马钢大圆坯连铸机引锭杆下滑现象的研究与控制

徐林林

(马鞍山钢铁股份公司特钢公司 安徽马鞍山243000)

马钢大圆坯连铸机引锭杆下滑现象的研究与控制

徐林林①

(马鞍山钢铁股份公司特钢公司 安徽马鞍山243000)

结合马钢特钢公司大圆坯连铸机生产中多次发生刚开浇时引锭杆突然下滑的现象，综合研究了导致引锭杆下滑的各种可能因素，并从增加设备精度、设备进行预防性维护、操作标准化，设备动作过程优化等方面采取了相应的应对措施，有效地降低了大圆坯连铸机发生开浇引锭杆下滑的几率，减少了开浇漏钢损失。

圆坯 连铸机 引锭杆 下滑

1 前言

马钢股份特钢公司(以下简称“马钢”)新建一台五机五流大圆坯连铸机，主要生产φ380、φ450、φ600规格的连铸坯，产品主要有动车组车轮、车轴用钢、轴承钢、齿轮钢、弹簧钢等高附加值特钢产品。自从2011年11月热负荷生产以来，不定期出现引锭杆在连铸机开浇时有不同程度的下滑现象，下滑的幅度一般在10mm至30mm之间波动。连铸开浇时引锭杆的突然下滑，会导致结晶器内钢水的液面也同步下滑，极易把刚刚形成的坯壳撕裂，导致结晶器漏钢，酿成生产事故；另一方面因结晶器钢水液面的剧烈波动也会卷渣，影响连铸坯的质量。本文通过系统分析引锭杆下滑的原因，制定了相应的措施，有效减少了开浇时引锭杆下滑的现象。

2 引锭杆下滑现象分析研究

2.1 圆坯引锭杆的工作流程

引锭杆主要作用就是堵住结晶器的下口，开浇时和钢水及塞引锭头的冷料融化粘接在一起，把连铸坯拉出圆坯结晶器，简而言之就是引锭拉坯的作用。圆坯引锭杆主要有三个部分组成：引锭头、过渡段、引锭杆杆体，其中引锭杆杆体三种规格通用，引锭头及过渡段不同规格一一对应，不可互换。马钢大圆坯连铸机的弧半径达15m,故引锭杆也较长，长度有26m，材质为G40CrMo4，是一种链式柔性引锭杆。

引锭杆的工作流程主要有送引锭杆和拉坯两个过程。送引锭杆的过程主要是把引锭杆顺利送入的结晶器，堵住结晶器的下口，具体流程是引锭杆存放装置落下，输送辊道转动送引锭杆进入拉矫机，拉矫机压下油缸压下使得驱动辊压紧引锭杆并驱动引锭杆沿着连铸机的扇形段导向辊道向上前进，直到引锭头到达结晶器足辊处，操作工点动送引锭头缓慢地进入结晶器下口适当位置停止。拉坯流程主要是开浇时流进结晶器的钢水融化冷料并和引锭头粘接在一体，引锭杆通过拉矫机的牵引沿着扇形段按照设定的拉速向下运动，连铸坯随着引锭杆同步向下运动，直到引锭杆拉坯出拉矫机，顺利脱引锭后，引锭杆通过输送辊道运行到引锭杆存放位置，完成整个工作流程。

2.2 引锭杆下滑的危害

1)恒拉速浇铸是保障连铸生产质量稳定的手段之一，只有保证影响连铸坯质量的各种工艺参数稳定才能生产出高质量的连铸坯[1]。引锭杆开浇时的突然下滑最显著的危害就是造成了连铸机拉速的突然变化，从而打破了连铸生产中工艺参数应尽可能保持稳定的要求。

(1)引锭杆下滑会在下滑位置形成痕迹，产生废坯；

(2)引锭杆下滑导致结晶器液面剧烈波动，钢水易卷渣，形成连铸坯内夹杂，影响产品质量；

(3)引锭杆下滑幅度较大时会导致坯壳撕裂，结晶器漏钢，酿成生产事故[2,3]。

2)马钢大圆坯连铸机因为引锭杆下滑导致漏钢3次，更多的是下滑幅度较小，下滑时操作工及时人工干预，没有形成漏钢，但会导致过渡坯质量不符合技术要求，必须离线切除，降低了金属收得率，给公司带来较大的经济损失。

2.3 引锭杆下滑原因分析

通过多次观察、分析马钢大圆坯连铸机引锭杆下滑的现象，发现引锭杆突然下滑现象多发生在刚开浇2min左右的时间段内，有时某一流发生，有时可能两流同时都有下滑现象，当连铸坯出了结晶器后基本没有出现过下滑现象。对引锭杆在拉坯过程进行受力分析，主要受到自身重力、拉矫机的拉坯力及各种阻力的综合作用，当引锭杆受力达到平衡时，拉坯状态自然稳定，拉速无突变情况(人工改变拉速除外)。

2.3.1 拉坯时阻力过大易导致引锭杆下滑

根据图1所示的引锭杆的受力示意图，保证圆坯连铸机顺利开浇时引锭杆受到的总拉力：F拉=F1+F2+F3+F5-F4(公式中F1代表结晶器内阻力；F2代表二冷室内的阻力；F3代表矫直铸坯的阻力；F4引锭杆和铸坯重力下滑力的合力；F5代表其他阻力)[4]。圆坯连铸机扇形段区域设备较简单，只有布置在弧形段上的支撑辊及压辊装置，结合圆坯连铸机的设备特点分析，拉坯过程中阻力主要来自于压辊装置(如图2所示)。连铸机固定段上的压辊装置用于在送引锭时压紧引锭头防止引锭头跑偏，导引引锭杆顺利进入结晶器，在拉坯时导向引锭杆顺利拉出，由于连铸机二冷室内环境恶劣，部分压辊轴承冷却不到位，导致轴承损坏，压辊不能自由转动，导致拉坯时引锭杆阻力增大，柔性引锭杆被拉起脱离支撑辊道，当拉坯力持续作用再加上铸坯和引锭杆的自身重力在瞬间足以克服阻力时，引锭杆就会突然下滑，恢复到与支撑辊面接触的位置。

图1 引锭杆受力示意图

图2 引锭杆压辊装置示意图

还有一种情况，引锭杆的阻力来自于结晶器内部，操作工在塞引锭头时，冷料放入的不规范，偶尔有部分冷料进入结晶器铜管与引锭头之间的缝隙里，在开浇时钢水没有充分融化缝隙内的冷料，自动拉坯时在引锭头与结晶器之间形成较大的阻力，当拉坯力克服了阻力时易导致开浇引锭杆下滑，严重时直接漏钢。

2.3.2 引锭杆关节不灵活引起引锭杆下滑

为了降低连铸机漏钢对二冷室内设备的损坏程度以及减少漏钢后清理废钢的时间，设备维护人员对喷淋条及辊道旋转接头等水、气管路的快速接头处都进行石棉布包扎，在一定程度上保护了设备，但是在引锭杆的运行过程中一些脱落的石棉布及其他杂物很容易掉进引锭杆关节里，甚至在关节的缝隙里发现过脱落的小螺丝、废钢渣等杂物，这些杂物如不及时清理，累积到一定程度会严重影响引锭杆关节的自由度，当某个关节僵死时，在拉坯时易导致引锭杆脱离辊面，当引锭杆克服了关节杂物的影响时也会导致突然下滑现象发生。

2.3.3 拉矫机辊面有油污打滑引起下滑

在把引锭杆送入结晶器后，有三台拉矫机压紧引锭杆杆身，当连铸机开浇时，拉矫机驱动辊转动带动引锭杆按照设定的拉速拉坯，如果拉矫机辊面以及引锭杆杆身的内外弧链节表面有油污时，很容易引起拉矫机打滑，导致拉坯力不足，引起引锭杆下滑，重新建立平衡后拉速恢复正常。

3 引锭杆下滑控制措施

通过分析引起马钢大圆坯连铸机引锭杆下滑现象的的主要原因，有针对性地采取了一些控制措施。

3.1 采取技术措施减少拉坯阻力

圆坯连铸机的压辊装置转动是否灵活是减少拉坯阻力关键措施之一，定期检查，保证压辊装置油气润滑、设备冷却水等管路畅通，防止轴承卡死。在引锭头的头部涂抹一点的润滑油，增加引锭头在结晶器内的润滑性。同时从电气控制上对压辊的动作程序进行了修改，由原来的开浇时压紧状态修改为引锭头顺利送入结晶器内以后压辊就及时抬起。

3.2 定期检查维护引锭杆

在确保现场操作安全的情况下，定期对引锭杆各处关节进行压缩空气吹扫，防止关节处有杂物、异物进入，保持关节灵活。定期对引锭杆头、引锭杆链节各处关节处进行加油润滑，及时清理引锭杆的内弧面和外弧面上的油污，及时紧固链节的压盖螺丝。

3.3 加强设备的点检管理

对引锭杆清扫和润滑、拉矫机辊面油污的检查、压辊装置转动是否顺畅制定专门的点检跟踪表，要求设备维护人员定人、定时对以上所述关键项目进行检查确认，及时做好记录，保证以上设备处于功能可靠的状态。

3.4 规范生产工的塞引锭头操作

对中包工的塞引锭头操作进行规范，要求对塞引锭头工序的操作流程严格按照操作规程来执行，减少因为塞引锭头不规范，冷料进入引锭杆与结晶器铜管之间缝隙过多，增加拉坯阻力。

4 结束语

通过对马钢大圆坯连铸机引锭杆下滑现象原因的分析研究，结合圆坯连铸机设备结构的特点，总结了拉坯阻力过大，引锭杆关节不灵活，拉矫机辊面打滑是导致引锭杆下滑的主要原因，采取提高设备可靠性、保证引锭杆各链节的清洁、加强设备日常点检、规范操作等多方面控制措施，经过半年的实施，基本缓解了开浇引锭杆下滑的现象，降低了连铸机漏钢几率。

[1]周敏.浅析酒钢4#、5#连铸机引锭杆窜动的原因[J].甘肃冶金，2011(2):19.

[2]马振翔.酒钢6#连铸机开浇引锭杆下窜原因及解决方案[J].甘肃科技,2013(9):68.

[3]吴玉生.5#板坯连铸机引锭杆下窜原因的分析与解决[M].酒钢科技专刊,2009:103.

[4]邹中升.主流大方圆坯连铸机的设备结构及问题研究[J].钢铁技术,2013(1):26-30.

Research and Control for Dummy Bar Down Slide in Round Bloom Continuous Casting Machine of Masteel

Xu Linlin

(Special Steel Plant of Maanshan Iron & Steel Co., Ltd., Maanshan 243000)

In this paper, combined with a number of phenomenon which dummy bar suddenly falling during the production of round billet continuous caster starts in masteel special steel company. Comprehensive study of the various factors may cause a down of the dummy bar, And from increasing equipment precision, equipment preventive maintenance, standardized operation, equipment action process optimization, etc. adopt the corresponding countermeasures.Effectively reduce the round billet continuous caster the chance of the dummy bar down sliding in cast starting. Reduces the cast starting steel leakage loss.

Round bloom Continuous casting machine Dummy bar Down slide

徐林林，男，1981年出生，毕业于沈阳航空航天大学机械设计及理论专业，研究生，工程师，从事圆坯连铸机设备管理工作

TF777

A

10.3969/j.issn.1001-1269.2015.02.009

2014-11-12)