钢包下水口出现横断、穿孔、夹钢等问题时如何解决？

钢包滑动水口是连铸的重要元件，用于控制钢包到中间包的钢水流速，实现连铸的顺利进行。钢包下水口是滑动水口系统的重要组成部分，下端连接长水口，实现保护浇注，避免钢水受到二次氧化。钢包下水口在使用过程中的横断、穿孔、夹钢、粘钢等问题，影响了连铸生产。本文对钢包下水口使用时存在的问题进行了分析。

钢包下水口使用时存在的问题

2.1 横断

下水口在浇钢过程中易发生横向裂纹(图1),给连铸操作带来安全隐患。一般认为下水口内的热应力是导致其断裂的主要因素，浇钢时在下水口外壁产生拉应力，在应力集中的位置容易产生裂纹。

下水口所受的外力是导致其断裂的另一个重要因。下水口与钢包机构、长水口等多个部件相连,受力情况比较复杂。钢包下水口下端部分插入到长水口碗口中,在浇钢开始滑板打开、浇钢过程中滑板控流和浇钢结束后滑板关闭时，钢包下水口都会受到滑动机构和长水口及机械手的横向剪切力的作用，从而导致下水口产生横向裂纹。

图1  发生横断的下水口

为避免横向裂纹的产生，釆取以下措施：①改善下水口材质的抗热震性;②增加下水口的壁厚;③提高下水口的致密度和强度;④防止长水口安装不正。

2.2 穿孔

有时在浇钢时，下水口局部区域会被熔损，形成孔洞，钢水从此处穿岀(图2),严重影响了连铸的正常操作。

图2  发生穿孔的下水口

发生穿孔可能的原因：

(1)滑板长时间半开浇钢，钢水在下水口内偏流严重，在下水口内壁形成旋流，局部位置冲刷侵蚀严重,容易形成凹坑，严重时钢水会从此位置穿出;也不排除下水口成型时，局部位置较为疏松，强度较低，有易被冲刷侵蚀的可能。

(2)下水口在多次使用后，经受剧烈温差，在水口内产生热震裂纹，裂纹交叉等处易形成空气通道,由于水口内部为负压，造成裂纹处吸氧而被氧化，耐材结构疏松，被钢水冲刷侵蚀，形成孔洞，造成穿孔。

应选用抗热震性和耐侵蚀性良好的下水口材质。热修时注意观察下水口内壁是否侵蚀均匀，是否有凹坑，这样可防止穿孔的发生。

2.3 夹钢

有时候下水口在使用时，与下滑板之间产生缝隙,钢水渗入到缝隙中形成夹钢(图3)，严重时还会从此处穿出，造成安全事故。

图3  产生夹钢的钢包下水口

下水口夹钢可能有以下原因：

(1)热修时，如果下水口旋套没有旋紧到位或者在高温下膨胀，与下水口之间产生缝隙，造成下水口的松动。旋套变形、或者下水口与旋套之间的接触不好，旋套未起到很好地固定作用，也可能引起下水口夹钢，甚至漏钢。

(2)可能是下水口与下滑板之间的接缝火泥过厚，粘结强度差，且烧结时收缩较大，使得下水口耐材发生下移，产生松动，容易造成夹钢,甚至是漏钢。

(3)安装长水口的多次重复操作，使长水口对下水口产生力矩，如果经过多次往返运动，也可能使下水口松动。特别是，如果密封处粘钢严重,取下长水口用力过大，可能使得下水口发生松动，从而引起下水口与下滑板接缝处夹钢、漏钢。

因此,热修时更换下水口后应注意将旋套旋紧,连滑时检查下水口是否松动，及时更换变形旋套;提高火泥质量;套长水口操作要规范，防止长水口套偏。

2.4 粘钢

钢包下水口与长水口碗口配合的地方，浇钢后容易产生粘钢(图4)，特别是当两者之间密封不严时(如长水口与下水口配合设计不合理，长水口安装不到位、不正，或者密封垫质量差等)，使得浇钢后长水口取下困难，取下时可能会对下水口造成损伤。另一方面，渗入的钢水会熔损下水口的钢壳，严重时会引起下水口端头的侵蚀和掉块，从而降低了钢包下水口的使用寿命，增加耐材消耗。

图4  钢包下水口端头粘钢

现在，国内连铸生产中大多釆用陶瓷纤维制成的密封元件,在使用过程中易被压碎粉化，其密封效果较差，且容易粘结下水口和长水口，清理时容易破坏耐材表面，使得密封性变差，很难满足洁净钢等高级钢种的连铸生产要求。新型固体密封垫具有良好的塑性，在浇钢过程中起到很好的密封效果，不易粘结耐材，浇钢结束后，取下长水口时易于分离，不易损坏长水口和下水口。

结 论

钢包下水口在使用时容易出现横断、穿孔、夹钢、粘钢等问题，影响连铸生产。针对出现的问题,一方面需改进下水口材质和质量，合理进行产品外形、配合处等的设计;另一方面应规范热修和连铸操作,增强下水口与长水口之间的密封等措施。

作者：牛茂胜、王朝阳、刘建中、韩岩松、翟建涛