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        銫源型鋼水液面自動控制系統(tǒng)的應用和優(yōu)化

        2013-06-19 10:09:30權軍宗楊和乾廖大文鄧代斌孟令奎
        四川冶金 2013年4期
        關鍵詞:銅管結晶器鑄坯

        權軍宗,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

        對結晶器鋼水液面進行自動控制,是連鑄生產(chǎn)的關鍵技術之一。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:在結晶器鋼水彎月面處,相對設立放射源和接收器,通過二次儀表可連續(xù)測量結晶器鋼水液面,通過與設定液面的比較差值,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)結晶器銅管磨損嚴重,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)結晶器配套改造設計不合理,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。

        (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人員和現(xiàn)場操作人員進行技術攻關。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指標沒有問題,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,攻關小組從“人、機、料、法”四個方面進行了一一剖析。

        (1)“人”:結晶器液面自動控制系統(tǒng)屬于新上設備,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)《結晶器液面自動控制系統(tǒng)技術要點》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,結晶器鋼水液面上的液渣層應保持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,攻關小組與保護渣廠家對現(xiàn)用保護渣進行了改進,適應了自動澆注的需要。

        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,攻關小組與鐳目公司技術人員一起編寫了《結晶器液面自動控制系統(tǒng)操作規(guī)程》及《結晶器液面自動控制系統(tǒng)注意事項》等指導文件下發(fā)培訓學習。

        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,攻關小組與鐳目公司技術人員配合,對該液面自動控制系統(tǒng)的程序進行重新編制,使結晶器的設定液面進行定期浮動,從而擴大侵蝕面延長水口壽命。

        4.3 結晶器銅管壽命短

        通過對結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,攻關小組還對結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,主要指標提升見表3。

        表3 技術優(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 結束語

        鐳目公司的RAM型Cs-137結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。

        [1] 田燕翔.現(xiàn)代連鑄新工藝、新技術與鑄坯質(zhì)量控制[M].北京:當代中國出版社,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)量學術論文集[C].

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