馬云飛， 趙永龍， 韓小強
（河北津西鋼鐵集團股份有限公司， 河北 唐山 064300）
摘 要：影響鋼包滑動機構(gòu)系統(tǒng)夾鋼的因素分為三種：工藝操作因素、滑動機構(gòu)因素、耐材因素。三種因素相互關(guān)聯(lián)和制約，可以說都是鋼包滑動機構(gòu)系統(tǒng)夾鋼的主要因素，但只要根據(jù)夾鋼的不同部位和狀況進行分析，并采取相應(yīng)的措施，鋼包滑動機構(gòu)系統(tǒng)夾鋼現(xiàn)象是可以杜絕的。
關(guān)鍵詞：夾鋼；滑動機構(gòu)；工藝操作；耐材
鋼包的滑動機構(gòu)系統(tǒng)有耐材和機構(gòu)兩部分組成。耐材部分包括：上水口座磚、上水口、上滑板、下滑板、下水口。機構(gòu)部分包括：機構(gòu)底座和機構(gòu)支撐。機構(gòu)支撐包括：機構(gòu)支撐架和滑動小車。機構(gòu)支撐架靠彈簧與底座壓緊，而滑動小車實現(xiàn)滑板的開關(guān)，控制鋼流的大小。
鋼包滑動機構(gòu)系統(tǒng)夾鋼是鋼包使用過程中較大的生產(chǎn)事故。鋼包單滑安全性高，但成本也較高。所以，現(xiàn)在有許多鋼廠為了適應(yīng)當前的經(jīng)濟形式，降低成本實現(xiàn)了連滑或多滑，但同時也就增大了鋼包滑動機構(gòu)系統(tǒng)的夾鋼（如圖 1 所示）機率。
1 工藝操作因素
在生產(chǎn)過程中鋼包滑動機構(gòu)系統(tǒng)是通過滑板控制鋼流的大小來實現(xiàn)對生產(chǎn)節(jié)奏的控制，從而達到工藝生產(chǎn)的需要，鋼包滑板在使用過程中頻繁調(diào)節(jié)，會降低滑動機構(gòu)系統(tǒng)的使用時間，特別是在高溫鋼時，控流操作造成高溫鋼水沖擊下滑板，造成下滑板“指滑區(qū)”“拉毛”現(xiàn)象嚴重（如圖 2 所示）。在“指滑區(qū)”“拉毛”處上下滑板間出現(xiàn)了縫隙增大了滑板間夾鋼的機率。
鋼水的澆鑄過程是通過鋼包滑動水口中的引流砂引流實現(xiàn)的，當鋼包引流不能自開時就需要“燒氧”引流，“燒氧”引流時會存在大量的氧氣，“打火” 后與鐵反應(yīng)放出大量的熱把水口堵塞物燒開將鋼水引下，因此局部的高溫區(qū)對耐材會產(chǎn)生嚴重的熔損，同時也會對耐材進行氧化損失，這樣就會增加滑板的夾鋼機率，降低滑板的使用時間。
滑動機構(gòu)系統(tǒng)更換耐材時，上水口可使用十幾次，多爐連滑時滑板和下水口能夠使用 2~3 次，不能連滑時就需要每包更換，安裝上下滑板和上下水口需要耐火泥填充縫隙，耐火泥要在泥口處填充壓實，上水口和滑板是靠滑動小車的彈簧壓實的，下水口是靠水口套子壓實。泥口填充不實會在泥口處穿鋼，上泥口穿鋼時影響是最為嚴重，鋼包在連鑄澆鑄時，一旦出現(xiàn)穿鋼事故，無法通過滑板控制，只有將鋼包旋轉(zhuǎn)到事故鋼包位，等鋼水流凈在進行處理。
正常裝包時滑動小車是不能進行拆檢的，只有通過觀察滑板間的縫隙大小來判斷小車的使用狀況。線下更滑小車時才能拆檢更換彈簧。如果彈簧自由高度不夠或受力不均勻，直接影響就是在滑板之間產(chǎn)生縫隙，在滑動操作過程中就會出現(xiàn)夾鋼現(xiàn)象，滑板穿鋼嚴重時無法控制鋼流。
鋼包下水口保證了鋼水的正常澆鑄和懸掛大包保護套管，而鋼包下水口是用一個套子固定的，當水口套子松動時，就會使下泥口填充不實，產(chǎn)生縫隙造成下泥口穿鋼，此類穿鋼一旦發(fā)生可以通過控制滑板關(guān)包停止?jié)沧⑻幚怼?/p>
鋼包滑板的操作是靠滑動小車在滑道中自由的運動實現(xiàn)的，一旦滑道中有異物進入就會造成滑板夾鋼。因此在整體滑動系統(tǒng)下面有一個防護板，主要作用就是防止異物進入滑道和減少高溫輻射。而護板變形就要及時跟換以確?；遄饔玫耐暾?。機構(gòu)防護板對延長滑動系統(tǒng)的壽命很重要[1]。
2 滑動機構(gòu)因素
鋼包滑動機構(gòu)是安裝在鋼包殼包底處的底板上的，整個機構(gòu)變形就會在使用過程中滑板間產(chǎn)生縫隙，增加穿鋼的機率。鋼包滑板機構(gòu)變形的形式一般有兩種，一種是吊運過程中受到的機械撞損，這種情況一般都比較嚴重會直接影響生產(chǎn)。
另一種就是高溫輻射。鋼包在澆注時長時間地處在中包上方高溫輻射狀態(tài)下，機構(gòu)強度逐漸降低，內(nèi)部組織出現(xiàn)在結(jié)晶現(xiàn)象，導(dǎo)致的機構(gòu)變形[2]。
而長時間的使用機構(gòu)系統(tǒng)老化也會影響，根據(jù)公式
式中：P 為滑板機構(gòu)提供給滑板的面壓；N 為面壓彈簧的個數(shù)；
μ 為面壓彈簧的彈簧系數(shù)；ΔX 為工作時 彈簧的壓縮量。
由式（1）可知，當機構(gòu)的滑動小車、機構(gòu)底座和加載面壓彈簧的磨損量超過規(guī)定值時，在規(guī)定面壓加載行程內(nèi)，彈簧的變形量減少，不能產(chǎn)生足夠的面壓，導(dǎo)致滑板間隙增大而產(chǎn)生夾鋼現(xiàn)象[3]。
3 耐材因素
耐火材料作為爐襯及在高溫下使用的元器件的制作材料，除了要承受高溫作業(yè)外，還要抵抗溫度的急變對他的損壞。因此熱震損壞是耐火材料主要的損毀原因之一。
材料抗熱震性的評價參數(shù)較多，按照斷裂力學(xué)的觀點，材料的破壞是由于裂紋的產(chǎn)生與擴散。如果在熱沖擊下，裂紋不產(chǎn)生或者即使產(chǎn)生了也能將其抑制在一個小范圍內(nèi)而不擴展，則可使材料不致斷裂。
衡量熱震穩(wěn)定性可以用抗熱應(yīng)力斷裂系數(shù) R 表示：
式中：μ 為泊松比；E 為彈性模量；σf 為斷裂強度。
式中：V 為斷裂表面能，J/m2；R 只考慮材料的彈性應(yīng)變能，用來比較具有相同表面能的材料；R1 則同時考慮了彈性應(yīng)變能和斷裂表面能，主要用來比較具有不同表面能的材料。R 和 R1 越大，材料的抗熱震性越好。
由式（2），式（3）可知，影響耐材抗熱震性的因素主要有兩個方面：一是影響熱應(yīng)力及裂紋產(chǎn)生與擴展因素；二是阻止裂紋擴展抵抗熱震斷裂的因素。材料的熱學(xué)性質(zhì)，如熱膨脹系數(shù)、導(dǎo)熱系數(shù)、熱熔等都對耐火材料的抗熱震性有很大的影響。當熱膨脹系數(shù)越大時，由于溫度梯度造成的熱應(yīng)力也越大，越容易產(chǎn)生裂紋；然而當導(dǎo)熱系數(shù)增大時，材料中的溫度梯度會下降，熱應(yīng)力減小，抗熱震性就越好。另外材料顯微結(jié)構(gòu)中的晶界、相界、氣孔和裂紋也會對裂紋的擴展產(chǎn)生影響。他們一方面可以成為裂紋產(chǎn)生與擴展的裂紋源，另一方面還可以阻止裂紋的瞬時擴展，防止材料的完全斷裂。其中氣孔和裂紋除了可以起到防止裂紋的瞬間擴展的作用外，還可以在一定程度上起到吸收熱膨脹的作用從而減小材料的內(nèi)應(yīng)力，因此適量的、均勻分布的微裂紋可以提高耐火材料的抗熱震性[4]。
4 控制措施
1）穩(wěn)定生產(chǎn)節(jié)奏，穩(wěn)定溫度拉速，減少滑板的操作頻率；提高自開率減少“燒氧”次數(shù)。
2）定期更換鋼包機構(gòu)，保證機構(gòu)變形量可控，更換和調(diào)整彈簧壓力，保證機構(gòu)支撐受力均勻。
3）加強對鋼包滑動機構(gòu)系統(tǒng)的了解，精心操作，保證每個工藝環(huán)節(jié)按照標準執(zhí)行。
4）提高耐材的質(zhì)量，保證耐材的實用性完好。
5 結(jié)語
只要嚴格地控制影響夾鋼的因素，鋼包滑動機構(gòu)系統(tǒng)夾鋼或穿鋼問題是可以杜絕的。
參考文獻
[1] 王學(xué)新.鋼包滑動水口滑板多爐連用技術(shù)的研究與實[J].山東 冶金，2010（6）：32.
[2] 黃燕飛.常見的鋼包滑動水口漏鋼原因分析及改進措施[J].耐火材料，2009（4）：43.
[3] 周衛(wèi)勝.鋼包滑板間漏鋼原因及防范措施[J].耐火材料，2005 （3）：225- 226.
[4] 李楠.耐火材料學(xué)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2010