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钢包滑板漏钢原因分析及改进措施

发布日期: 2020-10-15 09:54:06    阅读量(122)    作者:魏国立

钢包滑动水口是控制炼钢生产的重要系统,如果该系统在使用过程中发生漏钢事故,将严重制约生产的稳定顺行,威胁人身和设备的安全。本文对影响钢包滑动水口系统漏钢的各种因素进行了分析,并制定了相应的改进措施,通过改进,使钢包滑动水口漏钢事故得到有效控制,促进了炼钢生产的稳定。

1、钢包滑板漏钢原因分析

近几年钢包滑板漏钢的事故主要包括:机构原因造成的滑板漏钢以及滑板质量或操作不当造成的滑板漏钢事故。滑板一旦出现事故,轻者钢水落地或者倒包,重者铸机断浇、烧坏设备,甚至对人身安全造成影响。因此,对于造成钢包滑板漏钢的事故可能的原因分析,是非常有必要的,对于生产和安全方面有着重要的意义。

1.1机构原因造成的滑板漏钢

⑴由于支架部分变形或部分弹簧超过使用次数,两边的压紧力不一致,导致两滑板砖之间的面压不均,一侧受力较大,一侧受力较小,当钢水的压力超过两滑板之间任一侧的面压时,钢水便会进入到两滑板面之间,造成滑板夹钢或滑板漏钢(图1)。

1.钢包包壁;2.液压缸;3.三脚架;4.支座;5.拉杆;6.上滑板;7.压紧部分;8.护板;9.下滑板;10.水口座砖;11.冷风管;12.方底板;13.支架;14.下水口旋套;15.滑动小车;16.小车滑动轮

图1LSG55-110B3-1型滑动水口机构安装示意图

⑵由于滑条掉落或下旋套松动,导致板面压力不足,在过程中进行控流时,容易引起板面夹钢。随着板面夹钢的加剧,滑板间缝隙逐渐增大,最后造成漏钢。滑条掉落致使小车在运行过程中不能保持水平运行,使滑板间出现缝隙;下旋套松动后,下滑板将下沉,使板面之间出现缝隙。

1.2滑板材质造成的滑板漏钢

滑动水口关不住或漏钢主要出现在浇铸中后期,从理论上说,浇注到后期是不应该发生滑板漏钢,见下式:

P=3.14r2mgh

式中:P-罐内钢液高度对滑板所产生的静压力;h-钢包内钢液面到滑板的高度;r-水口半径。

由上式可见:在钢水的浇注过程中,P的值是随着h的减小而减小的;还有浇注后期的温度也比较低,根据理论是不应该出现滑板漏钢的,但是上半年的生产过程中大多数的滑板漏钢出现在浇注后期,其根本原因就在于滑板的材质。

⑴在浇注钙处理钢或高锰钢时,上水口和滑板砖耐侵蚀性不好,水口和滑板扩径较快,滑板有效行程变小,容易引起铸流失控或板面夹钢。

⑵上、下滑板砖高温强度低或抗“热震”性差,滑板在未开浇前,板面温度(~350℃)开始浇钢时,浇注孔突然与高温钢水(~1580℃)接触而受到强烈“热震”,浇注孔外部产生了超过滑板强度的张应力,形成以浇注孔为中心的放射状的裂纹。裂纹的出现加速了化学侵蚀,同时化学侵蚀反应又促进裂纹的形成与扩展(严重时裂缝会出现渗钢、漏钢)。

⑶上、下滑板工作面高温耐磨性差(滑板耐材抗氧化性差或上下滑板吻合性差、缝隙偏大,浇钢时吸入空气使滑动面被氧化造成强度降低),滑动面易“拉毛”。其间渗入钢水后再推拉时“拉毛”现象加剧,滑板摩擦阻力增大,严重时会发生滑动面之间漏钢。滑板用耐火材料在过程中接触高温钢水和炉渣,发生一系列化学反应,造成化学侵蚀。

1.3过程操作不当造成的滑板漏钢

⑴在装配过程中,主要有以下几个方面的原因。

①在上水口装配完成后,对于下水口必须进行烘烤,增加上水口与座砖之间的强度,避免上水口没有经过烘烤在使用过程,被上滑板压入,在上水口与滑板之间出现间隙。

②在上滑板夹泥垫时,由于对间隙的目测数值的差异,导致泥垫偏少或者偏多。当泥垫偏少时,上水口与上滑板之间存在间隙,可能导致上水口与上滑板之间漏钢或板面之间夹钢。这种漏钢危害性比较大,前期出现渗漏后,必须尽快处理,避免后期出现四面漏钢,将机构拉杆螺栓烧断,机构烧毁;泥垫偏多时,容易导致滑板面断裂,在浇注过程钢水将在裂缝处形成夹钢,多次拉动水口夹钢扩大后导致漏钢。

③水口座砖高温强度低,在用风镐热换钢包上水口砖时,风镐头经常会打坏座砖,使座砖扩径,座砖与上水口砖之间缝隙增大,钢水浇注时,钢水在座砖部位形成涡流,受钢水冲刷作用的影响,钢水易渗入缝隙,发生上水口砖周围漏钢事故。

④下水口砖使用时炸裂,下水口砖在受钢时,受热应力的影响会出现横向的裂纹,在钢水压力的作用下,裂纹逐渐扩展成裂缝,钢水从中渗出,严重时裂纹下部的耐火材料受自身重力和钢水压力的作用而断裂。

⑵钢水开浇由于引流沙烧结层过厚,在滑板全开位时烧结层破裂,下流时出现反钢,导致滑动小车车轮粘钢。在浇注过程中,粘钢致使机构的压力平衡遭到破坏,板面缝隙增大,出现漏钢事故。

⑶生产过程中,由于方坯单流事故造成拉钢时间延长,大包长时间半流浇钢并频繁的开关滑动水口,板面侵蚀严重。在滑动水口半流浇注时,下滑板砖由于对钢水的截流,受钢水的冲刷作用较强,长时间作用时会在滑板砖上形成凹槽,在下滑板面出现马蹄形凹槽,在收流关包时钢水在凹槽处凝结,导致两滑板间夹钢,加之控流次数比较频繁,夹钢扩大趋势较快,容易在浇注后期出现漏钢事故(图2)。

图2 浇注时上下滑板的相对位置

2、滑板漏钢控制措施

⑴加强对滑动水口机构的维护工作,做好滑动水口机构线下的管理工作;特别对于易损易变形的零部件,如滑条、小车轮、弹簧的使用周期做好跟踪,及时更换使用到期的部件。

⑵钢包座砖和机构的装配质量直接影响到滑板的使用情况,要求操作过程必须保证“五圆共心,三轴平行”。所谓五圆是指:座砖的水口装配孔,上水口,上、下滑板及下水口的浇铸孔决定的圆,五圆共心保证了以上几个部位在配合过程中,形成一个无间隙的浇铸通道。为了保证“五圆共心”要求耐材钢包打结时必须使用定位器,保证钢包座砖的准确定位,防止由于座砖偏斜导致的上水口偏斜,引起上滑板与上水口之间夹钢,另外方底板的装配必须水平,保证上滑板的受力均匀,避免滑板使用过程断裂。“三轴平行”是指液压缸十字接头、三角架安全销及拉杆安全销的轴心,只有保证这三轴平行时,液压站的工作压力为最小,且可以防止拉杆与方底板出现卡死现象。

⑶对于滑板质量做好跟踪,对于每一批次的滑板使用情况做好记录,并对使用后的残砖照片进行整理分析,做好滑板的评价工作;滑板换批次提前做好试用,根据使用效果制定连滑率,保证指标制定的合理性。

⑷对于开浇第一炉、方坯出现单流事故后连浇钢水、生产组织需要长时间压钢的钢包,不可以使用连滑的滑板,减少非正常操作带来的风险。

3、效果及结论

钢包滑板漏钢事故原因是多方面的,滑动水口机构、滑板安装操作、滑板质量、钢包浇钢操作、钢水冶炼等方面控制不好都可能导致诸多事故。针对不同的原因制定相应的防范措施,可以减少事故的几率,甚至达到杜绝事故的目标。

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