王琳琳，張小兵，成 軍，宋嘉俊

（寶武集團(tuán)中南鋼鐵廣東韶鋼松山股份有限公司，廣東 韶關(guān) 512123）

摘 要：火焰切割機(jī)切割鑄坯時在切口處殘留熔瘤，影響鑄坯質(zhì)量。 通過對韶鋼煉鋼廠方坯連鑄機(jī)火焰切割機(jī)的改進(jìn)，設(shè)計(jì)增加了一套自動去熔瘤風(fēng)刀裝置，實(shí)現(xiàn)方坯鑄坯切割熔瘤自動去除，提高了鑄坯質(zhì)量，滿足軋制需求。

關(guān)鍵詞：連鑄機(jī)；火焰切割機(jī)；鋼坯；熔瘤；風(fēng)刀

隨著寶武集團(tuán)中南鋼鐵廣東韶鋼松山股份有限公司（以下簡稱“韶鋼”）產(chǎn)量提高，對成品鋼材質(zhì)量要求隨之提高，高品質(zhì)的鑄坯是軋機(jī)生產(chǎn)高質(zhì)量鋼材的保證。 火焰切割機(jī)是連鑄機(jī)重要的輔助設(shè)備之一。 在連鑄生產(chǎn)過程中，火焰切割機(jī)在切割時會產(chǎn)生大量熔瘤附著在鑄坯切割面上，如果采用人工手動去除熔瘤，不僅耗時耗力還需在高溫環(huán)境中作業(yè)，工作效率低，勞動強(qiáng)度大，并且在拉速極快的生產(chǎn)模式下，人工手動操作不能完全去除熔瘤甚至遺漏，致產(chǎn)品產(chǎn)生質(zhì)量缺陷，嚴(yán)重影響鋼材質(zhì)量。

1 設(shè)計(jì)背景及必要性

轉(zhuǎn)爐冶煉好的鋼水需要經(jīng)過連鑄機(jī)進(jìn)行鑄坯成型，成型后根據(jù)下道軋制工序的要求，使用火焰切割機(jī)對鑄坯按定尺長度進(jìn)行切割。 在火焰切割機(jī)切割鑄坯過程中，高溫融化的鑄坯鋼水形成熔瘤順著切割面向下流淌并附著在鑄坯底部（見圖1），該熔瘤如不去除附著在鑄坯底部去軋制，可致成品鋼材中形成凹坑和內(nèi)部夾雜等質(zhì)量缺陷，最終造成鋼材質(zhì)量降低。

目前，去除鑄坯熔瘤沒有較好的方法，基本采用人工利用刮鏟對鑄坯進(jìn)行手動去除熔瘤。 操作勞動強(qiáng)度大，效率低，無法滿足實(shí)際工作要求。 因此新增一套自動吹熔瘤裝置，從根本上降低員工勞動強(qiáng)度，提高工作效率，滿足現(xiàn)場實(shí)際工作要求。

2 改造技術(shù)方案

為了解決現(xiàn)有設(shè)備上的缺陷，對線上火焰切割機(jī)進(jìn)行改造，韶鋼設(shè)計(jì)自制了一種連鑄方坯火焰切割機(jī)吹熔瘤裝置（見圖 2），安裝在切割機(jī)的切割槍側(cè)面。 原理是利用高壓氮?dú)馔ㄟ^吹熔瘤裝置頭部厚度非常薄的口字形狀的出風(fēng)口噴出，厚度非常薄的口字形狀的出風(fēng)口噴出的強(qiáng)高壓氮?dú)忸愃频肚邢鳎拭?ldquo;吹熔瘤風(fēng)刀裝置”。

裝置主要由氮?dú)夤堋踉搴惋L(fēng)刀裝置組成。在火焰切割槍側(cè)面增加一條氮?dú)夤芄潭ㄔ谇懈钴嚰苌希獨(dú)夤転閮?nèi)徑 10mm的不銹鋼管，氮?dú)鈮毫?1.2MPa。 噴吹裝置由擋渣板和噴吹腔和噴吹風(fēng)嘴組成，噴吹裝置由不銹鋼材料加工形成，噴吹裝置與氮?dú)夤芡ㄟ^螺旋轉(zhuǎn)接頭連接及固定。 經(jīng)過多次試驗(yàn)，安裝噴吹裝置時噴吹風(fēng)嘴水平線需低于鑄坯底面2mm，該噴吹風(fēng)嘴位置是吹熔瘤的最佳位置，可有效去除切割鋼水熔瘤，去除熔瘤效果達(dá)98%以上，檢測鑄坯底面基本無熔瘤粘附。 此技術(shù)方案可滿足現(xiàn)場工作要求，且與火焰切割槍切割鑄坯時同步進(jìn)行，無需人工再次去除。 裝置可用于160mm × 160mm，250mm× 250mm，250mm × 425mm 等多種鑄坯的斷面。

3  改造具體實(shí)施方式

采用不銹鋼材料用機(jī)床切削制作一個風(fēng)刀裝置底座以及風(fēng)刀裝置轉(zhuǎn)接頭，將風(fēng)刀裝置底座作成內(nèi)部呈階梯狀的空腔室，氮?dú)馔ㄟ^空腔室，氮?dú)鈮毫χ鸺壣龎骸?風(fēng)刀裝置轉(zhuǎn)接頭一端與風(fēng)刀裝置底座通過焊接連接成一體，風(fēng)刀裝置轉(zhuǎn)接頭的另一端攻牙再與外部的氮?dú)夤軘Q緊連接，使吹熔瘤風(fēng)刀裝置與氮?dú)夤苓B接固定。 氮?dú)夤鼙磺懈钴圀w的氮?dú)夤芄潭ò骞潭ú粍樱獨(dú)夤芄潭ò搴附釉诨鹧媲懈顦寕?cè)面的火焰切割機(jī)車體上（見圖3）。 風(fēng)刀裝置蓋板的內(nèi)部切削制作成長 20mm，寬15mm，厚 1mm的四方形空腔室，風(fēng)刀裝置蓋板與風(fēng)刀裝置底座用蓋板緊固螺栓緊固連成一體，風(fēng)刀裝置蓋板的方形空腔室與風(fēng)刀裝置底座的階梯狀空腔室相向扣在一起，形成完整的密閉空腔室，并在風(fēng)刀頭部形成薄薄的1mm厚的口字形狀，氮?dú)庥傻獨(dú)夤芙?jīng)過吹熔瘤風(fēng)刀裝置的空腔室由此噴出。 當(dāng)外部1.2MPa 的氮?dú)饨?jīng)過空腔室逐級升壓形成強(qiáng)高壓氣體，從厚度非常薄的風(fēng)刀頭部口字形狀噴出，類似刀片一樣產(chǎn)生切削效果，可切削鑄坯橫截面與氮?dú)狻?另外采用不銹鋼材料制作一個擋渣板裝置，擋渣板用緊固螺栓與風(fēng)刀裝置蓋板緊固連接，可以阻擋火焰切割槍切割鑄坯時掉落的切割渣，避免切割渣粘附在風(fēng)刀頭部上影響使用效果。 吹熔瘤風(fēng)刀裝置通過風(fēng)刀裝置轉(zhuǎn)接頭與氮?dú)夤芎偷獨(dú)夤芄潭ò逭w固定在火焰切割機(jī)的車體上，不跟隨火焰切割槍移動。 通過改變氮?dú)饪偣軌毫Γ糜谳^大斷面去熔瘤。

裝置的具體工作方式為：切割鑄坯時，火焰切割槍將高壓的氧氣和高壓的天然氣混合后進(jìn)入到切割槍嘴噴出，噴出的高壓混合氣體點(diǎn)燃后產(chǎn)生高能量的火焰對鑄坯進(jìn)行切割。 同時氮?dú)夤芤步油?.2MPa 高壓的氮?dú)猓M(jìn)入吹熔瘤風(fēng)刀裝置向鑄坯底部噴出。 火焰切割槍切割鑄坯產(chǎn)生的熔瘤順著鑄坯的切割面流淌到鑄坯底部，此時進(jìn)入吹熔瘤風(fēng)刀裝置 并通過風(fēng)刀頭部噴出的強(qiáng)高壓氮?dú)庀竦镀粯訉㈣T坯底部的熔瘤噴吹割除掉，確保鑄坯無熔瘤附著。

火焰氣割槍在切割完鑄坯后關(guān)閉燃燒的氣體，氮?dú)夤茈姶砰y延時1s 后關(guān)閉氮?dú)猓訒r 1s可確保鑄坯的熔瘤徹底去除干凈。

4 改造效果

對比火焰切割機(jī)改造前后鑄坯斷面熔瘤情況，改造后可以通過氮?dú)庾詣哟祾哞T坯切割殘余熔瘤，有效、快捷地將將鑄坯斷面熔瘤去除，無需耗時耗力，降低了員工手工去除熔瘤的勞動強(qiáng)度，提高工作效率，去除熔瘤效果達(dá) 98 %以上，確保鑄坯軋制成材質(zhì)量，在連鑄機(jī)火焰切割機(jī)上具有良好的推廣價值。

5 結(jié)語

鋼材產(chǎn)量提高，對成品鋼材的質(zhì)量要求也隨之提高，要不斷優(yōu)化鑄坯的質(zhì)量。 隨著智能制造時代的到來，每一次改造及優(yōu)化現(xiàn)場設(shè)備都是推動智能制造發(fā)展的腳印。 只有在實(shí)踐中不斷探索，不斷地突破瓶頸技術(shù)，才能降低工人的勞動強(qiáng)度，提高設(shè)備的自動化程度。