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轴承钢连铸中间包快速更换的工艺

作者：bearingpower 发表时间：2010-12-12

摘要：介绍了石钢炼钢厂轴承钢连铸快换中间包的工艺实践，其中包括快换存在问题、原因分析及快换温度、准备工作、操作控制、水量控制、特殊情况处理等，高碳铬轴承钢快换不成问题的成功解决，为石钢轴承钢的成功开发奠定了基础。1 前言　轴承钢具有较大的市场需求量和较高的技术难度，以GCrl5为代表的高碳铬轴承钢(全淬透型轴承钢)是石家庄钢铁公司2004年以来开发的关键品种，石钢炼钢厂在大方坯连铸机生产GCrl5过程中发生了多次快换时漏钢及其它事故，制约了生产顺行和产量的提高。针对这一问题，我们进行了分析，摸索出了轴承钢快换时的工艺控制及操作要点，为稳定生产提高质量奠定了基础。2 铸机工艺参数　机型：3机3流渐进矫直弧形连铸机铸机半径：R12m/16m/32m断面：180*220 220*300 280*320　 300*360钢种：优质碳素钢、合金结构钢、管坯钢和齿轮钢拉速：0.9～1.5m/min 　0.6～1.2m/min　铯137液面自动控制二冷形式：四段回路全气雾冷却，冷却方式配置见表1：表1　二次冷却方式配置 3 快换不成原因分析　生产过程中发生轴承钢之间快换、GCrl5快换高液相线钢种及高液相线钢种换GCrl5三种情况，从漏钢地点接坯处观察有横裂、纵裂现象。　 GCrl5由于含有较高的碳、铬，成分控制如表2，液相线为1460℃，表2　 GCrl5成分(％) 其固液两相区温度区间达到131℃，因此GCrl5停浇时容易结壳，液相穴相对较浅；出结晶器后的铸坯回温相对较多，易造成连接处的坯壳重熔，使本来薄弱的环节更加薄弱；另外GCrl5相对铸坯较硬易造成拉坯阻力加大使振动产生晃动，外力增加。　由于存在上述特点，快换过程中，如果操作工接坯时大流冲击时间长，由于GCrl5液相线温度低，造成铸坯接头处凝固速度慢，出结晶器后铸坯回温较高，造成接头处连接不好。另外快换时由于钢种不同，二冷调整用水量可能使坯子受激冷产生应力裂纹，出结晶器时坯子从裂纹处掰开。4 制定措施4.1 确保快换前后的钢水温度　中包快换时前后钢水温度对快换的成功与否起重要作用。尤其是液相线相差较多钢种之间的快换，温度控制尤为关键。温度低时易发生水口结流、塞棒冻结、接头漏钢，温度太高对铸坯质量造成影响。因此对GCrl5快换中包前后温度做出规定：快换的前一包温度要比正常拉钢温度高5～10℃，确保带液芯快换；降低第一包上钢温度，中包过热度控制在30～40℃之间(图l为GCrl5快换前后中间包温度变化)。　4.2 工具准备及使用　主要使用工具为连接件，倒置棱台形。形状规则，以便顺利放入结晶器和冷却均匀。如图2所示，由于各钢种收缩系数不同，接头衔接不好，易发生接头拉断事故。停浇后加入倒置棱台形连接件，保证适当深度，以起到降温及加强连接作用；加连接件时操作工应密切观察结晶器液面，视凝固状态加连接件。如提前凝固，则开车前加2个连接件；如凝固较慢，则中包车开到位套好中包水口后开浇前再加1～2个连接件，其作用是连接铸坯和降低接口处温度。 4.3 时间及操作安排　中间包快换采用高液位，快换时间把握在2～3分钟。结晶器液面保护渣在前一包大包停浇后少加渣(以不裸露钢水为原则)停浇时结晶器内渣层保持微红(保温作用)，确保带液芯，且中包堵眼后及时清理液面上渣块，特别是铜套四边的渣圈必须清理干净，中包堵眼前备用中包开到溢钢槽处，以缩短快换时间保证铸坯温度。4.4 开浇操作　快换中包要突出“快”字，要求从上一中包停浇到下一中包开浇的时间必须小于5分钟。操作要点的关键在于使连接处的强度增加，铸坯向下拉深度500mm为宜；视中包温度情况浇钢工圆流冲击5～10秒后收小流60～80秒时间起步，拉速0.1m/min左右，目的是大流将GCrl5冲开，小流保凝固时间，尽量控制在1min以上。起步后及时观察脱壳及振动偏摆情况，如无异常缓慢涨拉速到0.2m/min(时间为2min左右)，稳定2～3min，尽量延长接头在结晶器内停留时间≮3min再涨至正常拉速(见图3)，保证连接牢固。 4.5 水量控制4.5.1 如前一个浇次为GCrl5，快换前0段水手动回零，再调为半自动，主控工在起步2min左右时手动开0段水，水量为0.8～1.0，等拉速涨到正常水平时再打自动，以增强接头处的冷却，提高连接强度；4.5.2 如GCrl5快换其他液相线温度较高的钢种时，当铸坯接头出结晶器后手动增加零段水水量，避免铸坯回温：4.5.3 拉出夹持辊后，再调整冷却水量。4.6 异常情况4.6.1 前一包温度较低，尾坯结壳液相穴较浅。应提前加引锭钩做连接件，开浇前用烧氧管将结壳处烧开，大流冲击，液面拉至500～600mm之间按开浇操作；若液芯面积小于专用连接件面积时，必须停止接坯操作，重新组织开浇。4.6.2 第一包温度过低则大流冲击后不关死塞棒小流控制防止堵水口，且水口不可接触液面；4.6.3 液面过高则需延长起步时间同时减少大流冲击时间。如铸坯拉下深度大于600mm时应按开浇操作；4.6.4 如果其它钢种温度过高，应防止高温钢水将凝固的连接处冲薄，应延长接头处在结晶器的停留时间；4.6.5 观察振动情况，如振动不稳可降低液面。5 结果　通过采取一系列措施，轴承钢的快换漏钢事故得到控制，快换成功率达到100％。6 结语　石钢炼钢厂成功解决了高碳铬轴承钢快换不成问题，为提高铸机作业率、产能、铸坯合格率及钢水收得率提供了有利保障，在节能降耗方面也取得了一定的成绩，更为石钢炼钢厂的轴承钢的成功开发奠定了基础。

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