在连续铸钢的生产过程中 ,当钢包中含氧化铁 ,氧化锰和氧化硅的炉渣流入中间包以后 ,会造成钢水中铝和钛等易氧化合金元素的烧损 ,并产生氧化铝夹杂物 ,影响钢水的纯净度 ,并最终造成冷轧钢板的表面质量问题 ,此外钢水中的氧化铝夹杂还会造成水口堵塞 ,影响结晶器内的流场以及中间包连浇炉数。为了避免钢包中的炉渣进入中间包 ,在生产对钢质纯净度要求非常严格的钢种如汽车板时有些钢厂采用钢包留钢操作 ,这样虽然满足了质量要求 ,但钢水的收得率低。传统的通过目视来判定钢包下渣的方法误差大 ,由于每个操作工的经验都不一样 ,有的明显提早关闭滑板 ,有的在明显下渣时才关闭滑板 ,这样钢水质量波动大。为了有效控制连铸过程的钢包下渣 ,国外一些公司开发了钢包下渣自动检测装置 ,比较有代表性是德国AMEPA公司开发的电磁感应法下渣检测技术和美国ADVENT公司开发的声振法下渣检测技术。目前工业大生产中应用的下渣检测装置中 90 %以上采用的是AMEPA公司的电磁感应法下渣检测技术。德国、法国、日本大部分连铸机于 90年代初采用了AMEPA公司的下渣自动检测技术 ,目前韩国浦项钢铁公司和台湾中钢公司的板坯连铸机也都采用了AMEPA公司的下渣自动检测技术。宝山钢铁股份公司 (以下简称宝钢 )三期工程二炼钢 1 45 0mm连铸机 1 998年投产时也采用的是AMEPA公司的钢包下渣检测装置 ,鉴于其良好的运行效果 ,2 0 0 2年宝钢决定在一炼钢 1 930mm板坯连铸机上通过技术改造的方式增加AMEPA公司的钢包下渣检测装置。1 电磁感应法下渣检测的原理电磁法下渣检测技术就是在大包包底上水口外围装上传感器 (一级和二级线圈 ) ,当钢液通过接交流电的线圈时 ,就会产生涡流 ,这些涡流可改变磁场的强度 ,由于炉渣的电导率显著低于钢液的电导率 ,仅为钢液电导率的千分之一 ,如果钢流中含有少量炉渣 ,涡流就会减弱 ,而磁场就会增强 ,如图 1所示 ,磁场强度的变化可通过二级线圈产生的电压来检测。这种低电压信号经放大处理后 ,可以显示出带渣量的多少 ,达到报警的设定值时系统就会产生报警并关闭钢包滑动水口。图 1 电磁法下渣检测的原理 传感器的灵敏度、传感器安装精度以及系统的抗干扰能力是获得稳定的下渣信号的关键。只有获得稳定的下渣信号 ,才能确保系统工作的可靠性和精度。2 影响下渣检测信号的因素下渣信号的强弱与钢流中的带渣量以及渣在钢流中的分布有关 ,渣在钢流中的分布状态有 3种类型如图 2所示 ,一是渣位于钢流的中央 ,二是渣在钢流中均匀分布 ,三是渣分布在钢流的表面 ,图 2中列出了 3种状态下渣信号与渣的比例的关系 ,可以看出不管在哪种状态下随着渣的比例的增加 ,下渣信号也随之增强 ,也就是说 ,渣信号与钢流中的带渣量是明显相关的 ,同时也不难发现 ,状态三的下渣是最容易检测的 ,很少下渣比例就会产生很强的下渣信号 ,状态二与状态三相比下渣信号略差一些 ,最难检测的是状态一 ,下渣比例为 2 0 %时才能产生约 5 %的下渣信号。据报道 ,渣在钢流中的分布是很复杂的 ,不同的钢厂、不同的钢包、不同的工艺条件均可能产生不同的分布状态 ,因此要精确定量测量出钢流中渣的比例几乎是不可能的。事实上 ,渣的比例从 0 %上升至1 0 0 %只有几秒钟时间 ,因此报警值设定在多少已图 2 渣在钢流中的不同分布对渣信号的影响不是特别重要了 ,重要的是钢包滑动水口的关闭速度。在钢包浇铸过程中 ,由于温度的上升 ,线圈的电压和电流会逐渐变小 ,但变化的幅度最大不会超过 2 0 % ,如果变化过大 ,说明有故障存在如绝缘不良、插头接触不好等。当钢包水口内结瘤时会导致下渣信号变弱 ,有时下渣信号甚至达不到设定值。另外如果人工提前关闭钢包滑板 ,也不可能出现下渣信号。有时会过早发生下渣报警 ,影响因素有 :钢渣异常卷入钢流、周围环境的其他信号干扰以及接触不良造成的信号波动等。另据文献 <1 >报道 ,钢包水口引流砂的加入状况对下渣检测的信号也会产生一定影响。3 增加钢包下渣检测装置的改造及运行效果 2 0 0 2年初合同签订后 ,进行资料交付 ,2月进行初步设计 ,接下来是施工设计 ,5月份设备到货后进行三电改造和钢包的改造工作 ,增设钢包下渣检测装置工作量最大的就是对每只钢包底部的改造及传感器线圈的安装 ,如图 3所示。在不影响正常生产的条件下 ,调度好钢包 ,确保每只钢包能够按计划下线进行改造。当完成 3～ 4只钢包的改造后 ,即可进行系统调试工作 ,9月上旬完成功能考核 ,接下来就进入大生产投入使用阶段。自 2 0 0 2年 9月宝钢炼钢厂一连铸钢包下渣检测装置正常投入大生产应用后 ,对于纯净度要求较高的钢种在大包浇铸末期不用留钢操作了 ,完全由下渣检测装置自动判定并关闭滑动水口 ,带来的最明显的效果就是连铸收得率的提高 ,如图 4所示 ,收得率平均比以前提高 0 .4% ,平均每炉钢可减少留钢约 1t。中间包连浇 8炉后 ,渣层厚度不超过 5 0mm。同时减轻了大包操作工的劳动强度 ,改善了操作工的工作环境。图 3 传感器的安装位置示意图1.钢包耐材 ,2 .包底部的外壳 ,3.传感器 ,4 .固定传感的装置4 结 语钢包下渣检测已成为现代连铸生产和质量控制的重要技术之一 ,它对防止钢包过量下渣、提高钢水纯净度 ,提高连铸钢水浇铸收得率、改善大包图 4 下渣检测装置投入后钢水收得率的改善操作工的劳动强度和工作环境均有明显的效果 ,使用下渣检测技术不仅提高了连铸生产的自动化水平 ,同时可以获得明显的经济效益 ,宝钢一连铸应用钢包下渣检测装置后 ,收得率平均提高了约0 .4%。宝钢一连铸钢包下渣检测技术的应用@陈华$宝山钢铁股份公司炼钢厂!上海200941 连铸;;钢包;;下渣检测叙述了宝钢炼钢厂一连铸采用的电磁法下渣检测的原理及使用效果,钢 包下渣检测已成为现代连铸生产和质量控制的重要技术之一,它对防止钢包过量下渣、提高钢水纯 净度,提高连铸钢水浇铸收得率、改善大包操作工的劳动强度和工作环境均有明显的效果,使用钢包下渣检测技术不仅提高了连铸生产的自动化水平,同时可以获得明显的经济效益。<1> T.J .(Sam)Gokey,MethodologytoimproveLadleslagdetec tion
.Steelmakingconferenceproceedings,1994,261264钢包下渣检测已成为现代连铸生产和质量控制的重要技术之一 ,它对防止钢包过量下渣、提高钢水纯净度 ,提高连铸钢水浇铸收得率、改善大包图 4 下渣检测装置投入后钢水收得率的改善操作工的劳动强度和工作环境均有明显的效果 ,使用下渣检测技术不仅提高了连铸生产的自动化水平 ,同时可以获得明显的经济效益 ,宝钢一连铸应用钢包下渣检测装置后 ,收得率平均提高了约0 .4%。宝钢一连铸钢包下渣检测技术的应用@陈华$宝山钢铁股份公司炼钢厂!上海200941 连铸;;钢包;;下渣检测叙述了宝钢炼钢厂一连铸采用的电磁法下渣检测的原理及使用效果,钢 包下渣检测已成为现代连铸生产和质量控制的重要技术之一,它对防止钢包过量下渣、提高钢水纯 净度,提高连铸钢水浇铸收得率、改善大包操作工的劳动强度和工作环境均有明显的效果,使用钢包下渣检测技术不仅提高了连铸生产的自动化水平,同时可以获得明显的经济效益。<1> T.J .(Sam)Gokey,MethodologytoimproveLadleslagdetec tion.Steelmakingconferenceproceedings,1994,261264
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