一种钢铁企业连铸不停机更换中间包方法与流程

1.本发明涉及一种钢铁企业连铸不停机更换中间包方法，属于钢铁冶金领域。


背景技术：

2.炼钢生产钢坯的工序是，铁水预处理、转炉（电炉）初炼、lf和rh精炼，通过连铸成为所需要的钢坯。连铸过程以钢水经过路径可分为钢水包、中间包、结晶器和连铸坯冷却四部分。
3.钢水包的容量通常以转炉的出钢量计算，要实现连铸，钢水必须要经过中间包进行混合（前一炉钢的少量钢水与后上连铸的一炉钢水的开浇钢水进行混合）才能实现不间断的连铸。但是影响连铸连浇炉数的主要因素是中间包的寿命，连铸钢水温度为1490～1610℃的范围内，中间包寿命为14个小时。通常的做法是中间包寿命到期，停机中断连铸。重新送引锭杆开机，准备时间需要45分钟至1.2小时，严重影响连铸机作业率，使制造成本增加。
4.连铸不停机更换中间包时影响因素多，过程控制复杂，常见的事故主要有以下三点。
5.（1）因连铸不停机更换中间包作业时间长，导致铸坯过冷使矫直应力过大或者尾炉钢温度低，为防止钢水结瘤持续高拉速浇注，中间包浇到后期时降拉速频率过快，铸坯液芯收缩过深、开浇后结晶器补注钢水后坯壳被撑大胀起，因结晶器有一定的倒锥度因此增大了拉坯阻力发生了滞坯现象使生产中断，严重时还会发生冻坯事故。
6.（2）在更换中间包作业过程中发生因操作方面原因使液芯收缩大，坯壳过度收缩向中心倒伏变形完全脱离铜板，坯壳和结晶器铜板的间隙过大，中包开浇后钢水从间隙流出，流出的钢水量较小又立刻凝固后形成了瘤胡子状，瘤胡子下行过程中经过足辊时可能会挂坏足辊，严重时导致漏钢事故。
7.（3）停浇后结晶器内有较多粉渣或者有大渣块未及时捞出，开浇时钢水给流小，结晶器内的渣子（块）等不能完全上浮嵌入坯壳后传热差使局部坯壳生长过于缓慢，接缝出结晶器后坯壳薄弱处就会发生卷渣漏钢；或者因钢水给流太小使新旧坯壳无法完全熔合在一起，铸坯接缝下行到矫直区时外弧位置被直接掰开，中心未凝固的钢水就从掰开出流出导致漏钢，该种事故破坏力极大。因此，不停机更换中间包作业虽然可以大幅度提高生产效率，但存在重大的安全生产风险。
8.检索文献：检索未发现有同类型论文专利。


技术实现要素：

9.本发明的目的在于提供一种钢铁企业连铸不停机更换中间包方法，可以降低制造成本和提高作业率。
10.一种钢铁企业连铸不停机更换中间包方法，即在中间包到达使用寿命时采用不停机更换中间包作业的方法，该方法控制的关键点非常多，综合起来可分为钢水节奏物流控
制步骤、各个关键点的钢水温度温度流控制步骤、各个时间节点的时间流控制步骤三个维度，1）、钢水节奏物流控制步骤：钢水液相线温度的精准计算，根据不同牌号的钢种确定连铸时的液相线温度：[c]％≤0.50％时：tll=1538-{55[c]％ 80[c]2％ 13.0[si]％ 4.8[mn]％ 4.3[ni]％ 1.5[cr]％ 30[p]％ 30[s]％}；[c]％＞0.50％时:tll=1538-{44-21[c]％ 52[c]2％ 13.0[si]％ 4.8[mn]％ 1.5[ni]％ 5.0[cu]％ 3.0[mo]％ 30[p]％ 30[s]％ 2.0[v]％}； [1]协调好生产节奏，钢包提前5-10min到达平台，在线使用和备用的中包车系统无故障，运行可靠；辊道两侧无干涉；[2]准备好开浇前用的工器具、水口夹钳、推渣铲、保护渣、烘烤待用的浸入式水口、盲板、引流管、开浇挡流木板及搅动结晶器液面的挑渣杆；[3]浇注的中间包每隔30秒左右降一档，0.05m/min，在8min内将拉速降到0.3m/min,保持0.3m/min浇注时间在60-80s,按照0.05/30s进行降档，降到0.3m/min时持续浇注60s后自动停拉速，中包停浇后在结晶器的1/3位置迅速放置封顶件支撑住坯壳，然后将铸坯下拉250-300mm；[4]距离中包停浇前3min备用中间包停止烘烤，对中间包耐材、塞棒、水口进行检查、确认，检查确认无误后开到中包车准备区域，中间包停浇时，将备用中间包车与正在浇注的中间包车向另一侧同时开动；[5]备用的中包车开到浇注位后，快速安装浸入式水口，安装盲板，对中，调整中包水口插入深度；[6]中包车准备完毕后钢包迅速开浇保持全流，浇注10吨钢水后测量中间包温度准备开浇，一般要求过热度≥25℃；[7]温度合适中间包压开塞棒开浇，出苗时间控制在40-60秒起步拉坯，从第一个中间包停浇到第二个中间包起步，时间控制在8分钟以内；各个关键点的钢水温度温度流控制步骤：[1]停浇前一炉，中间包温度控制过热度在18-25℃；[2]严格执行拉速匀速降档要求，每隔30秒降一档，拉速逐步降到0.3m/min保持浇注40-60秒，当中间包液位下降至300mm左右时，关闭塞棒，打入盲板取走水口立即在结晶器内各1/3位置放置封顶器顶紧坯壳， [3]开动中包车离开浇注位后，立即对结晶器内钢水用搅动棒搅动并捞出大块渣块，击碎小块渣条，并将铸坯拉至距离结晶器上口约250-300mm处停止；各个时间节点的时间流控制步骤：[1]钢包浇完后随着正在浇注的中间包液位的下降，开始逐步降低拉速并监视保护渣量的消耗来进行少量加入或者清除结晶器内过多的保护渣，确保中间包停浇时结晶器内只留有液渣；[2]停浇前0.4m/min或者0.3m/min的低拉速不要持续时间超过120秒；
[3]插攀开浇炉次的过热度要确保在30℃以上，插攀时出苗时间不宜过长，时间不超过60秒为宜。保持0.3m/min拉速持续60秒即可按照30秒左右一档升拉速到正常值。
[0011]
通过本发明的实施，解决了连铸不停机更换中间包导致的冷钢结瘤、冻坯、漏钢等难题，一个浇次（从连铸开始到停机结束）更换中间包次数达到14次以上，连铸连浇炉数达到262炉，持续连铸时间达到7天以上（10262分钟），提高连铸机不停机更换中间包成功率，大幅度提高连铸机的生产能力，降低工人的劳动强度,生产效率大幅度提高。该发明主要用于钢铁企业的连铸不停机热更换中间包的关键点控制方法，本发明针对炼钢厂连铸机不停机热更换中间包时的拉速，操作及关键控制点，提供的操作方法，提高了操作成功率与连铸机的作业率，降低了人工劳动强度，为企业的降低碳排放起到了积极的示范作用。
具体实施方式
[0012]
一种钢铁企业连铸不停机更换中间包方法，即在中间包到达使用寿命时采用不停机更换中间包作业的方法，该方法控制的关键点非常多，综合起来可分为钢水节奏物流控制步骤、各个关键点的钢水温度温度流控制步骤、各个时间节点的时间流控制步骤三个维度，1）、钢水节奏物流控制步骤：钢水液相线温度的精准计算，根据不同牌号的钢种确定连铸时的液相线温度：[c]％≤0.50％时：tll=1538-{55[c]％ 80[c]2％ 13.0[si]％ 4.8[mn]％ 4.3[ni]％ 1.5[cr]％ 30[p]％ 30[s]％}；[c]％＞0.50％时:tll=1538-{44-21[c]％ 52[c]2％ 13.0[si]％ 4.8[mn]％ 1.5[ni]％ 5.0[cu]％ 3.0[mo]％ 30[p]％ 30[s]％ 2.0[v]％}； [1]协调好生产节奏，钢包提前5-10min到达平台，在线使用和备用的中包车系统无故障，运行可靠；辊道两侧无干涉；[2]准备好开浇前用的工器具、水口夹钳、推渣铲、保护渣、烘烤待用的浸入式水口、盲板、引流管、开浇挡流木板及搅动结晶器液面的挑渣杆；[3]浇注的中间包每隔30秒左右降一档，0.05m/min，在8min内将拉速降到0.3m/min,保持0.3m/min浇注时间在60-80s,按照0.05/30s进行降档，降到0.3m/min时持续浇注60s后自动停拉速，中包停浇后在结晶器的1/3位置迅速放置封顶件支撑住坯壳，然后将铸坯下拉250-300mm；[4]距离中包停浇前3min备用中间包停止烘烤，对中间包耐材、塞棒、水口进行检查、确认，检查确认无误后开到中包车准备区域，中间包停浇时，将备用中间包车与正在浇注的中间包车向另一侧同时开动；[5]备用的中包车开到浇注位后，快速安装浸入式水口，安装盲板，对中，调整中包水口插入深度；[6]中包车准备完毕后钢包迅速开浇保持全流，浇注10吨钢水后测量中间包温度准备开浇，一般要求过热度≥25℃；[7]温度合适中间包压开塞棒开浇，出苗时间控制在40-60秒起步拉坯，从第一个
中间包停浇到第二个中间包起步，时间控制在8分钟以内；各个关键点的钢水温度温度流控制步骤：[1]停浇前一炉，中间包温度控制过热度在18-25℃，防止浇注过程中持续高拉速拉坯然后到停浇前突然降拉速使降档的时间不够，也可以防止发生因中间包钢水温度低造成低温结瘤而影响了中间包更换；[2]严格执行拉速匀速降档要求，每隔30秒降一档，拉速逐步降到0.3m/min保持浇注40-60秒，（禁止低拉速浇注超过120秒使坯壳过厚，液芯收缩过小）使铸坯内的液芯有合适的收缩量。当中间包液位下降至300mm左右时，关闭塞棒，打入盲板取走水口立即在结晶器内各1/3位置放置封顶器顶紧坯壳，（1600mm以上宽度可增加放置封顶器数量）。如果坯壳和结晶器铜板间产生了一定的间隙如果不是特别大，可在中包开浇前舀一些液渣倒入对间隙进行封堵；[3]开动中包车离开浇注位后，立即对结晶器内钢水用搅动棒搅动并捞出大块渣块，击碎小块渣条，并将铸坯拉至距离结晶器上口约250-300mm处停止。
[0013]
产生事故（3）的原因是停浇位置铸坯内有较多粉渣，开浇时又给流小使内部渣子（液渣、渣块等）未完全浮起嵌入坯壳中，因给流小新旧坯壳熔化熔合效果差，接缝处嵌入较大渣块传热效果差，坯壳生长缓慢，出结晶器后钢水静压力将渣块位置压开发生了漏钢。有时漏钢较小钢水流到足辊上后漏钢位置又马上凝固，这种情况发生后一般不易发现，但是从铸坯上的划痕可以发现。特别是在窄面发生的几率较多，如在宽面将发生较大漏钢事故。新旧坯壳的接缝焊合效果差在变弧区铸坯外弧被直接掰开，中心未凝固的钢水从掰开位置流出导致漏钢。
[0014]
各个时间节点的时间流控制步骤：[1]钢包浇完后随着正在浇注的中间包液位的下降，开始逐步降低拉速并监视保护渣量的消耗来进行少量加入或者清除结晶器内过多的保护渣，确保中间包停浇时结晶器内只留有液渣；[2]停浇前0.4m/min或者0.3m/min的低拉速不要持续时间超过120秒，过低的拉速会使液芯收缩过浅，凝固壳过厚过硬，新旧坯壳厚度偏差过大焊合差在变弧区容易被掰开；[3]插攀开浇炉次的过热度要确保在30℃以上，开浇时钢流要较大，一方面有利于结晶器内渣子完全上浮，另一方面较大钢水热流冲入还有利于脱离结晶器壁的坯壳热胀后重新贴紧结晶器壁加速了传热；较高的钢水温度也有利于新旧坯壳的焊合。插攀时出苗时间不宜过长，时间不超过60秒为宜。保持0.3m/min拉速持续60秒即可按照30秒左右一档升拉速到正常值。