梁保青 赵臣瑞 王全喜
（河南熔金高温材料股份有限公司）
摘 要：针对钢包下水口在浇钢过程中松动造成下滑板与下水口间夹钢，渗钢，甚至漏钢及导致滑板连滑比率偏低的问题，结合现场使用实际情况进行分析，通过改进下滑板与下水口的配合方式，改善下水口成型工艺等措施避免下水口松动，解决下水口因松动原因造成的浇钢生产质量隐患及滑板连滑比率偏低的技术难题。
关键词：下水口；松动；夹钢；渗钢；漏钢；原因分析；改进措施；连滑比
随着洁净钢冶炼技术、高速高效连铸技术及滑板多炉连用技术的发展，提高下水口使用次数与安全系数是目前迫切需要解决的问题。在钢包浇钢过程中，由于下水口的松动造成下滑板与下水口间夹钢、渗钢，甚至导致漏钢事故，严重影响了炼钢企业的生产节奏与安全生产，也在很大程度上影响了钢坯的烧铸质量;同时，因滑板连滑比率低，增加了吨钢耐火材料消耗，升高了炼钢的单位成本。某钢厂钢包容量为65t，月出钢量为37~38万t，其中精炼钢占3/5，普钢占2/5，精炼钢精炼时间40min左右，钢水停留时间为2.5h左右，其中轴承钢周转时间较长3~5h。钢种精炼钢主要是45#、40Cr、20CrMnTi、30MnSiA、35K、M115、SPHC、GCr15等。下水口松动事故率达到1.5‰，对钢厂的正常生产和连滑率产生较大影响，因此分析研究钢包下水口松动的原因，是解决其在使用过程中松动的主要途径，并制定相对应的改进措施。
一、下水口松动原因分析
1.1 下水口组装工艺
国内多家耐材企业生产的钢包下水口属于铝碳材质，该系列下水口采取摩擦压力机或液压机成型下水口本体外套，经烘干后通过油压机用粘结料将下水口钢壳与本体外套按照图纸尺寸要求组装在一起，由于钢包浇钢使用过程所受的中包热辐射不同及下水口钢壳与耐材本体、粘结料膨胀系数不同，同时，在使用过程中火泥在高温下烧结体积收缩，因此导致下水口本体与下水口钢壳间有缝隙，从而耐材本体发生位移导致下水口在使用过程中存在松动现象。
1.2 下水口旋紧装置与下水口材质差异
国内外滑动水口机构对下水口的安装固定多采用旋紧装置刚性外旋方式，下水口旋紧装置多采用铸钢件或铸铁件，其与钢包下水口在浇钢过程中的热膨胀数差异较大，下水口热膨胀系数为1.4×10-6K-1，由于下水口固定是刚性锁紧，在膨胀收缩不同步的情况下，必然会造成旋紧装置松动引发下水口松动造成夹钢、渗钢等漏钢事故隐患。
1.3 连铸套长水口操作因素的影响
目前，国内多家钢铁企业，为了冶炼洁净钢、品种钢，多采取钢包浇钢时下水口下部套长水口的工艺来满足炼钢质量要求，套长水口多采用液压驱动和手动两种办法来实现，由于操作工在进行套长水口作业过程的熟练程度不同，导致长水口位置套偏或重复操作导致下水口受剪切力过渡，从而引发松动，造成浇钢质量隐患或漏钢事故。
1.4 保护套管对下水□的拉应力
目前，国内炼钢企业钢包下水口保护套管的运动主要是由下水口带动保护套管及其支架完成的，滑动水口机构通过滑块控制钢水流量，同时由下水口带动保护管做直线运动，部分用户配套设计的下水口因形状差异、会导致保护套管运动过程中对下水口施加了较大的横向切应力超过了下水口旋紧装置对下水口在滑动水口机件上的固定力，因此造成了下水口的松动，带来漏钢事故隐患。
二、改进措施
2.1 改进下水口的成型组装工艺
采用下水口带钢壳整体浇注成型工艺替代组装工艺，使下水口与钢壳之间没有粘结料填充，避免了粘结料膨胀收缩引发的下水口钢壳与本体间发生的位移现象，有效解决了下水口在浇钢过程中出现的松动问题，如图1所示。
图1 成型改进前后下水口的形貌对比
2.2 减少下水口与下滑板之间的配合间隙
以InterstopCS80机构配套下水口为例进行说明。
通过减小下水口与下滑板旋紧后四周配合的间隙来预防下水口热膨胀收缩后的活动空间，从而阻止下水口松动的发生。图2所示改进前后下滑板与下水口配合尺寸的对比。
图2 改进前后下滑板与下水口配合尺寸的对比
2.3 改进下水口在滑动水口机构内的固定方式
以WHRJ410-B3机构配套下水口为例进行说明:通过将下水口用旋紧套旋紧固定改为螺栓固定下水口旋紧装置的操作方式来解决下水口松动问题，彻底杜绝了下水口松动引发的漏钢事故隐患，并能提高滑板的连滑比率。图3所示下水口旋紧装置固定改进前后方式的对比。
图3 改进前后下水口在机构内的固定方式对比
通过上述改进，影响下水口松动的因素有下水口的组装工艺、下水口和旋紧装置材质热膨胀系数差异、套长水口操作熟练程度及保护套管的拉应力等，通过改变成型工艺方式，由火泥组装到直接浇注成型，减小下水口与下滑板之间的配合间隙和改进下水口在滑动水口机构内的固定方式，来解决遇到的问题，通过一系列措施该钢厂下水口松动事故率降低到0.6‰以下，解决了下水口松动问题。
三、结语
通过对钢包下水口在钢包浇钢过程中松动的原因进行分析并找出相应的改进措施，避免了在浇钢过程中因下水口松动造成的夹钢、渗钢甚至漏钢事故的发生，同时提高了滑板的连滑比率，降低了吨钢的耐材成本。
来源：（2015耐火材料综合学术年会（第十三届全国不定形耐火材料学术会议和2015耐火原料学术交流会）论文集
