YPN60-150D2T型滑动水口机构及耐火材料在100t钢包上的应用

【摘　要】本文介绍了YPN60-150D2T型滑动水口机构的组成、工作原理、技术参数及特点，总结分析了机构与耐火材料的使用效果、存在问题及优化措施，使机构运行稳定，杜绝穿钢、渗钢事故，达到节能降耗，减轻工人劳动强度，自如控制钢水浇注时流量的目的，确保炼钢生产的顺行。

【关键词】钢包;滑动水口;耐材;应用

0.前言

滑动水口机构（简称：SN机构。SN为Sliding-Nozzle的缩写，英译为：滑动水口）是钢包的关键部位，用于控制钢水浇注时的流量，其运行稳定性直接影响生产的顺行。如果发生滑动水口穿钢事故，轻则造成生产停浇，重则导致钢水烧坏连铸机设备，甚至会发生人员伤害事故[1]。因此，福建三钢集团有限责任公司（以下简称三钢）炼钢厂多年来重点关注钢包滑动水口机构的运行，研究钢包滑动水口钻钢、渗钢的原因，并采取措施，确保钢包安全运行。

1.YPN60-150D2T型滑动水口机构

1.1 YPN60-150D2T机构的组成

YPN60-150D2T机构主要组成部件：基础板部分、固定模框部分、滑动模框部分、开关模框部分。

YPN60-150D2T机构主要耐火材料：上水口、上滑板、下滑板、下水口。

1.2 YPN60-150D2T机构的工作原理及技术参数

工作原理：机构以上、下滑板为界面分开，基础板为固定部分，滑板为活动部分。上水口安装在水口座砖内，上滑板安装在固定模框滑板槽内，上滑板与上水口在基础板内配合成一体保持固定不动；下滑板安装在滑动模框的滑板槽内，下水口与下滑板配合成一体且随滑动模框同步运动；采用面压弹簧（共10只，压力8Ton）压紧滑板，由液压缸、连杆拉动滑板上下运动，实现水口孔的开关及钢流大小控制。

表1 YPN60-150D2T机构的主要技术参数

1.3 YPN60-150D2T机构的特点

1.3.1该机构采用侧开门式结构，机构拆装耐火材料方便，操作简单。滑板安装好后，关上开关模框，使用气动扳手螺紧四个面压螺栓进行加压即可。以敲紧下水口固定模框的方式进行固定下水口，操作简单、便捷。

1.3.2该机构采用模框式弹簧压紧结构，通过弹簧压紧滑板，因此上下滑板界面压力恒定、均匀、准确、易建立和不受人为因素影响。

1.3.3考虑到机构在使用的过程中，周围的高温环境对面压弹簧的使用性能有一定的影响，因此设计使用高压空气对面压弹簧进行冷却，以保证面压弹簧在高温环境下有良好的使用性能。

2.使用情况分析及效果

三钢炼钢厂一炼钢系统自2004年投产以来，100t钢包均使用WKS公司生产的YPN60-150D2T型SN机构，总体运行平稳。

2.1 SN机构本体

全新机构规定使用1000炉次后进行一次大修，返修后机构继续使用1000炉次后报废。但因使用环境恶劣，2004年至2009年期间，全新机构平均使用寿命为869.7炉次，返修后机构平均使用寿命为832.1炉次，主要存在以下问题：

2.1.1机构使用一定次数后，固定模框与滑动模框因使用环境温度高，出现变形，导致面压不能均匀负荷于滑板上，而且可能发生漏钢事故。措施：使用液压机校正或者更换模框。

2.1.2面压弹簧经过多次使用，其自由长度会变小，影响加压效果，使滑板受力达不到8ton，滑板间界面压力小引起滑板间钻钢。措施：弹簧变形量大于3mm的进行更换；变形量未达3mm的，可以在弹簧与弹簧压板之间用垫片来调节使其达到要求长度，从而继续使用。

2.1.3面压螺栓与弹簧压板经多次使用后，螺栓前端及压板孔会出现磨损，使加载面压不足，导致滑板之间钻钢。措施：及时更换面压螺栓与弹簧压板；每次更换滑板时添加P.B.C高温油。

2.2 SN机构耐火材料

SN机构使用的耐火材料主要为铝碳质，规定的上水口使用寿命为10炉次，滑板为4炉次，下水口为4炉次。2004年至2009年期间，上水口的平均使用寿命为6.96炉次，滑板为2.89炉次，下水口为2.85炉次，主要是耐材在使用过程中出现了各类事故，具体分析如下：

2.2.1上水口与水口座砖之间钻钢:

（1）原因：耐火泥混有杂物或接缝火泥填充不饱满；上水口侵蚀过大。

（2）措施：提高耐火泥搅拌质量；安装上水口时做到火泥填充饱满；提高上水口的质量，尤其是耐侵蚀性能及高温抗冲刷性。

2.2.2 上滑板与上水口之间钻钢:

（1）原因：固定模框变形量过大，导致上滑板安装不平，产生间隙；火泥混有杂物或接缝火泥不饱满；上水口扩径过大,上水口子母口面熔损过深，形成台阶，导致上滑板与上水口间火泥偏少，不耐冲刷；滑板尺寸存在负偏差，使上滑板孔心下移，与上水口形成错孔，导致滑板存在无谓熔损。

（2）措施：加强机构检查力度，保证机构使用性能；提高耐火泥搅拌质量；提高上水口质量，针对扩径过大的上水口及时更换；严格控制滑板尺寸在控制范围内。

2.2.3 滑板间钻钢:

（1）原因：机构变形量大，导致滑板界面受力不均，受力小的部位形成缝隙引起滑板间钻钢；滑板纵向变形（中心拱起），导致上下滑板间形成缝隙引起钻钢；滑板抗冲刷性差，使用过程中滑板孔异常熔损、“舌头状”磨损过大；浇铸高钙钢种时，滑板中的SiO2、Al2O3与钢或渣中的〔Ca〕、CaO发生反应生产低熔点物质，并很快在钢水的冲刷中侵蚀掉，周而复始，从而产生马蹄形熔损；操作不当，上下滑板间有杂物形成缝隙引起滑板间钻钢。

（2）措施：确保机构使用性能；提高滑板质量；浇铸高钙钢时，特别关注滑板熔损情况或使用专用滑板；规范化操作，保证滑板滑动面洁净，滑板接合部无杂物。

2.2.4 下水口钻钢:

（1）原因：下水口不耐冲刷、强度低，浇铸过程断裂；下水口尺寸存在较大负偏差，打紧时需要的行程变长，易造成下水口未打紧或松动[2]。

（2）措施：提高下水口质量；严格控制下水口尺寸，特别是纵向尺寸不得存在负偏差；规范化操作，确保下水口紧固件打紧；加强耐材连用时的检查力度，及时发现下水口松动的情况，及时更换下水口。

3.结语

通过不断的总结分析，制定并实施各种措施，目前全新SN机构的平均使用寿命为955.3炉次，返修后机构为946炉次，上水口平均寿命为8.45炉次，滑板为3.25炉次，下水口为3.19炉次，显著提高了机构及耐火材料的使用寿命，降低了生产成本及工人的劳动强度。多年的生产实践，充分说明YPN60-150D2T型SN机构能很好的满足我厂的生产需求，并且在一定程度上提高了设备的可靠性，实现稳定控制钢水浇注时流量的目的。　[科]

【参考文献】

［１］李江红.钢包滑动水口钻钢事故的分析与预防措施.河北省冶金学会2008年炼钢连铸技术与学术交流会论文集.河北.河北省冶金学会.2008:292-295.

［２］焦兴利.CS100滑动水口机构在300t钢包上的应用.特殊钢.2009，30:61-62.