板坯连铸机械常见故障及应对措施分析

吴克勇

（武汉西赛冶金工程有限责任公司， 湖北 武汉 430073）

0 引言

炼钢作为我国国家经济、发展的关键要素，关系我国各个领域的深化发展，关系我国钢材经济市场的稳定性。而板坯连铸机又是保障钢材产量与质量输出的关键，因此需要保障板坯连铸机稳定、持续、安全的运行，需要精准度定位该项设备可能存在的故障问题， 一方面编辑应急预案处理体系，应降低不必要的产生损失，或安全故事发生率[1]。另一方面为现场故障诊断、处理奠定良好基础，以保障故障得到快速、准确的解决。

1 板坯连铸机组成

板坯连铸机主要由钢包回转台、中间罐车、中间罐、结晶器、振动装置，弯曲段、扇形段、脱引锭装置、切前辊道、火切机、切后辊道、去毛刺机等设备组成，还包括液压系统、电气系统、冷却水系统、燃气系统、压缩空气系统等子系统，见图1。 从其构成看，板坯连铸机相比其它形式连铸机具有投资大、产量高、设备复杂、维修保养工作量大等特点。

图1 板坯连铸机基本构成图

2 板坯连铸机常见故障以及应对措施分析

2.1 结晶器窄面“跑锥”

结晶器跑锥问题会直接影响连铸机最终生产结果，如降低铸坯品质，甚至在各个因素综合影响下，还有可能会出现漏钢现象[2]。 分析这一故障诱因可以看出，其影响主要有：①缺乏有效的结晶器夹紧力；②结晶器窄面冷却水冲击；③缺乏有效的引锭杆起拉位置；④窄面足辊调整不合理；⑤坯头及坯尾影响窄面；⑥结晶器窄面受力；⑦传动机构各零部件间有缝隙。

本故障可采取以下措施：

（1）设置离线状态，然后以“反向跑锥”预留量参数为中心，调整窄面足辊。

（2）在调节结晶器时，要应用上拉下推技术（在线或离线）。同时，在确定或计算锥度时，要关注窄面上口传动机构和窄面下口传动机构位移状态——即前者要处于拉紧，后者处于顶紧状态，需注意：①前者状态主要向外移动，后者主要向内移动；②若调节结晶器锥度时，设备处于在线状态，那么应在确定结晶器夹紧状态后，并以此为依据通水。而若为离线，那么可略过这一环节[3]；③控制结晶器引锭杆的偏离状态，即结晶器窄面与引锭头两侧，间隙以保持在5mm 以上； ④要注意调宽调锥控制要素，要在结晶器宽面张开基础上，关注松开液压系统，看是否有泄露不正常情况。 需注意， 为防止造成铜板不必要的损伤，影响调锥最终效果，在调锥时不能夹紧；⑤对于上传动机构而言，其调整的最后一道工序方向应向外，而下传动机构正好相反。

（3）为降低结晶器夹紧影响碟簧稳定性，如多次超限压缩导致碟簧失效。应在设计结晶器夹紧机构间隙时，做好夹紧和松开工作的预留工作。究其原因，若此处缝隙较小，那么会提升碟簧所受压力。 同时，调整过程还应关注加紧的受力标准参数， 以提升内弧宽面的最终效果；第四，要依据检查规范，动态检查铜螺母、梯形丝杆、滑块等，若其磨损超过标准，应立即更换[4]。

2.2 扇形段辊子不转动

在连铸机运行过程中， 扇形段辊子不转动故障问题会导致铸坯楔形会划伤铸坯表面， 从而影响产品的最终质量。 尤其在辊子卡死后，还有可能会提升拉坯阻力，从而影响夹送辊电流或影响结晶器液面稳定性， 从而带来卧坯停浇严重情况。从这一故障问题的成因上看，其原因有：①缺乏有效辊子轴承润滑效果，导致轴承磨损情况明显；②辊子缺乏有效的冷却，导致其在热环境下出现变形等情况；③混用新旧轴承，而受到旧轴承因素影响，新轴承无法发挥相应的效果，甚至出现失效等情况；④未合理控制、调整扇形段辊面的精度。

本故障可采取以下应对措施：

（1）加强辊子轴承润滑效果，要严格依据操作、维护规范，做好扇形段干油（油气）系统检测工作，如其是否存在供油不足，或其是否存在漏油情况，或其是否存在堵塞情况等。

（2）为防止混用新旧轴承，要关注螺旋衬套轴承运行状态。 同时，也要与相关供应厂家联动，设计符合现场或不同环境且能够检测轴承的有效手段。

（3）要控制辊面调整精度。 如结合原故障表现情况，以±0.05mm 规格调整新辊子精度， 以±0.10mm 规格调整旧辊子精度；第四，要做好设备的各项维护工作。 ①要利用优质密封件，提升优质密封件质量。 同时，为提升密封件的应用效果，要依据其使用环境温度，定期更换失效的密封件；②要保障油液的干净度。一方面要避免内部污染源头等，如氧化变质的油脂（或油液）、液压元件不干净等因素。另一方面要做好外界污染物的控制，如在更换设备时灰尘的侵入等。

2.3 扇形段喷嘴堵塞

本故障问题会导致连铸机下线检修处理垢层难度加大、板坯两侧边缘受到损伤、铸坯局部冷却不均等问题。分析其原因可以看出，本问题主要有以下方面诱因：

（1）工艺用保护渣，如该物质在高温下会与水发生反应，并成长铁锈、CaCO3、CaF2等物质，从而造成喷嘴堵塞[5]。

（2）阻垢分散剂问题，由于阻垢分散剂会被高温影响而分解，因此阻垢分散剂在结晶器高达100℃的区域无法发生作用。

本故障可采取以下应对措施：

（1）选用耐高温阻垢分散剂，围绕连铸浊环结晶器扇形段区域水中含高浓结垢性离子， 冷却钢坯后冷却水温度高于90℃、冷却水喷嘴布水不均匀等工艺特点，选用可在170℃条件下不分解高温阻垢分散剂[6]。

（2）提升结垢严重部位药剂投加精准、浓度，以避免出现药剂随时间延长性能下降影响阻垢分散效果情况。

2.4 铸坯鼓肚

铸坯鼓肚主要是指铸坯的凝固壳受钢水静压力而鼓起， 鼓肚后会增加拉坯阻力， 严重时从铸机内拉不出坯子，使生产被迫中断，也容易损坏设备。

本故障处理方式可注意以下问题： ①调整两对辊间距，鼓肚量是与辊间距的四次方成正比，间距越大越容易鼓肚；②要有足够的二次冷却强度，以增加凝固壳厚度；③辊子要保持良好的刚性，防止变形；④拉速变化时，特别是由慢变快时，二次冷却水量也相应增加。

2.5 漏钢

本故障主要有以下表现， 其坯壳内的熔融钢水会泄露，并渗透至设备关键处，导致设备堵塞，而只有进行停机才能解决这一情况。 事实上，为清理泄露钢坯壳，会继续停机。 究其原因，泄漏的钢水在常温下凝固，这时需要采用将其切成小块，才能取出。 而这便会加大作业成本，降低生产效率。 从诱因看，其主要有：①引锭杆未依据规定拉出，会导致漏钢；②气雾冷却喷嘴有异物，影响其效果输出；③中间包浇注流存在偏离既定现行情况，导致传热不均匀；④结晶器中钢液面缺乏适宜的安全高度距离；⑤结晶器故障，导致水流无效；⑥缺乏正确的保护渣加入形式；⑦存在润滑不良情况，如坯壳和结晶器之间；⑧拉速或中包温度突然陡变等诱导因素。

本故障应对措施主要为：

（1）在吹氩完成后，以保障温度均匀为中心，立即进行温度测试。 如应维系浇注流温度、中间钢水稳定，即前者应为60℃，后者应为25～35℃。

（2）依据测量温度，控制拉速。 需注意，还应依据钢碳含量，优化拉速。

（3）要避免使用过期保护渣，需注意对于已经开袋的保护渣，不可应用于再次浇注。

（4）为提升坯壳润滑均匀性，或夹渣，应关注熔渣池厚度。

（5）要动态检查结晶器情况，如是否存在变形情况。需注意，为更好的适应设备窄面，应做好锥度调节工作。

（6）要做好浇铸前检测工作，如依据水压了解设备是否存在堵塞情况。

（7）要安装能够自动控制结晶器液面的设备，从而提升钢液面控制效果。

（8）要结合设备故障情况，对中调整中间包水口，并清洗其堵塞口。 同时，还应保障Ca—Si 芯无误，即能够喷入有效的金属丝。

（9）对于引锭杆头故障问题，应使用石棉绳密封，同时要保障激冷箱有合理的空间布置。

3 关于板坯连铸机日常养护与管理的建议

3.1 要编制正确合理的设备管理制度

首先，要深入板坯连铸机养护需求、运行故障处理要求等，编制适应性强的制度机制。一方面要求相关人员严格依据规定，履行自身岗位职责，另一方面要结合板坯连铸机管理需求，要求设备管理及操作人员主动学习、主动检测，以及时发现问题、解决问题；其次，要编制连铸机常见故障体系，并要求相关学习，以提升其日常维修、巡查的故障识别效率与质量；其三，要明确奖惩制度体系，要结合设备管理实际，定期考核相关人眼设备养护、维修等情况，并依据考核情况，给予一定奖励和处罚，以激发相关人员维修及操作技能学习的主动性与积极性。需注意，制度的编制应结合连铸机管理实际需求以及安全生产生产制度，以提升其制度最终效果输出。

3.2 要做好设备微观技术的养护与管理

（1）要注意做好防潮工作处理。 高温度、高湿度作为板坯连铸机运行的关键环境，若不做好防潮工作，必然会提升该设备的故障发生概率。据此，应严格要求设备养护人员及时检修干油分配器。究其原因，干油分配器能够量化检修设备，如油线参数、润滑油量的输出情况等。 而由于干油分配器会属于电气设备， 因此其受到周边潮湿环境的影响，而出现各种故障，如无法显示真实数据，甚至在某些情况下会“罢工”。据此，相关人员要定期检查空气湿度与温度。

（2）定期加固更换运作零件。若在检测过程中发现润滑剂充足，但部分零部件有磨损，要做好更换维修工作。在此基础上，在检测与更换部分零部件后，应做好表层清洁工作。如在定期检查后发现结晶器铜板存在问题，那么应及时更换弹簧，并在完成后立即清除其中涉及的残渣，以保障设备运行流畅性。

（3）要做好设备分级检修与养护工作。要围绕连铸机机构构成，以及异常情况发展概率情况，编辑分级分类检修与养护工作计划表，进行不同层面的检修与养护工作。例如， 若在检测过程中发现零部件拥有较高的故障发生概率， 应将其列为一级管理等级， 以降低其故障发生概率。若多次检测某设备故障发生概率较低，可对其开展常规管控工作，在定期润滑、磨损更换中，消除故障问题。同时，分级养护检修应配置工作标准，加强检修工作品质保障。 比如润滑标准、磨损程度等，提升养护检修工作的实效性。

4 结论

综上所述，目前板坯连铸机仍存在部分问题，不利于设备的有效、有序运行。 因此，相关企业要重视板坯连铸机常见故障，并在全面梳理其可能存在故障基础上，优化自身养护措施，并严格执行，以在提升连铸机运行效率与质量的同时，实现企业经济效益的增长。