郭峰

（山東鋼鐵集團有限公司萊鋼煉鋼廠，山東 萊蕪271104）

當前，我國冶金行業(yè)連鑄設備在生產(chǎn)和使用過程中，其水冷程序尚無較為統(tǒng)一的標準用于衡量其冷卻效果，不僅生產(chǎn)標準不同，水冷作業(yè)所產(chǎn)生的效果也有較大差別。這主要是因為冶金行業(yè)的連鑄設備的水冷效果，會受到較多因素的影響，從而也很難以一個較為固定的標準來比較衡量。

1 連鑄設備水冷方法現(xiàn)存問題

現(xiàn)階段，我國冶金生產(chǎn)企業(yè)普遍存在著連鑄設備生產(chǎn)水平和能力過剩的問題。不僅如此，在連鑄設備水冷系統(tǒng)上，還存在其他較為明顯的問題和缺陷，如水冷設備的用水點壓力為0.31 MPa，而供水量僅達到100 m3/h，最不利的供水配置點為無水狀態(tài)。

但隨著我國鋼鐵生產(chǎn)能力的不斷提升，轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)能力的擴大，鋼產(chǎn)量也在逐步上升，由原有較低的年產(chǎn)量140萬噸逐漸提升至現(xiàn)有較高的300萬噸，在該產(chǎn)量水平下，2#方坯連鑄設備基本能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，上述的生產(chǎn)能力過剩問題得到了一定程度的緩解，但連鑄設備的水系統(tǒng)中所存在種種問題，卻仍然亟待解決。

2 水冷效果不佳的原因分析

（1）我國冶金企業(yè)常用的2#方坯連鑄設備水冷系統(tǒng)，以底部的集流盤集中供水為主要的供水方式。這種方式在進行連鑄設備水冷的過程中，冷卻水是自下至上地流動，這種供水方法所產(chǎn)生的變化水壓和鑄坯所需水冷卻強度完全不同，方向恰恰相反，這就使得鑄坯得不到應有的冷卻效果。在使用連鑄設備水冷系統(tǒng)處理殘鋼或出現(xiàn)漏鋼問題時，常常會造成集流盤產(chǎn)生不同程度的損壞現(xiàn)象，而這一問題的處理難度通常很大，嚴重時甚至無法修復。而要對系統(tǒng)的損壞部分進行更換，則會耗費較長的時間，從而影響了冶金企業(yè)的正常生產(chǎn)活動。

（2）2#方坯連鑄設備水冷系統(tǒng)的上端噴嘴分布模式較為均勻，而這種分布方式卻達不到鑄坯凝固的基本要求，從而導致鑄坯水冷時達不到平均冷卻的目標，嚴重影響了鑄坯的生產(chǎn)和使用品質(zhì)，降低了鑄坯的使用壽命。在連鑄設備的日常生產(chǎn)過程中，如果遇到由結(jié)晶器的水環(huán)噴嘴阻塞所引發(fā)的水供應量變小時，系統(tǒng)噴淋集管上端的其他噴嘴也難以發(fā)揮其補充作用，從而產(chǎn)生漏鋼的問題。

（3）連鑄設備鑄坯脫離結(jié)晶器之后，已沒有任何的支承，完全依靠拉橋設備所產(chǎn)生的拉坯力以及坯殼自身所提供的對鋼水的支承靜壓力，但結(jié)晶器在出口位置上配置的急冷水環(huán)僅僅能產(chǎn)生6 m3/min左右的噴水量，所以說，從實際的生產(chǎn)角度來看，這一噴水量是不能滿足坯殼厚度要求的，也更加易于產(chǎn)生漏鋼的問題。如我廠的3＃連鑄機，其鑄坯斷面150 mm×50 mm，生產(chǎn)螺紋鋼，設備水冷系統(tǒng)采用噴水冷卻拉速基本在2.5～3.2 m/min，正常在3.0 m/min左右，目前二冷水壓力基本在0.8MPa，每流二冷水分為 0、1、2、3、4段，0段即為結(jié)晶器足輥段，每流總水量大約為70～90 m3/h，所以在實際生產(chǎn)過程中，這一問題即特別明顯。

3 水冷效果的主要影響因素

（1）設備供水量。連鑄設備水冷系統(tǒng)的設計供水量應是130m3/h，這樣設計的主要目的，在于使作用于連鑄設備的負荷是熱與機械的合成載荷。但該設計有兩點缺陷：一方面是夾持機構(gòu)與火切割槍的冷卻水都是直排的軟化水，這樣就造成了較大的能源浪費問題；另一方面，輥道噴淋所使用的冷卻水卻僅僅用兩個直徑為4 mm的水孔進行輸送，這種效率較低的輸水方式，并不能產(chǎn)生較好的冷卻效果。因此，需要在水冷作業(yè)前進行適當?shù)母脑旃ぷ?，把原來的夾持機構(gòu)和火切割槍的冷卻水分為兩個部分，火切割槍的冷卻水仍選擇軟化水循環(huán)利用的方式，而夾持機構(gòu)需改為使用設備水，并增加設備供水量；在原有的輥道噴淋設備基礎上增設兩個直徑為4mm的水孔，從而使設備的供水量增加15 m3/h，改造后的設備供水量達到150 m3/h。

（2）設備供水壓力。在原有的生產(chǎn)設計方案中，設備的供水壓力為0.4 MPa以上，在參考其他連鑄設備生產(chǎn)經(jīng)驗的基礎之上，加之理論計算所得的用水設備運行所產(chǎn)生的阻力損失，只要設備的供水壓力達到0.4 MPa，就能夠滿足生產(chǎn)所需的水壓條件。

（3）設備用水的水質(zhì)條件。設備用水的原有設計水質(zhì)，基本上能夠滿足工業(yè)生產(chǎn)的基本要求。然而在實際生產(chǎn)過程中，難免會出現(xiàn)水垢和其他懸浮物等問題，水垢雜質(zhì)的產(chǎn)生會造成設備供水設施的堵塞現(xiàn)象。因此，在參照2#方坯連鑄設備運行基本狀況分析的基礎上，要對原有設計加以改造，以減小Ca硬度和總體硬度。

4 提高連鑄設備水冷效果的主要措施

4.1 增加供水流量，提高設備供水壓力

冶金行業(yè)連鑄設備的設計供水量是150 m3/h，而單個水泵設備的限定供水量卻僅為90 m3/h，這種供水流量完全達不到生產(chǎn)的供水流量要求。然而在現(xiàn)階段我國冶金行業(yè)的平均生產(chǎn)水平條件之下，要改用更大流量的水泵或是增加現(xiàn)有水泵的供水量，卻是難以實現(xiàn)的。因此，根據(jù)我國冶金行業(yè)的實際生產(chǎn)情況，應拆除現(xiàn)有的旁濾清洗過濾設備，將供水管線與旁濾水泵相互連接，用“兩用一備”的供水方式替代原有的“一用一備”方式，從而提高連鑄設備的水冷效果，提高冶金企業(yè)的生產(chǎn)能力。

4.2 提高設備供水水質(zhì)

（1）在設備中增加清洗過濾器。一般連鑄設備水冷用水中所產(chǎn)生的雜質(zhì)顆粒，直徑為0.3 mm，為了防止雜質(zhì)顆粒造成供水管道阻塞，需要把旁濾清洗過濾器向供水點的前端遷移。這種清洗過濾器，采取雙層過濾的方式，首次過濾的雜質(zhì)為直徑5.5 mm的顆粒，二次過濾的精度為直徑0.1 mm的雜質(zhì)顆粒，設備中濾出的雜質(zhì)顆粒，將會在過濾器的反復清潔沖洗過程中自動地排出設備，從而為水冷設備供水管線水質(zhì)的提高提供保證。過濾后，設備中將不會再出現(xiàn)直徑大于0.1 mm的雜質(zhì)顆粒。

（2）在設備中增加離子棒物理防垢設備。冶金生產(chǎn)用水的Ca強度為125 mg/L，硬度是430mg/L，這一數(shù)值高于供水的水質(zhì)。因此，如果對設備用水進行處理軟化，則會消耗較大的一次性投資，且這種開路的循環(huán)方式，會損失大量的設備供水，影響企業(yè)的生產(chǎn)收益，浪費工業(yè)生產(chǎn)資源。所以，采用離子棒物理防垢技術(shù)較為適宜。離子棒能夠防止水中的mg、Ca等元素在器壁上結(jié)成雜質(zhì)水垢，使水垢實現(xiàn)快速溶解，已形成的水垢，也能夠逐漸脫落、侵蝕。

5 結(jié)束語

綜上所述，由于冶金行業(yè)連鑄設備的水冷效果會受到設備供水量、供水壓力和冷卻水水質(zhì)等較多因素的影響，因而分析連鑄設備水冷效果不佳的原因也較為復雜。在進行原因分析時，要從技術(shù)、設備和其他因素等多方面加以考慮。同時，為了提高連鑄設備的水冷效果，水冷作業(yè)人員必須要做到優(yōu)化作業(yè)程序設計、遵守技術(shù)操作規(guī)范、加強日常管理和水資源的優(yōu)化選取等方面的工作，從而不斷改善我國冶金行業(yè)連鑄設備的水冷效果，提高冶金企業(yè)的工業(yè)生產(chǎn)效率和設備生產(chǎn)品質(zhì)。

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