连铸高效化生产中的水系统改造

连铸高效化生产中的水系统改造

蒲国庆

摘要介绍了XX钢铁集团公司炼钢厂连铸循环冷却水系统的历史与现状。着重阐述和总结了为实现高效连铸,对原冷却水系统所作的改造。

关键词高效连铸冷却水系统改造

Practice in Improvement of CC Circulating Cooling

WaterSystem for High—Efficiency Continous Casting

Pu Guoqing

(Xinjiang Iron and Steel Corp)

Abstract This paper described the past and current status of CC circulating cooling water system in steelmaking plant of Xinjinag Iron and Steel Corp. and emphatically sums up the improvement of CC circulating cooling water system for High-efficienty continous casting.

Keywords high-efficiency continuous castingcooling water systemimprovement

1 前言

XX八一钢铁集团公司炼钢厂原连铸循环冷却水系统于1993年10月随1号、2号连铸机相继投产而投入运行,其主要功能是:采用循环冷却方式分别对连铸结晶器、二冷段铸坯、连铸设备进行冷却,以满足当时连铸生产工艺及质量的要求。

随着炼钢厂连铸作业水平的不断提高及1995年9月3号连铸机的投产,我厂对原连铸循环水冷却系统进行了相应改造以适应当时连铸机生产的要求。

1997年3月,炼钢厂二炼钢系统实现了全连铸。但由于连铸机拉速低。只有3台连铸机同时作业方能保证二台转炉产钢全连铸。为降低炼钢工序生产成本,同时从八钢整体效益出发,实现轧钢一火成材。客观上要求,停开2号矩形坯连铸机,实现1号、3号小方坯连铸机与二台转炉的炉机匹配,完成全连铸。为实现这一目标,炼钢厂于1997年9月开始对1号、3号机进行高效化攻关。

高拉速是连铸机高效技术的一项重要指标。符合连铸机用水要求的循环冷却水系统是铸机实现高拉速的重要保证。

2 增速前连铸循环冷却水系统

我厂连铸循环水冷却系统分为净循环水系统和浊循环水系统(见图1、图2)。其中净循环水系统为半闭路系统,其主要用于冷却结晶器;而浊循环水系统主要用于铸机的二冷区用水,设备冷却、冲铁皮等。

图1 连铸净循环水系统流程

图2 浊循环水系统流程

3 连铸循环水系统存在的问题及对铸机增速的影响

3.1 净循环水系统

(1)供水杂质粒径超过标准要求的≤0.2mm,这一问题,造成结晶器喷嘴部分堵塞,从而不能保证铸坯壳在结晶器内四面均匀增长。

(2)系统泄漏率超过1%,使得补充水量增加,甚至由于补充的软水不够用,被迫向该系统补充工业新水,导致该系统因冷却水硬度超标,造成结晶器铜管外壁结垢,热阻增大,最终不能保证钢坯高速拉出结晶器时有足够的坯壳厚度。

(2)因受生产节奏的影响,该系统水压及水流速经常发生波动,从而不能有效防止冷却水在结晶器内腔汽化及控制冷却水在结晶器内的闪歇沸腾(冷却效果),增加了铸坯的不均匀变形。

3.2 浊循环水系统

(1)供水杂质粒径超过标准要求的≤0.2mm,悬浮物含量远远大于标

准要求≤20mg/L,达到50mg/L左右。这种情况造成二冷区喷嘴堵塞严重且频繁,导致铸坯四面因在二冷区内冷却不均匀,而发生扭曲的质量事故。

(2)供水压力及流量偏低,造成铸坯在二冷区不能按要求的二次冷却制度获得相应的比给水量。且由于冷却水压力流量偏低,使经过喷嘴射出的水流喷出速度减小,而不能有效穿透铸坯表面在冷却过程中形成的汽水膜,使铸坯在二冷区的冷却效果减弱。在高拉速情况下,时常发生因铸坯芯部未完全凝固,在切割时出现穿钢事故,对生产组织及设备安全运行造成影响。

此外,铸坯的二冷区采用人工根据工艺参数(钢种、注温、截面、拉速)进行配水,受人的因素影响,二冷区配水随机性较大。当铸坯表面在冷却区温降不能限制在200℃/m以下,将会因铸坯表面温降过快使得拉应力增大,促使铸坯表面裂纹的生成和扩大;当铸坯表面在回温区温升不能限制在100℃/m以下,将会因铸坯表面回温过快,使得凝固前沿的拉应力增大,促使铸坯芯部裂纹生成和扩大;当铸坯在进拉矫机前,不能有效避开相应钢种的脆性曲线温度X围(700～900℃),使得铸坯发生γ-α的相变和AIN等在晶界沉淀,在矫直区铸坯表面产生拉力,促使生成裂纹。

4 连铸循环冷却水系统问题的成因及解决措施

4.1 净循环冷却水系统4.1.1 供水杂质粒径超标问题

该系统存在的供水杂质粒径超标问题。其原因有:

(1)该系统自1993年投运使用至今,输水管道形成很多锈瘤和水垢,在水力冲刷的作用下,部分锈瘤和水垢脱落,而系统排污又不可能一次解决。造成该系统中杂质含量高且径粒粗大。

(2)该系统在输水管出口未设置水过滤装置,从而不能保证备用水点杂质粒径符合标准要求。

针对这一情况,我厂利用1997年11月设备中修的时机,对该系统管道进行了化学清洗,以彻底清除附着于管道内壁的锈瘤及水垢,并对管道内壁起到钝化作用。化学清洗完毕后,向该水系统加入阻垢缓蚀剂,并维持其浓度在300×10-6左右,以阻止管道内壁锈瘤及水垢的再生成,并减缓管道腐蚀速度。在输水管出口加装一台XX产1000m3/h自清洗过滤器,在结晶器水管入口前端加装人工清洗的网箱过滤器,以解决该系统供水杂质粒径超标的问题。

4.1.2 铜管外壁结垢的原因

该系统泄漏率超过1%,造成结晶器铜管外壁结垢。其原因有:

(1)因结晶器维修时未按规定力矩紧固密封紧固件,太松或太紧;结晶器铜管清理不好,存有一些杂质影响密封表面的结合;继续使用已老化的密封件等原因造成结晶器漏水严重。

(2)结晶器出水槽与回水管结合部因结晶器振动的需要留有一定的工作间隙,当结合部因浇注操作中溢钢被损坏而工作间隙增大,又未及时恢复,一部分冷钢及钢渣积聚于回水管端部又未及时清理等原因,造成系统水量泄漏严重。