CN111438343B

CN111438343B - 一种用于防止连铸终浇冒涨事故的工装及其防止方法

Info

Publication number: CN111438343B
Application number: CN201910039154.4A
Authority: CN
Inventors: 杨建华; 蒋鹏; 须剑峰; 艾小龙; 朱列昂; 杨锐
Original assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2019-01-16
Filing date: 2019-01-16
Publication date: 2021-08-13
Anticipated expiration: 2039-01-16
Also published as: CN111438343A

Abstract

本发明公开了一种用于防止连铸终浇冒涨事故的工装，设于尾坯坯壳与结晶器铜板之间的冷却缩孔位置，包括：具有折边的第一预制件、第二预制件和第三预制件；所述第一预制件、第二预制件和第三预制件的高度设置为一致，第一预制件、第二预制件和第三预制件上口位置的折边宽度设置为一致；所述第一预制件和第二预制件均还设有侧折边，第一预制件和第二预制件的长边、短边的宽度均设置为一致。本发明还公开了一种用于防止连铸终浇冒涨事故的防止方法。本发明降低传统的封顶方式对铸机设备及其控制精度造成影响，确保后续生产质量控制的稳定性。

Description

一种用于防止连铸终浇冒涨事故的工装及其防止方法

技术领域

本发明涉及连铸工艺控制领域，更具体地说，涉及一种用于防止连铸终浇冒涨事故的工装及其防止方法，特别是防止因各种连铸生产异常导致突然终浇后的尾坯冒涨事故。

背景技术

连铸终浇冒涨事故是一种连铸生产过程中常见的恶性事故，即在连铸终浇后，液态钢水从铸坯尾部溢出，导致铸机设备被钢水沾染的事故，通常冒涨事故发生后必须更换结晶器、支撑导向段等相应被钢水沾染的铸机设备、严重时还会发生滞坯事故。

导致连铸终浇冒涨的因素很多，主要有以下三种：

1)终浇时结晶器内保护渣太厚或者结晶器内下渣(中间包内的渣进入结晶器)，严重阻碍了铸坯尾部的散热，铸坯尾部凝固不良；

2)由于二冷过强等原因，尾坯外形收缩量大于铸坯内部钢液的凝固收缩量，导致钢水从尾部呕出；

3)铸机辊缝不良导致正常铸坯通过较窄的辊缝时内部钢水受到挤压后从铸坯尾部呕出。

在实际生产过程中，上述三种情形的第二种发生的概率最高，当铸机长时间处于低拉速、或者在正常浇注过程中遇到突发事件停车、引拔终浇等原因都会因为二冷水阀门响应速度慢、空冷和铸机设备带着的热量多等因素导致铸坯坯壳外形收缩过大，坯壳的外形收缩对坯壳内部的液态熔钢产生挤压作用，导致冒涨。

为了防止冒涨风险，国内外同行一直在关注和想解决此问题，并采用了各种各样的方法，主要如：

降速控制法，即采用比较合理的浇注速度下降方法和引拔断流前保持时间，以在减少尾坯缩孔的同时，控制尾坯表面的冷却强度，减少坯壳的收缩；

插件法，即在终浇后，在结晶器的铸坯坯壳顶部插入防止坯壳冷却收缩倒伏的插件；

强制封顶法，即在浇注结束(断流后)，在尾坯的顶部放入预制的封顶件，起到防止坯壳受冷倒伏并加速尾坯顶钢水凝固的方法；

捞渣法，即在终浇断流后，用专用工器具将结晶器内的保护渣捞出，以促进尾坯冷却凝固；

手工封顶法，即在终浇后再结晶器内投入钉屑等材料对铸坯尾部进行封顶；

还甚至有用打水的方法，加速尾坯顶部的凝固冷却等等方法。

上述这些方法在实际生产过程中也起到了一定的作用，防止了大部分冒涨事故的发生，但同时也导致了一系列的后遗症。其中，降速控制法只适用于正常引拔终浇时，且对降速速率控制、铸机二冷喷嘴设计和二冷控制阀门的响应速度有一定的要求。插件法同样只适用于正常浇注时的引拔封顶操作，且只对低烈度的冒涨风险有防控作用。强制封顶法对高烈度的冒涨风险有较好的效果，但预制的封顶件重量大、成本高，也必须用机械的方式投入，投入时中间包车必须离开结晶器，对两机两流的铸机的突发性单流异常终浇不适用，同时，铸坯尾部坯壳的倒伏量也会影响到这种预制件的投入深度，从而影响其防止冒涨的效果。捞渣法极大地增加了现场操作工的劳动强度，且在异常终浇过程中往往由于结晶器液面拉的过低，无法正常捞渣最终导致封顶失败，同时，捞渣法将终浇时结晶器内的保护渣捞出，导致结晶器钢水外露，在中间包车无法离开浇注位(另一个流在正常浇注)时，大量的辐射热对上方的中间包底部设备(滑动水口机构、吹氩管路等等)导致比较严重的伤害。手工封顶法在需要较大的人工投入力度的同时，其封顶效果较差，同时打水等方式导致铸坯严重过冷，在这段严重过冷的垂直铸坯进入到铸机弯曲段和矫直段时，会对铸机设备和设备精度导致严重的影响。

综上所述，上述这些方法无一例外的采用了堵的方式加速铸坯尾部钢水的凝固，在封顶不均匀，尾坯外部体积收缩与内部钢水凝固收缩量差异较大(外部体积收缩大于内部凝固收缩)时，坯壳内部多余的钢水会沿着封顶最薄弱的地方(甚至是坯壳最薄弱的位置)窜出，冒涨的烈度和危害程度会更大。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种用于防止连铸终浇冒涨事故的工装及其防止方法，能够防止因为各种原因，特别是连铸突发性异常终浇后的冒涨事故，使尾坯封顶时间、尾坯温度得到控制，从而降低传统的封顶方式对铸机设备及其控制精度造成影响，确保后续生产质量控制的稳定性。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一方面，一种用于防止连铸终浇冒涨事故的工装，设于尾坯坯壳与结晶器铜板之间的冷却缩孔位置，包括：具有折边的第一预制件、第二预制件和第三预制件；

所述第一预制件、第二预制件和第三预制件的高度设置为一致，第一预制件、第二预制件和第三预制件上口位置的折边宽度设置为一致；

所述第一预制件和第二预制件均还设有侧折边，第一预制件和第二预制件的长边、短边的宽度均设置为一致。

所述第一预制件、第二预制件和第三预制件的高度为结晶器高度的50％～70％。

所述第一预制件、第二预制件和第三预制件上口位置的折边宽度为50mm～150mm。

所述第一预制件和第二预制件长边的宽度为结晶器最大公称宽度的30％～40％。

所述第一预制件和第二预制件短边的宽度为结晶器最厚度尺寸的60％～70％。

所述第三预制件的宽度为结晶器最大公称宽度的35％～50％。

所述第一预制件、第二预制件和第三预制件均设有一对，且均为1mm～3mm的钢质薄板材料制成。

另一方面，一种用于防止连铸终浇冒涨事故的防止方法，包括以下步骤：

1)确认铸流发生突发性异常情况，断流、按下引拔方式；

2)异常处置，并将铸坯拉到结晶器铜板高度的30％～70％位置停止，优选50％位置；

3)确认尾坯坯壳与结晶器铜板之间冷却收缩并脱开；

4)在结晶器的四个角部分别插入第一预制件和第二预制件；

5)在尾坯坯壳与结晶器的两个长边铜板之间插入第三预制件；

6)用工器具捣动结晶器内的钢水液面，使钢水拨出到第一预制件、第二预制件、第三预制件与尾坯坯壳之间的间隙，使尾坯坯壳与第一预制件、第二预制件、第三预制件粘连；

7)启动铸机拉速，并逐步上升到正常的引拔速度；

8)尾坯出铸机后，确认第一预制件、第二预制件和第三预制件是否完整；若不完整，则到铸机内检查，找出丢失的第一预制件、第二预制件或第三预制件。

所述步骤4)中，确保第一预制件和第二预制件的上口折边与结晶器液面之间距离150mm～300mm。

所述步骤5)中，确保第三预制件与第一预制件、第二预制件之间重叠，且上口齐平。

在上述的技术方案中，本发明所提供的一种用于防止连铸终浇冒涨事故的工装及其防止方法，采用疏导的方式控制连铸冒涨对连铸生产造成的影响，尤其适合于连铸生产过程中突发的异常终浇后在另一个流仍需继续浇注的情况下的防冒涨控制，预制件制作成本低廉、预制件插入操作简便，同时，用于封顶操作安全、简单、快捷，且无需对结晶器进行打水、投入封顶材料等操作，在确保尾坯质量的同时，也大幅度降低过冷尾坯对铸机弯曲段、矫直段等区域设备精度导致的危害，以及由于封顶不良导致的高烈度冒涨事故的安全风险。

附图说明

图1是连铸终浇后结晶器液面情况的俯视图；

图2是图1中A-A向的剖视图；

图3是本发明工装中第一预制件的示意图；

图4是本发明工装中第二预制件的示意图；

图5是本发明工装中第三预制件的示意图；

图6是本发明工装插入结晶器内的示意图；

图7是图6中B-B向的剖视图；

图8是本发明防止方法的控制流程。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

请结合图1至图8所示，本发明所提供的一种用于防止连铸终浇冒涨事故的工装，设于尾坯坯壳1与结晶器铜板2之间的冷却缩孔3位置，上述为现有结晶器与尾坯坯壳1部分，在此就不再赘述。与现有技术不同的是，包括：具有折边的第一预制件4(见图3)、第二预制件5(见图4)和第三预制件6(见图5)。

较佳的，所述第一预制件4、第二预制件5和第三预制件6的高度h均设置一致，为结晶器高度的50％～70％。

较佳的，所述第一预制件4、第二预制件5和第三预制件6上口位置的折边宽度d均设置一致，在50mm～150mm之间。

较佳的，所述第一预制件4和第二预制件5均还设有侧折边，从而使第一预制件4和第二预制件5形成了短边和长边，第一预制件4和第二预制件5的短边的宽度a均设置一致，为结晶器厚度尺寸的60％～70％；第一预制件4和第二预制件5的长边的宽度b均设置一致，为结晶器最大公称宽度的30％～40％。

较佳的，所述第三预制件6的宽度c为结晶器最大公称宽度的35％～50％。

较佳的，所述第一预制件4、第二预制件5和第三预制件6均设有一对，且均为1mm～3mm的钢质薄板材料制成。

本发明还提供了一种用于防止连铸终浇冒涨事故的防止方法，包括以下步骤：

1)确认铸流发生突发性异常情况(如铸流长时间低拉速结死、急降速或紧急停止终浇)，断流、按下引拔方式；

2)异常处置(如捞出断水口)，并将铸坯拉到结晶器铜板高度的30％～70％位置停止，优选50％位置；

3)确认尾坯坯壳1与结晶器铜板2之间冷却收缩并脱开；

4)在结晶器的四个角部分别插入第一预制件4和第二预制件5，确保第一预制件4和第二预制件5的上口折边与结晶器液面之间距离150mm～300mm；

5)在尾坯坯壳1与结晶器的两个长边铜板之间插入第三预制件6，确保第三预制件6与第一预制件4、第二预制件5之间重叠，且上口齐平；

6)用氧气棒等工器具捣动结晶器内的钢水液面7，使钢水8拨出到第一预制件4、第二预制件5、第三预制件6与尾坯坯壳1之间的间隙，使尾坯坯壳1与第一预制件4、第二预制件5、第三预制件6粘连；

7)启动铸机拉速，并逐步上升到正常的引拔速度；

8)尾坯出铸机后，确认第一预制件4、第二预制件5和第三预制件6是否完整；若不完整，则到铸机内检查，找出丢失的第一预制件4、第二预制件5或第三预制件6。

综上所述，本发明是一种异常状态连铸冒涨事故的控制方法采用疏导的方法，即先制备第一至第三预制件4、5、6，在发现有冒涨事故风险的铸机终浇时，先将结晶器内的尾坯往下拉到结晶器高度的30％～70％位置停止，然后分别先在四个角部的结晶器铜板2与发生收缩的尾坯坯壳1之间插入第一预制件4和第二预制件5，在结晶器的宽边内外弧结晶器铜板2与发生收缩的尾坯坯壳1之间插入第三预制件6。由两块第一预制件4、两块第二预制件5和两块第三预制件6在坯壳上方围成一个空腔，此后，用氧气棒等工器具捣动结晶器的钢水液面7，使少量钢水8从坯壳内拨出，将插入的第一至第三预制件4、5、6与坯壳粘连，然后启动铸机拉速并正常升速到目标拉速，直至将铸坯拉出铸机。此时如果尾部有钢水冒涨溢出，溢出的钢水会留在这个空腔内，并随着铸坯一起被拉出铸机。在尾坯拉出铸机后对尾坯进行检查，如果发现插入的预制件有缺失的，到铸机内将这些掉落的预制件检出即可。

铸坯冒涨事故是铸机生产过程中的一种恶性事故，以往为防止冒涨事故而实施的各种封顶作业对人身安全的威胁和对铸机设备精度的伤害也非常严重地存在于各个企业，因为铸坯封顶措施不合理而导致后续生产质量稳定性差的问题更是非常普遍。本发明采用疏导的方式解决铸机终浇冒涨的问题，在很好地防控冒涨对铸机设备造成直接伤害的同时，起到保护铸机精度的作用，操作高效、简洁，成本低廉，具有非常广泛的应用和推广前景。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims

1.一种用于防止连铸终浇冒涨事故的工装，设于尾坯坯壳与结晶器铜板之间的冷却缩孔位置，其特征在于，包括：具有折边的第一预制件、第二预制件和第三预制件；

所述第一预制件和第二预制件均还设有侧折边，第一预制件和第二预制件的长边、短边的宽度均设置为一致，

两块所述第一预制件、两块所述第二预制件和两块所述第三预制件在坯壳上方围成一个空腔。

2.如权利要求1所述的一种用于防止连铸终浇冒涨事故的工装，其特征在于：所述第一预制件、第二预制件和第三预制件的高度为结晶器高度的50％～70％。

3.如权利要求1所述的一种用于防止连铸终浇冒涨事故的工装，其特征在于：所述第一预制件、第二预制件和第三预制件上口位置的折边宽度为50mm～150mm。

4.如权利要求1所述的一种用于防止连铸终浇冒涨事故的工装，其特征在于：所述第一预制件和第二预制件长边的宽度为结晶器最大公称宽度的30％～40％。

5.如权利要求4所述的一种用于防止连铸终浇冒涨事故的工装，其特征在于：所述第一预制件和第二预制件短边的宽度为结晶器厚度尺寸的60％～70％。

6.如权利要求1所述的一种用于防止连铸终浇冒涨事故的工装，其特征在于：所述第三预制件的宽度为结晶器最大公称宽度的35％～50％。

7.如权利要求1所述的一种用于防止连铸终浇冒涨事故的工装，其特征在于：所述第一预制件、第二预制件和第三预制件均设有一对，且均为1mm～3mm的钢质薄板材料制成。

8.一种用于如权利要求1-7任一项所述的用于防止连铸终浇冒涨事故的工装的防止方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)确认铸流发生突发性异常情况，断流、按下引拔方式；

2)异常处置，并将铸坯拉到结晶器铜板高度的30％～70％位置停止；

3)确认尾坯坯壳与结晶器铜板之间冷却收缩并脱开；

4)在结晶器的四个角部分别插入第一预制件和第二预制件；

7)启动铸机拉速，并逐步上升到正常的引拔速度；

9.如权利要求8所述的防止方法，其特征在于：所述步骤4)中，确保第一预制件和第二预制件的上口折边与结晶器液面之间距离150mm～300mm；

所述步骤2)中的高度位置为50％。

10.如权利要求8所述的防止方法，其特征在于：所述步骤5)中，确保第三预制件与第一预制件、第二预制件之间重叠，且上口齐平。