坯子，使生產被迫中斷，也容易損壞設備。

本故障處理方式可注意以下問題： ①調整兩對輥間距，鼓肚量是與輥間距的四次方成正比，間距越大越容易鼓肚；②要有足夠的二次冷卻強度，以增加凝固殼厚度；③輥子要保持良好的剛性，防止變形；④拉速變化時，特別是由慢變快時，二次冷卻水量也相應增加。

2.5 漏鋼

本故障主要有以下表現， 其坯殼內的熔融鋼水會泄露，并滲透至設備關鍵處，導致設備堵塞，而只有進行停機才能解決這一情況。 事實上，為清理泄露鋼坯殼，會繼續停機。 究其原因，泄漏的鋼水在常溫下凝固，這時需要采用將其切成小塊，才能取出。 而這便會加大作業成本，降低生產效率。 從誘因看，其主要有：①引錠桿未依據規定拉出，會導致漏鋼；②氣霧冷卻噴嘴有異物，影響其效果輸出；③中間包澆注流存在偏離既定現行情況，導致傳熱不均勻；④結晶器中鋼液面缺乏適宜的安全高度距離；⑤結晶器故障，導致水流無效；⑥缺乏正確的保護渣加入形式；⑦存在潤滑不良情況，如坯殼和結晶器之間；⑧拉速或中包溫度突然陡變等誘導因素。

本故障應對措施主要為：

（1）在吹氬完成后，以保障溫度均勻為中心，立即進行溫度測試。 如應維系澆注流溫度、中間鋼水穩定，即前者應為60℃，后者應為25～35℃。

（2）依據測量溫度，控制拉速。 需注意，還應依據鋼碳含量，優化拉速。

（3）要避免使用過期保護渣，需注意對于已經開袋的保護渣，不可應用于再次澆注。

（4）為提升坯殼潤滑均勻性，或夾渣，應關注熔渣池厚度。

（5）要動態檢查結晶器情況，如是否存在變形情況。需注意，為更好的適應設備窄面，應做好錐度調節工作。

（6）要做好澆鑄前檢測工作，如依據水壓了解設備是否存在堵塞情況。

（7）要安裝能夠自動控制結晶器液面的設備，從而提升鋼液面控制效果。

（8）要結合設備故障情況，對中調整中間包水口，并清洗其堵塞口。 同時，還應保障Ca—Si 芯無誤，即能夠噴入有效的金屬絲。

（9）對于引錠桿頭故障問題，應使用石棉繩密封，同時要保障激冷箱有合理的空間布置。

3 關于板坯連鑄機日常養護與管理的建議

3.1 要編制正確合理的設備管理制度

首先，要深入板坯連鑄機養護需求、運行故障處理要求等，編制適應性強的制度機制。一方面要求相關人員嚴格依據規定，履行自身崗位職責，另一方面要結合板坯連鑄機管理需求，要求設備管理及操作人員主動學習、主動檢測，以及時發現問題、解決問題；其次，要編制連鑄機常見故障體系，并要求相關學習，以提升其日常維修、巡查的故障識別效率與質量；其三，要明確獎懲制度體系，要結合設備管理實際，定期考核相關人眼設備養護、維修等情況，并依據考核情況，給予一定獎勵和處罰，以激發相關人員維修及操作技能學習的主動性與積極性。需注意，制度的編制應結合連鑄機管理實際需求以及安全生產生產制度，以提升其制度最終效果輸出。

3.2 要做好設備微觀技術的養護與管理

（1）要注意做好防潮工作處理。 高溫度、高濕度作為板坯連鑄機運行的關鍵環境，若不做好防潮工作，必然會提升該設備的故障發生概率。據此，應嚴格要求設備養護人員及時檢修干油分配器。究其原因，干油分配器能夠量化檢修設備，如油線參數、潤滑油量的輸出情況等。 而由于干油分配器會屬于電氣設備， 因此其受到周邊潮濕環境的影響，而出現各種故障，如無法顯示真實數據，甚至在某些情況下會“罷工”。據此，相關人員要定期檢查空氣濕度與溫度。

（2）定期加固更換運作零件。若在檢測過程中發現潤滑劑充足，但部分零部件有磨損，要做好更換維修工作。在此基礎上，在檢測與更換部分零部件后，應做好表層清潔工作。如在定期檢查后發現結晶器銅板存在問題，那么應及時更換彈簧，并在完成后立即清除其中涉及的殘渣，以保障設備運行流暢性。

（3）要做好設備分級檢修與養護工作。要圍繞連鑄機機構構成，以及異常情況發展概率情況，編輯分級分類檢修與養護工作計劃表，進行不同層面的檢修與養護工作。例如， 若在檢測過程中發現零部件擁有較高的故障發生概率， 應將其列為一級管理等級， 以降低其故障發生概率。若多次檢測某設備故障發生概率較低，可對其開展常規管控工作，在定期潤滑、磨損更換中，消除故障問題。同時，分級養護檢修應配置工作標準，加強檢修工作品質保障。 比如潤滑標準、磨損程度等，提升養護檢修工作的實效性。

4 結論

綜上所述，目前板坯連鑄機仍存在部分問題，不利于設備的有效、有序運行。 因此，相關企業要重視板坯連鑄機常見故障，并在全面梳理其可能存在故障基礎上，優化自身養護措施，并嚴格執行，以在提升連鑄機運行效率與質量的同時，實現企業經濟效益的增長。