连铸中包钢水连续测温技术的应用

张 茜

（武钢大学信息管理学院，湖北 武汉 430083）

一、引言

连铸要求中包钢水的温度合适、稳定、均匀，中包钢水温度的波动将导致连铸坯质量的波动。温度过低将会出现钢水冷凝、中包水口堵塞、连铸停浇，恶化铸坯表面质量；温度过高会使铸坯柱状晶发达，促进中心偏析、疏松和裂纹等缺陷发生，同时会加剧钢水二次氧化及对钢包包衬、水口耐火材料的熔损，从而污染钢水。此外，钢水温度过高，只能采用低拉速浇注，将降低生产率。

武钢一炼钢1#连铸机是武钢上世纪90年代末建成投产的方坯连铸机。采取一机五流形式，浇铸断面从最小210mm×210mm至最大250mm×280mm，浇铸半径φ10.3m。

二、人工热电偶测温方式

目前，国内很多钢厂仍在采用人工一次性消耗型快速偶头间断测量中包钢水温度，每炉钢测量3～5次。测量时，将测温偶头插入中包液面以下。这种操作易引起中包液面翻腾，产生粉尘，存在钢花飞溅伤人的危险。此外这种测温受偶头质量及人员素质的影响，测温数据极不稳定。由于这种测量方式属于间断性测温，不能及时、准确地反映中包内钢水的实际温度及变化，对提高铸坯质量、降低漏钢率、稳定连铸操作、提高拉速等存在极为不良的影响。

三、中包钢水连续测温装置

随着冶金装备技术的发展，中包钢水连续测温技术的应用可以弥补快速偶头测温方式的不足。连铸机中包自动连续测温装置通过PLC控制液压马达、液压油缸、活塞连杆来操纵机械手伸入中间包的钢液中，属于接触式测温装置类型。连续测温装置主要由测温部分、机械部分和液压控制三大部分组成。

1.测温部分

测温部分由测温元件、测温探测器、信号传输线、信号处理器及冷却风系统等构成。测温元件插入钢水中起温度传感器作用。测温元件发出的信号由探测器接受，探测器将热辐射信号转换成电信号，再由信号传输线传至信号处理器。信号处理器由供电、输入输出、显示、数据处理系统等构成，信号处理器接受由测温探头发出的电信号，经过处理后计算出被测钢水温度，并由数字显示器显示被测温度。

2.机械部分

机械部分主要由旋转液压马达、升降油缸、伸缩油缸、机械臂、连杆以及测温装置组成(见图1)。其中旋转液压马达负责左右方向的驱动，升降油缸负责上下方向的驱动，伸缩油缸负责前后方向的驱动。实际应用中，该测温设备是通过PLC控制一套液压设备操纵机械手完成自动连续测温。首先操纵液压马达将机械手旋转至中包上方，然后操纵伸缩油缸将测温装置进行对位，最后操纵升降油缸将机械手落下，使测温热电偶通过中包盖上的测温孔插入中间包内进行测温。

3.液压控制部分

液压控制部分又分成3个阀组(图2)，阀组1为升降阀组，由1台换向阀、1台液压锁和2台单向节流阀组成，其中换向阀用于控制油缸运动方向，液压锁用于油缸定位，单向节流阀用于控制油缸运动速度；阀组2为伸缩阀组，由1台换向阀和2台单向节流阀组成，其中换向阀与单向节流阀的功能与阀组1相同；阀组3为旋转阀组，由1台换向阀和2台单向节流阀组成，各台阀的功能与阀组1、2相同。系统压力油源通过1台截止阀接自铸机主液压站高压系统，工作压力20MPa。系统回油通过单向阀与主液压站回油管道接通。

四、连续测温技术的应用效果

(1)中包钢水连续测温系统能准确地监测中包钢水温度和变化趋势，便于及时采取措施，防止钢水温度偏高或偏低，提高铸机的作业率。

(2)可以随时掌握中包钢水温度的变化规律，据此向前道工序如炼钢、精炼提出更合理的工艺参数，有助于产品质量的提高。

(3)可使过热度下降以获得更宽的等轴晶区，同时减轻铸坯的中心偏析现象，有效地避免疏松、缩孔、裂纹等缺陷，提高钢材的质量。

(4)过热度降低还可提高铸坯产量。

(5)为实现连铸过程闭环实时控制钢水的浇铸温度，为调节二冷区的冷却强度提供了温度检测保证，为连铸生产过程自动化奠定了基础。

(6)降低了劳动强度，改善了劳动环境。

五、结语

武钢一炼钢中包钢水连续测温系统操作简便，测温准确，安全可靠，对稳定铸机的拉速控制、减少铸机漏钢，提高连铸产量和铸坯质量均有促进作用。

[1]张贺全.黑体空腔式中间包钢水连续测温技术的实践与应用[J].中国高新技术企业，2010,(10).

[2]张宗策.连铸机中包自动连续测温装置[P].中国：CN200920083206,2010-01-01.