方坯连铸中间包侧面排渣法的应用实践

郎俊刚张雷高岩

摘要：介绍了红钢方坯连铸中间包存在的问题，其渣子不易排出，使用寿命短，对铸坯质量和连铸生产成本有较大影响。根据存在的原因进行了分析，提出了改进措施，开发出了一种满足实际生产要求的新排渣法及排渣装置，并取得了令人满意效果。

关键词：方坯连铸；中间包；侧面排渣法

近二十年来，随着连铸技术的深入发展与推广，连铸已成为钢铁生产中的重要环节。在实际生产过程中，中间包是重点设备，是连接钢水包和结晶器之间的盛放钢水的容器。在生产使用过程中，他具有减压、分流、去除夹杂物和存储钢水的功效。因此中间包的寿命和优劣，直接影响着连铸机的产量和质量。随着连铸生产技术的发展和产量的提高，以前采用的8～12h的普通包已经满足不了连铸的实际生产。为了提高铸坯收得率、降低生产成本及开浇安全风险，采用26h及40h以上的长寿命中间包组织生产，但实际生产中由于中间包不能及时向外排渣确保正常的中间包液面高度，致使生产事故频发，未能达到预期的效果。为了尽快扭转这一局面，达到节能降本的目的，炼钢厂对中间包及排渣技术进行攻关改进，取得了令人满意的效果。

一、连铸机中间包的作用

（1）中间包内的钢液面可保持在某一高度基本不变，使钢水在较小与稳定的压力下平稳地注入结晶器，从而保证结晶器液面平稳无飞溅和紊乱。（2）进一步均匀钢水的温度和成分。（3）钢水在中间包内有一定的停留时间，有利于脱氧产物和非金属夹杂物的上浮。（4）对多流连铸机，通过中间包将钢水分配给各结晶器，达到分流作用。（5）中间包能贮存一定的钢水，从而保证钢包更换时不必停浇，为多炉连浇创造条件。由此可见，中间包的作用是：减压、稳流、除渣、均温、分流和储钢。

二、中间包连浇炉数存在的原因及分析

（一）存在的原因

根据目前连铸生产技术，连铸的中间包一般都在12h以上，为了提高铸坯收得率、降低生产成本及开浇安全风险，都采用26h及40h以上的长寿命中间包组织生产。中间包的容积一般为钢包容积的20%～40%，在中间包内为了使大颗粒夹杂上浮和避免卷渣，中间包钢水液面深度为500～800mm。因此，实际生产中为减少中间包内钢水涡流卷渣及使夹杂物充分上浮，采用及时排放中间包渣子的方法是确保钢水深度达到中间包除渣作用的措施。目前采用的26h及40h以上的长寿命中间包组织生产，在实际生产中浇铸时间一般为8～10h以后中间包渣层厚度达到200mm（6t左右）以上，如果不及时排出，将会降低了中间包的钢水液面高度，满足不了中间包的钢水液面的工艺要求；浇铸到中后期，中间包积渣过多容易造成中间包钢水下渣，导致铸坯夹杂和夹杂漏钢事故，甚至造成非正常停浇，严重影响中间包连浇炉数和铸坯质量，给连铸生产组织和降本增效管理工作带来很大困难。

（二）原因分析

原来中间包设计的排渣口在中间包的后侧中部，采用的排渣方式是后排渣法，在实际生产中由于结晶器距钢包转台护墙之间摆放渣盆的空间较小，所摆放的渣盆容量有限，不易在线更换，因此中间包渣子得不到及时向外排出，严重制约了中间包的使用寿命、连铸机的作业率及金属收得率。具体存在以下原因。

（1）渣盆容量小

红钢连铸中间包初始设计时是按定径水口中间包设计，使用寿命短（8～12h），采用后面排渣法，中间包排渣时将渣子通过后排渣口排入后渣盆中，因此结晶器距钢包转台护墙之间摆放渣盆的空间较小，所能摆放的渣盆容积较小，有效容积为2.4m3。每个渣盆仅可容纳约2.4m3的钢水和钢渣，约10t。随着连铸生产技术的发展和产量的提高，以前采用的8～12h的普通包已经满足不了连铸的实际生产。为了提高铸坯收得率、降低生产成本及开浇安全风险，红钢炼钢厂研究采用26h及40h以上的长寿命中间包组织生产。根据目前连铸钢包操作水平，钢包平均下渣量为0.4t/炉，8～10h以后中间包渣层厚度达到200mm（2.4t/m3左右）以上，因此无法排渣，必须停机处理。

（2）不便在线更换

以前采用后排渣法，渣盆摆放于结晶器与钢包转台护墙之间，渣盆装满时不能在浇铸过程中更换，造成被迫停浇，连浇炉数无法提高，26h中间包的平均包龄只能达到32/炉，给生产组织及生产准备带来了困难。

（3）中间包水口堵塞事故较多

采用后面排渣法，中间包浇铸到后期渣子不能及时排除，继续浇注会导致中间包渣层较厚，钢水液面偏低，中间包水口堵塞事故多。据统计平均每组造成中间包水口堵塞堵流10次以上，平均每次事故造成废坯2t，严重影响了连铸的铸坯收得率。

三、改进措施

（一）中间包排渣装置的设计改造

为了降低连铸的生产成本，提高中间包连浇率及铸坯质量解决上述生产困难，经过多方面研究对原有的中间包进行了改造——采用侧面排渣法。中间包侧面排渣装置，包括中间包本体、排渣口和渣盆，所述的排渣口设置在中间包本体一侧长1100mm，宽600mm，深450mm，距离中间包上口平面200～250mm。在排渣口和渣盆之间设计一活动溜渣槽，宽240mm，中间用槽型砖修砌，将中间包内的渣子引流到中间的侧面渣盆中。采用上述侧面排渣方法，整个排渣、更换渣盆的过程不影响连铸机的正常浇铸，有效解决了渣盆满无法更换、中间包内的渣子不能及时排出等等生产技术难题。

（二）侧面排渣法的步骤

（1）将中间包原有的后侧排渣口填实，在中间包两侧新增排渣口，侧排渣口高度与原后排渣口一致（排渣口的大小与高度根据各厂的生产工艺要求而定）；（2）确定改造后中间包的强度、性能不受影响且方便吊运，浇铸过程中不影响钢包引流；（3）如果中间包是两侧均有排渣口的大中间包，则将钢包引流一边的排渣口填实，单独使用另一侧的排渣口；（4）在连铸机铸流两侧摆放一个渣盆，根据现场实际情况设计一活动溜渣槽将中间包排出的渣子导流到侧面的渣盆内，当渣盆内的渣子达到一半以上立刻吊走，更换新的溢钢盆。采用上述侧面排渣方法，整个排渣、更换渣盆的过程不影响连铸机的正常浇铸，有效解决了渣盆满无法更换、中间包内的渣子不能及时排出等等生产技术难题。

四、应用效果

（1）采用侧面排渣法后，中间包渣子能及时排出，特别是长寿命中间包浇铸后期，有效减少了钢水中夹杂物质量分数，铸坯质量有了较大提高，铸坯收得率从以前的99%提高到99.5%。

（2）采用侧面排渣法后，中间包渣子能及时排出，中间包的浇铸液面保证在600～800mm以上，钢水夹杂物质量分数降低，有效减少夹杂漏钢事故；杜绝因溢钢盆渣子放满，中间包渣子过多无法排出造成的被迫停浇事故，大幅度程度上降低了生产成本，特别是中间包成本。

（3）采用侧面排渣法后，事故溢钢盆的更换周期由原来的每组钢停浇更换一次减少到3～4组更换一次，缩短了生产准备时间，有效提高了连铸业率，大幅度降低了职工劳动强度。

（4）采用侧面排渣法后，与往年相比，每组中间包水口堵塞事故从以前10次降低到零，降低事故坯量20t；那么以每年平均浇注1227组钢计算，每年可以多增产2.5万t。

（5）26h中间包的平均包龄从以前的32炉提高到了55炉；40h中间包的平均包龄从以前的40炉提高到了75炉，明显降低了连铸的生产成本。

通过对中间排渣法改造后，使用效果较好，顺利完成了预计的技术指标，实现了节能降耗的目的，充分证明了该排渣法在降耗增效上的突出作用，特别是在钢铁行业竞争激烈的今天，更是发挥了其突出功效，今后在冶金行业有较广阔的使用前景。

参考文献：

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