【word】 板坯电渣重熔炉结晶器报废原因分析及改进措施

【word】 板坯电渣重熔炉结晶器报废原因 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 及改进措施 板坯电渣重熔炉结晶器报废原因分析及改 进措施 第17卷第2期 ? 30’2011年4月 宽厚板 WIDEANDHEAVYPLArE Vo1.17.No.2 April2011 板坯电渣重熔炉结晶器报废原因 分析及改进措施 刘创王全胜 (舞阳钢铁有限责任公司) 摘要着重对舞钢公司40t板坯电渣重熔炉结晶器的报废原因进行了分析研究,阐述了针对该类型结 晶器所制定的维护,修复与报废 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ,同时提出了延长结晶器使用寿命和降低结晶器使用成本方面的一些措施 和设想展望. 关键词板坯电渣重熔炉结晶器报废原因改进措施 CausesAnalysisonRejectionofESRFurnaceMould forRemeltingSlabandInnovativeApproach LiuChuangandWangQuanSheng (WuyangIronandSteelCo.Ltd) AbstractThisarticleanalyzesandstudiesthecausesofmouldrejectionfor40tESRfurnaceremeltingslabin WuyangIronandSteelCo.Ltd,elaboratesthestandardofmaintenance,repairandrejeetiondevelopedforsuchmould, andputsforwardsomemeasuresofprolongingservicelifeofmoudandloweringoperationcostsofmouldaswellas prospectionforfuturedevelopment. KeywordsESRfurnaceforremeltingslab,Mould,Causesofrejection,Innovativeapproach 0前言 电渣冶金属于特种冶金范畴,其基本和核心 技术就是电渣重熔(ElectroslagRemelting,简称 ESR),是一种二次精炼手段. 2005年底,舞钢与东北大学合作,在国内率 先立项建设40t双极串联抽锭式板坯电渣炉,集 中了低频供电,双极串联,抬结晶器等先进 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 技 术,该炉型具备所有板坯电渣炉的优越性,是目前 国内唯一也是最先进的大型板坯电渣炉.因电渣 重熔的整个过程是在结晶器内进行的,所以结晶 器的自身质量与电渣重熔工艺,电渣锭质量,生产 过程安全有着密不可分的关系. 140t板坯电渣重熔炉结晶器简介 舞钢40t板坯电渣重熔炉从设汁制造到建设 安装,投产达效,再到生产工艺的不断优化和发 展,其电渣锭产品已经以其优越的性能在高端钢 板领域占据一定地位,填补了国内空白,在重大工 程项目中发挥了巨大作用,如国家大飞机项目用 20MnNiMo钢板等.工艺的发展和新产品的开发 离不开结晶器的设计改造,结晶器设计越合理,品 种类型越多,越能开发出更多规格,更大单重的电 渣锭产品.该类型结晶器由4块铜板和4块水箱 通过紧固螺栓成对组装而成,形状近似于中空的 长方体,铜板和水箱中间通水对电渣锭进行冷却. 目前,板坯电渣重熔炉结晶器系列已经拥有640 型,700型,760型,940型,960型,980型等,为电 渣锭新产品的开发奠定了基础.值得一提的是 2010年7月在980型结晶器基础上,成功开发出 单重达50t的电渣锭,突破了原设计只能生产单 重40t电渣锭的极限,同时为设计和建设更大吨 第2期刘创等:板坯电渣重熔炉结晶器报废原因分析及改进措施’3l? 位的板坯电渣重熔炉积累了宝贵的经验. 2结晶器报废原因分析 2.1铜板拉弧打火 板坯电渣重熔炉化渣升温期,以最大的功率, 最快的速度升温化渣,电压,电流逐渐升高,为后 期自耗电极的重熔提供基础.电流越大,其产生 的电磁场就越大,自耗电极在电磁场的作用下,在 结晶器内产生晃动(尤其是横向晃动),在自耗电 极晃动的影响下,渣液及钢液内的铝粒,杂质会接 触结晶器铜板表面产生拉弧打火现象,严重时自 耗电极本体会碰到铜板,拉弧打火给铜板留下面 积更大,深度更深的凹坑.在结晶器寿命达到50 炉次以上时(以760型结晶器为例),打火留下的 小坑会连成一片,区域范围为150mm×600mm 左右,最深处达5mill左右,这种现象对结晶器抽 锭生产,电渣锭表面质量及生产过程安全是十分 不利的.图1为铜板拉弧打火产生的凹坑. 图1铜板拉弧打火产生的凹坑 2.2铜板浸蚀凹陷 在距离结晶器上部约200mlYl以下的区域, 为渣液层,生产过程中渣液温度在l650?以上. 且采用移动结晶器的生产方式,渣液层在结晶器 内部的位置区域在整个生产过程中是不变的,而 每炉的生产周期一般在20,30la,大型电渣锭会 更长,在30,40h.整个生产周期内渣液层区域 的铜板一直受到高温渣液的浸蚀,同时,在结晶器 上部干燥气体的高压吹扫和结晶器内部水流量和 压力不断调整变化的影响下,在结晶器寿命达到 70炉次以上时(以760型结晶器为例),渣液层区 域会产生不同程度的凹陷变形,区域范围约为:窄 边600mm×150mm,宽边1700mm×100mm,最 深处达到10mm左右.这种凹陷变形给抽锭生 产和电渣锭表面质量带米的不利因素也是不容忽 视的.图2为结晶器铜板的凹陷区域. 图2结晶器铜板的凹陷区域 2.3铜板表面裂纹 不同规格的结晶器在上线生产一段时间后 (寿命不易掌握),在铜板表面不同区域都会出现 不规则的网状或树突状的明,暗裂纹,明纹经过风 磨机打磨处理后可以消除,但暗纹却不易打磨消 除,且这些暗纹在以后的生产过程中还会发展延 伸,给结晶器寿命带来不可控的因素.铜板产生 裂纹的真实原因一直不明确,经过观察,分析和研 究认为,是因铜板长时间表面处于高温,内部处于 水冷低温,渣液和钢液浸蚀的状况下由自身疲劳 产生的,这种现象在结晶器使用过程中不可避免. 图3为结晶器铜板的表面裂纹. 图3结晶器铜板的表面裂纹 ? 32?宽厚板第l7卷 2.4铜板有效厚度小于紧固螺栓所要求的安全 厚度 结晶器铜板有限厚度是指铜板在经过打火, 凹陷变形,修复处理后所剩余的厚度,即打火凹坑 底部,凹陷变形区域底部,经过刨削修复后铜板表 面到铜板内部水槽底部或紧固螺栓螺纹孑L底部的 距离.紧固螺栓所要求的铜板安全厚度是指在螺 栓紧固力矩120N?m,铜板不产生变形拉裂,螺 栓不被拉出铜板螺纹孔的条件下所要求的铜板有 效厚度,设计为10,12mm.如果铜板有效厚度 小于12mm时,就要考虑下线作报废处理,若继 续使用可能会发生重大的安全生产事故. 2.5铜板表面质量与电渣锭表面质量的关系 fa1表面质 电渣重熔的优点之一就是可以获得光滑的钢 锭表面,因而大大降低清理量,提高电渣钢经济效 益.电渣重熔过程中,渣皮与电渣锭表面质量关 系密切,如能保证渣皮形成均匀,厚度适中,则电 渣锭表面光洁.而结晶器内壁光滑程度对渣皮的 形成有重要影响,如内壁铜板凹坑使得局部渣皮 变厚,渣皮厚度不均匀使得电渣锭表面不平整,不 光洁;内壁麻点容易产生重皮,渣疤等缺陷,严重 影响电渣锭表面质量.当结晶器内壁出现大片麻 点和较深凹坑时,渣皮则有可能被拉裂而发生漏 渣事故,生产被迫终止,造成重大经济损失.图4 为结晶器铜板表面质量优良及缺陷时生产的电渣 锭对比. 图4表面质量优良和有缺陷的电渣锭 3结晶器维护,修复与报废标准 3.1结晶器维护标准 结晶器在正常生产使用过程中要定期对铜板 表面的轻微裂纹,凹坑(深度小于某固定值时)进 行打磨消除处理,打磨工具采用安装纸膜的风磨 机,保证处理裂纹,凹坑的同时不损伤完好的铜 板,并彻底清理铜板表面粘连的渣层及其它杂物. 打磨处理周期为一个炉期,即每炉生产结束,下炉 生产准备期间对结晶器铜板表面进行清理.在清 理的同时,检查铜板表面有无严重的变形,裂纹及 深度超标的凹坑,以备制定结晶器的下一步修复 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 . 3.2结晶器修复标准 (h)表面质疑最 3.2.1修复目的 (1)改善铜板的表面质量,修复因电弧产生 的凹坑,局部凹陷变形等,提高电渣锭表面质量. (2)消除表面裂纹,降低裂纹的继续延伸,提 高铜板的使用寿命. (3)清理铜板水槽内的水垢及其它杂质,改 善铜板的导热率. (4)改善长期使用的铜板因热应力产生的疲 劳裂纹,有利于延长铜板的使用寿命. (5)结晶器铜板可进行多次修复,其安全极 限尺寸根据图纸设计要求进行. 3.2.2下线及修复标准 (1)结晶器铜板工作面镀层彻底磨损完. 第2期刘创等:板坯电渣重熔炉结晶器报废原因分析及改进措施33 (2)铜板表面本身出现裂纹. (3)铜板表面因电弧产生的凹坑深度?6 iTlm. (4)铜板因渣液层腐蚀出现严重磨损或变 形. (5)累计使用寿命大于50炉次. 3.2.3主要修复内容 (1)拆开后清理水箱内杂物,并检测修复水 箱密封槽面的平面度. (2)清理铜板水槽内的水垢及杂质. (3)将铜板校平后进行热处理并消除应力. (4)刨修铜板工作面,消除表面所有裂纹,凹 坑,局部变形等,使铜板表面无缺陷. (5)电镀及精加工,修复完的铜板表面光滑, 无毛刺,达到图纸要求. (6)组装并进行校对,试压等检测. 3.3结晶器报废标准 3.3.1结晶器铜板修复的极限余量:宽边铜板为 10mm,即当宽面铜板上口最中间部位的厚度剩 余至30mm时,则做报废处理;窄板的修复余量 为15mm,即当窄面铜板上口最中间部位的厚度 剩余至30mm时,则报废不再修复. 3.3.2铜板修复后,应定期检验铜板的表面质 量,并试压检测是否漏水,尤其是当最后一次修复 后(即宽,窄铜板上口中间厚度为30mill时),在 使用过程中要频繁检验铜板的表面质量,当出现 凹坑,浸蚀,裂纹等缺陷深度大于3mm时,则禁 止使用,下线作报废处理,防止造成安全事故. 4改进措施 板坯电渣重熔炉结晶器价格较昂贵,而其寿 命又较短,一般在100炉次左右,经核算每生产一 吨电渣钢,花费在结晶器上的费用就达280元左 右.所以,应采取措施延长结晶器使用寿命,降低 结晶器使用成本. (1)严格要求自耗电极制备制度,保证其对 中度,使其在结晶器内部布局均匀,离结晶器铜板 表面距离相当,避免自耗电极与铜板接触发生拉 弧打火现象. (2)电渣炉送电生产初期,自耗电极横向两 侧用白蜡杆顶住固定,避免自耗电极晃动与铜板 接触. (3)每炉生产结束,打磨处理结晶器铜板表 面的轻微凹坑,裂纹及渣皮杂质. (4)制定合理的修复 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ,提高结晶器的重 复使用率. 5结语 (1)结晶器报废的主要原因有铜板拉弧打 火,铜板浸蚀凹陷,铜板表面裂纹,铜板有效厚度 小于紧固螺栓要求的安全厚度及电渣锭表面质量 等5个方面. (2)制定的改进措施有:严格要求自耗电极 制备制度,科学制定供电工艺,定期进行保养和维 修等. (3)通过对结晶器报废原因进行分析,在实 际生产中采取相应措施,制定了合理的维护,修复 及报废标准.通过对结晶器进行修复及重复利 用,延长了结晶器的使用寿命,降低了生产成本, 提高了经济效益. 刘创,男,2005年毕业于南阳理工学院机械设计制造及 自动化专业,助理工程师. 收稿日期:2010—11—15