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8流中間包防下撓對策研究與應用

放大字體  縮小字體 發布日期:2019-10-21  作者:李鵬  瀏覽次數:542
 
核心提示:摘 要:通過對8流中間包的下撓變形機理分析,通過現場調查及技術交流、在中間罐車上設計安裝了一套防下撓裝置,并采取其他的一些措施,有效解決了中間包下撓變形問題,延長了中包連續澆注時間,節省了中間包耐材成本,創造了可觀的經濟價值。 關鍵詞:中間包;下撓;經濟價值;變形
 8流中間包防下撓對策研究與應用

李鵬

(陜西龍門鋼鐵有限責任公司  陜西省韓城市  715405)

摘  要:通過對8流中間包的下撓變形機理分析,通過現場調查及技術交流、在中間罐車上設計安裝了一套防下撓裝置,并采取其他的一些措施,有效解決了中間包下撓變形問題,延長了中包連續澆注時間,節省了中間包耐材成本,創造了可觀的經濟價值。

關鍵詞:中間包;下撓;經濟價值;變形

連鑄中間包是連鑄系統中一個關鍵的銜接設備,它處于鋼包和結晶器之間,主要用于接收鋼包鋼水和鋼水分流。而近年來,由于國內鋼鐵技術的急速發展,轉爐冶煉能力不斷提高,為了更好的優化生產,與大容量轉爐匹配,在小斷面連鑄坯生產時必須采用多流連鑄機,如6流、7流、8流等等,為此對應的多流中間包就應運而生了,就目前國內而言,單臺中包車運載一個中間包最多的為8流。

龍鋼6#連鑄機為8機8流小方坯連鑄機,中間包采用一個整體式T型罐,中間包長度達到10650mm,中包在線使用壽命平均30h,最長達到36h。自2011年正式投產,到2012年就逐步出現中間包下撓現象嚴重影響生產的事故,主要表現為在線中間包澆鑄后期Ⅰ、Ⅱ、Ⅶ、Ⅷ流的鋼水流向向兩側分散,影響在線澆鑄作業難度;其次為中間包的永久下撓變形,導致水口對中困難;最后為中間包的包壁鋼板開裂。

1  中間包下撓變形分析

1.1  中間包流數和流間距的影響分析

中間包的總長度取決于連鑄機的流數和流間距。以前連鑄生產由于受轉爐產能限制,其相應的連鑄機通常在3機3流到5機5流之間,中間包的下撓現象不是很突出。在一些鋼廠的8流連鑄機,也是采用兩臺中間罐車來承載2個4流的中間包,設備及生產維護成本高。隨著近年來轉爐容量的不斷擴大,更多流的連鑄機應運而生。

通常8流的一個整體中間包采用T型結構。中間包的兩端分別有兩個支撐位,依次坐落在中間罐車上,其余部位皆是懸空,而與中間罐車無任何接觸支撐。流數越多中間包的長度就越長,隨著中間包的工作時間的延續,此時承載鋼水的中間包出現的下撓現象就約突出。

1.2  中間包包壁溫度及澆鑄時間的影響分析

作為8流中間包,其澆鑄時間的長短會直接對包體結構產生影響,根據現場測量我們發現,隨著中間包的澆鑄時間越長,中間包下凹尺寸越大,變形數據見表1,這對整個澆鑄安全是非常不利的,容易造成局部結構永久下撓變形及鋼水泄漏事故。

表1   8流中間包殼體在線變形數據

Table 1 8 flow tundish shell deformation data online

澆注時間/min

中間包中部鋼結構下凹尺寸/mm

400

10.63

800

18.43

1200

25.16

1600

31.33

1.3  中間包壽命的包壁溫度控制標準存在一定誤區

龍鋼8流中間包其中包壽命的包殼溫度控制標準與龍鋼5流中間包(中間包長度為6340mm)一致。在同樣的溫度控制條件、同樣的包體結構、同樣的澆鑄時間下,8流中間包的下撓現象較之5流中間包更加明顯、更加嚴重,所以對于8流中間包的包殼溫度控制應該有其單獨的控制標準,而不能與5流中間包的包殼溫度控制標準一致。

1.4  盲目的追求中間包的壽命指標

隨著鋼鐵行業市場化競爭的日趨激烈,各個鋼廠都開始了成本攻堅戰,而中包壽命也就成為了鋼廠成本戰略中的一項關鍵指標。通過前面的分析,我們知道作為8流中間包,其在線使用壽命會直接產生對中間包包殼產生影響,隨著澆注時間的加長,產生的影響也越嚴重、越不可逆。

此外在本人研究中間包下撓期間發現,除以上提到的中間包下撓原因外,還有兩點需要注意。其一為制作中間包時必須嚴格按照圖紙要求進行下料,不可為節省材料,對一些部位的鋼板,如包底和包壁的鋼板進行焊接對拼,這樣制作出的中間包其結構性能不夠穩定,不能達到中間包的結構制作要求,在線使用過程中,下撓變形幾率較大;其二為,在包壁開一些透氣孔,有利于降低包壁的熱變形,穩定中間包的在線使用性能,降低中間包的下撓變形幾率。

2  中間包下撓變形產生的影響

中間包的下撓變形會導致中間包整體變形,使中間包水口不能對中結晶器上口,影響鋼水注入結晶器的位置,使得結晶器液面波動大,引起卷渣概率增加,結晶器銅管內壁磨損不均勻,進而影響連鑄坯質量及結晶器銅管壽命,降低生產效率;嚴重時中間罐下撓變形將導致鋼板開裂,鋼水外泄,發生重大安全生產事故。在品種鋼的生產時,中間包的下撓產生的誤差會通過長套管放大數倍,使長套管不在結晶器銅管的中心,而且有可能會碰到結晶器銅管的內壁,使坯殼不易生成或是坯殼生成不均勻,產生漏鋼或脫方現象,造成生產工藝質量事故。

3  解決辦法

3.1  中間包離線修復

對已經產生永久性下撓變形中間包進行修復,對中包機構件底板進行重新校正。該措施只能在短期內解決中間包下撓變形產生的影響,如果沒有更好的防下撓措施,終究難以長久。

3.2  下線中間包的存放

下線中間包的放置不再使用中間包存放架。中間包的下撓變形主要是由于包體過長,澆注時間長,中間包兩端有兩個支撐位,依次坐落在中間罐車上,其余部位皆是懸空。而中間包存放架,其存放方式與中間罐車相同,這就勢必導致中間包即使下線后,由于包體溫度較高,加上包體本身自重,其在線產生的下撓變形不會出現恢復,而是基本維持下撓變形的狀況。若是在線事故中間包下線,其包內鋼水剩余較多,更會加劇中間包的下撓變形。所以,鑒于此,我們采用在地面與中間包包底平面支撐,這樣會杜絕中間包下線后的二次下撓變形。

3.3  在中包車上安裝中間包防下撓裝置

我們以中冶連鑄 “防止中間包下撓裝置” 的專利技術為基礎模型,依據我們的實際情況,設計安裝了中間包防下撓裝置。

圖1為安裝在中間罐車上的防下撓裝置。它通過件2(橫梁)與件4(支撐梁)連接在中間罐車上;當中間罐車上的中間包因重力向下彎曲變形時,它會受到件4的支撐,件4(支撐梁)通過件3(立柱)和件2 ,將力傳遞至件5(車輪),最終傳遞至中間罐車的軌道上。

件2(橫梁)為一個箱型梁結構,橫梁的兩端采用件1(矩形法蘭)螺栓連接形式,將其固定在中間罐車兩端高低腿的上部。采用法蘭連接主要是防止直接將件2(橫梁)焊接在上面時發生焊接變形。件2(橫梁)連接好后再加焊件6(筋板),從而將件2(橫梁)與中間罐車連成一個整體。

該防下撓裝置的受力模型科簡單概括為:兩端支撐,中間受集中載荷。件4(支撐梁)的作用在于將原來的兩點支撐變為三點支撐,控制了中間罐底部下撓變形的狀態。件4(支撐梁)將所受的力通過件5(車輪)傳遞至了中間罐車的軌道梁上。

 

4  結束語

8流中間包的下撓變形目前已經成為各大使用單位的一大難題與隱患,而如何通過科學的、合理的措施來解決這一問題是我們需要共同考慮的事情。我們要杜絕盲目的追求一些經濟指標,防止因此產生一些無可挽回的次生災害;其次我們還要杜絕經驗主義,任何經驗我們應該首先進行科學合理的驗證和分析,再決定此經驗在此處是否可用。

我們通過一系列的措施,在一定程度上很好的控制了中間包的下撓變形,延長了中間包的在線工作時間,保證了在線澆注后期出現的偏流現象,降低了中間包內襯的耐火料使用,提高了在線連鑄澆注時間,也間接避免了重大安全生產事故的發生。對于節約成本,提高產能和保證鑄坯質量起到重大作用。

參考文獻

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