權(quán)軍宗，王 剛，楊和乾，廖大文，鄧代斌，孟令奎

(成渝釩鈦科技有限公司煉鋼廠，四川內(nèi)江 642469)

1 引言

對結(jié)晶器鋼水液面進行自動控制，是連鑄生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)之一。它對于保證連鑄機的安全生產(chǎn)，降低工人的勞動強度、提高生產(chǎn)效率、提高鑄坯的質(zhì)量和產(chǎn)量、減少溢鋼和漏鋼事故、提高煉鋼連鑄的管理水平都是非常重要的。而成渝釩鈦科技有限公司煉鋼廠的1#、2#方坯連鑄機自2000年投產(chǎn)以來一直依靠工人人工控制結(jié)晶器液面，鋼坯質(zhì)量難以滿足要求。所以引進鐳目公司生產(chǎn)的RAM型Cs－137鋼水液面自動控制系統(tǒng)，在1#連鑄機投入運行和優(yōu)化后，取得了良好的使用效果。

2 RAM型Cs－137鋼水液面自動控制系統(tǒng)的原理和優(yōu)點

2．1 原理

RAM型Cs－137鋼水液面自動控制系統(tǒng)工作原理:在結(jié)晶器鋼水彎月面處，相對設(shè)立放射源和接收器，通過二次儀表可連續(xù)測量結(jié)晶器鋼水液面，通過與設(shè)定液面的比較差值，與拉矯機建立連鎖，通過拉速的調(diào)節(jié)保證結(jié)晶器鋼水液面的穩(wěn)定，從而保證鑄坯的生產(chǎn)和質(zhì)量。

2．2 優(yōu)點

RAM型Cs－137鋼水液面自動控制系統(tǒng)的優(yōu)點:

(1)放射源采用Cs－137代替國外通常使用的Co60，使輻射劑量減少22倍，使用壽命提高6倍，熔點提高575℃，源罐重量輕3～5倍，確保了工人的生命安全和儀器的拆裝及保護;

(2)結(jié)晶器液面與拉速建立自動連鎖，減少了人為控制液面的隨意性和不穩(wěn)定性，顯著提高了鑄坯的質(zhì)量;

(3)降低工人的勞動強度，減少溢鋼和漏鋼事故，提高生產(chǎn)效率和鑄坯質(zhì)量;

(4)提高了煉鋼連鑄的管理水平。

3 RAM型Cs－137鋼水液面自動控制系統(tǒng)的投運和存在的問題

從鐳目公司購進的RAM型Cs－137鋼水液面自動控制系統(tǒng)于2011年9月份在1#連鑄機進行安裝調(diào)試，并于10月份投入使用。但是，很快暴露出多種問題:

(1)溢鋼、漏鋼頻繁，而且漏鋼的先兆性差，漏鋼原因不明。統(tǒng)計10月份投入使用后平均比以前人工控制溢鋼、漏鋼增加4次/月，溢漏率增加50%(見表1)。

表1 2011年8～10月溢鋼、漏鋼情況

(2)結(jié)晶器銅管磨損嚴(yán)重，通鋼量急劇下降，由原來的5000多噸/支下降至3500噸/支。

(3)浸入式水口使用壽命由4小時以上下降至3小時以下，水口更換頻繁，成本和工人勞動強度都增大。

(4)結(jié)晶器配套改造設(shè)計不合理，不符合工藝要求，現(xiàn)場使用易損壞，操作困難。

(5)工人的操作技能掌握不熟練，事故處理不恰當(dāng)。

(6)鑄坯的表面質(zhì)量惡化，尤其是溢鋼事故多和浸入式水口更換頻繁，嚴(yán)重影響了鑄坯質(zhì)量的穩(wěn)定。

針對上述問題，連鑄車間迅速組織技術(shù)人員和現(xiàn)場操作人員進行技術(shù)攻關(guān)。通過縝密的調(diào)查分析，認為該系統(tǒng)的工作原理和控制技術(shù)指標(biāo)沒有問題，主要問題是與1#連鑄機的具體生產(chǎn)實際不符造成。

4 優(yōu)化措施和效果

針對存在問題，攻關(guān)小組對問題的根源進行了深入分析，并采取了行之有效的措施。

4．1 溢鋼、漏鋼

通過對溢鋼、漏鋼的原因分析，攻關(guān)小組從“人、機、料、法”四個方面進行了一一剖析。

(1)“人”:結(jié)晶器液面自動控制系統(tǒng)屬于新上設(shè)備，工人對它的認識不全面，操作的訣竅未能掌握，工人的素質(zhì)有待于進一步提高。為此，一方面通過鐳目公司的技術(shù)人員講課，全面介紹該系統(tǒng)的工作原理和操作注意事項，并編寫下發(fā)《結(jié)晶器液面自動控制系統(tǒng)技術(shù)要點》等;另一方面加強對工人的思想教育和問題的深入分析，提高工人對使用該控制系統(tǒng)的積極性和主動性。

(2)“機”:由于連鑄車間對溢鋼、漏鋼事故考核實行一刀切，促使職工對該液面控制系統(tǒng)的性能失去了信心，為此，重新下發(fā)了考核制度。

(3)“料”:攻關(guān)小組通過對職工溢鋼和漏鋼過程的調(diào)查和對漏鋼鑄坯的觀察分析，發(fā)現(xiàn)漏鋼發(fā)生的部位90%以上出現(xiàn)在鑄坯的偏離角處，10%發(fā)生在鑄坯面部，而且全部是裂紋漏鋼，漏鋼前出現(xiàn)凹陷，而手動澆注很少出現(xiàn)。通過分析認為，在手動控制時，結(jié)晶器鋼水液面波動大，液渣除了形成渣膜外，還由于鋼水液面的波動形成渣圈。而采用該結(jié)晶器液面自動控制系統(tǒng)，鋼水液面控制在±1 mm之內(nèi)，渣膜的形成均勻，形不成渣圈，液渣消耗量減少，液渣層增厚。研究指出，結(jié)晶器鋼水液面上的液渣層應(yīng)保持5～12 mm，否則易出現(xiàn)鑄坯表面裂紋，通過對手動和自動下的液渣層的測量，驗證了這一觀點(見表2)。為此，攻關(guān)小組與保護渣廠家對現(xiàn)用保護渣進行了改進，適應(yīng)了自動澆注的需要。

表2 手動與自動下液渣層對比

(4)“法”:新技術(shù)的采用往往帶來操作方法的改變，通過觀察發(fā)現(xiàn)工人操作中存在兩個主要問題:一是工人在手動時采用高液面，自動時液面低，這樣就在結(jié)晶器銅管內(nèi)壁形成兩個彎月面區(qū)域(此處銅管出現(xiàn)變形)，交替操作時造成坯殼不均漏鋼;二是工人的撈渣操作，在自動時，破壞了液渣層，造成卷渣或渣膜不均漏鋼，為此，攻關(guān)小組與鐳目公司技術(shù)人員一起編寫了《結(jié)晶器液面自動控制系統(tǒng)操作規(guī)程》及《結(jié)晶器液面自動控制系統(tǒng)注意事項》等指導(dǎo)文件下發(fā)培訓(xùn)學(xué)習(xí)。

4．2 浸入式水口壽命短

通過對浸入式水口侵蝕部位的觀察，發(fā)現(xiàn)侵蝕部位形成不大于5 mm的環(huán)狀，而手動澆注侵蝕部位的寬度達到10 mm以上。分析認為主要是手動和自動操作時，鋼水液面的波動不同造成集中侵蝕。為此，攻關(guān)小組與鐳目公司技術(shù)人員配合，對該液面自動控制系統(tǒng)的程序進行重新編制，使結(jié)晶器的設(shè)定液面進行定期浮動，從而擴大侵蝕面延長水口壽命。

4．3 結(jié)晶器銅管壽命短

通過對結(jié)晶器銅管下線原因的分析，認為主要是由于溢鋼、漏鋼頻繁造成銅管內(nèi)壁磨損和劃傷嚴(yán)重，同時銅管內(nèi)壁的雙彎月面變形也是下線原因。隨著上述問題的解決，銅管壽命的問題迎刃而解。

4．4 其它

另外，攻關(guān)小組還對結(jié)晶器外殼進行了改進，保證了現(xiàn)場使用和維護方便。

5 效果

通過以上優(yōu)化和改進措施，取得了顯著的效果。

(1)生產(chǎn)事故率降低90%，鑄坯質(zhì)量報廢減少70%，保證了生產(chǎn)順行和質(zhì)量穩(wěn)定，為煉鋼廠的品種鋼開發(fā)奠定了堅實的基礎(chǔ)，主要指標(biāo)提升見表3。

表3 技術(shù)優(yōu)化后生產(chǎn)情況

(2)大量減少原輔料使用量，節(jié)約了大量原輔料成本，為煉鋼廠降低成本工作邁出一大步，主要指標(biāo)見表4。

表4 優(yōu)化后使用原輔料情況

(3)其它問題也得以解決，如銅管使用壽命提高到5000噸/支以上，工人的操作水平也得以提升等。

6 結(jié)束語

鐳目公司的RAM型Cs－137結(jié)晶器鋼水液面自動控制系統(tǒng)在成渝釩鈦科技有限公司煉鋼廠1#連鑄機上的成功投運和優(yōu)化，取得了良好的效果。對1#連鑄機的改造所取得的成果已經(jīng)得到推廣應(yīng)用，為煉鋼廠品種鋼的開發(fā)、降成本工作、生產(chǎn)效率的提升及生產(chǎn)操作的規(guī)范化、科技化等方面打下了堅實的基礎(chǔ)。

［1］ 田燕翔．現(xiàn)代連鑄新工藝、新技術(shù)與鑄坯質(zhì)量控制［M］．北京:當(dāng)代中國出版社，2004．

［2］ 蔡開科，程士富．連續(xù)鑄鋼原理與工藝［M］．北京:冶金工業(yè)出版社，1994．

［3］ 華西冶金論壇成都第二十屆會議．連鑄坯質(zhì)量學(xué)術(shù)論文集［C］．