張偉旗

(江西銅業(yè)集團(tuán)銅材有限公司，江西貴溪 335424)

SCR連鑄中間包澆注機(jī)構(gòu)故障診斷及控制技術(shù)研究

張偉旗

(江西銅業(yè)集團(tuán)銅材有限公司，江西貴溪 335424)

SCR連鑄中間包澆注機(jī)構(gòu)對(duì)穩(wěn)定連鑄工藝和提高鑄錠品質(zhì)極為關(guān)鍵，一直是國(guó)內(nèi)外連鑄連軋領(lǐng)域共同研討和關(guān)注的重大課題。針對(duì)該連鑄中間包澆注機(jī)構(gòu)常見故障分析與控制技術(shù)研究，設(shè)備故障率低，成本能耗水平高，成功地解決了制約生產(chǎn)的技術(shù)“瓶頸”及同類型生產(chǎn)線澆注的“核心”問題，完全能滿足國(guó)內(nèi)外客戶對(duì)高端銅細(xì)線及超微線的特殊需求。

連鑄中間包；澆注機(jī)構(gòu)；常見故障；設(shè)備故障率；成本能耗水平

中間包系統(tǒng)是SCR銅桿連鑄連軋生產(chǎn)線的核心部件，其正常運(yùn)行直接影響到連鑄工序的安全生產(chǎn)，其銅液品質(zhì)是影響企業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益關(guān)鍵因素之一，至關(guān)重要。江銅銅材公司分別于2003年和2006年從美國(guó)SOUTHWIRE公司引進(jìn)了SCR3000和SCR4500二條連鑄連軋生產(chǎn)線［1］，隨著國(guó)內(nèi)外客戶對(duì)高端銅細(xì)線品質(zhì)要求的進(jìn)一步提高，連鑄中間包的精煉功能凸顯。建廠初期，盡管兩條SCR生產(chǎn)線技術(shù)裝備水平世界領(lǐng)先，但原連鑄中間包澆注機(jī)構(gòu)故障頻發(fā)，致使產(chǎn)品出現(xiàn)批量性的空心、夾渣斷線、麻點(diǎn)、毛刺及夾冷銅等現(xiàn)象，產(chǎn)能低，質(zhì)量投訴多，導(dǎo)致兩條生產(chǎn)線的綜合效能和規(guī)模效益得不到充分體現(xiàn)和發(fā)揮，成為生產(chǎn)技術(shù)的“瓶頸”。而要生產(chǎn)高附加值的銅桿線用鑄坯，針對(duì)該連鑄中間包澆注機(jī)構(gòu)常見故障進(jìn)行分析及控制技術(shù)研究，十分必要。

1　機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原理

SCR銅桿連鑄連軋生產(chǎn)線中間包澆注機(jī)構(gòu)主要由中間包、PIN架調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、稱重機(jī)構(gòu)、保持爐傾轉(zhuǎn)裝置等部分組成。它可保證銅液質(zhì)量的穩(wěn)定，能有效地控制中間包銅液的溫度、流量、雜質(zhì)等。

中間包主要由鋼板焊接而成，鋼溝槽內(nèi)置有耐火材料內(nèi)襯，其前端設(shè)有SPOUT、METERING?PIN架、可控制電機(jī)，通過SPOUT可使銅液直接進(jìn)入鑄機(jī)系統(tǒng)，從SPOUT流出銅液的流量可通過調(diào)節(jié)METERING?PIN的高低來進(jìn)行控制；其上蓋頂裝有預(yù)熱的燒嘴，其形狀使其底部澆鑄口具有適宜的注入角，操作期間可保持中間包所需的溫度。

中間包基座裝有螺旋千斤頂，通過氣動(dòng)馬達(dá)來控制、調(diào)節(jié)中間包的位置。裝配的氣缸可通過氣動(dòng)開關(guān)閥門實(shí)現(xiàn)對(duì)中間包的前、后、左、右、高、低的位置進(jìn)行調(diào)節(jié)。中間包PIN架主要結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1　中間包PIN架結(jié)構(gòu)示意圖

中間包PIN架主要由熱軋鋼板、鋼條和線性軸承等部分組成，是控制中間包銅液澆鑄流量、熔池穩(wěn)定的關(guān)鍵設(shè)備。其通過控制步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)PIN運(yùn)動(dòng)來控制中間包SPOUT的流量，其工作的靈敏度對(duì)生產(chǎn)的穩(wěn)定、安全至關(guān)重要。由于PIN活動(dòng)頻繁、工作溫度高，PIN及SPOUT的壽命均較短，因此，每使用完一個(gè)周期后，必須及時(shí)更換中間包。

中間包測(cè)溫裝置也是關(guān)鍵設(shè)備，其設(shè)計(jì)工作原理是將中間包熱電偶插入中間包的銅液中，通過熱電偶前端的正極（鉑銠合金）和負(fù)極（純鉑）在受熱時(shí)阻值發(fā)生變化的特性，在其正負(fù)兩端輸出mV值信號(hào)，然后通過熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線將信號(hào)傳輸給PLC，再顯示于鑄機(jī)客戶端的顯示界面上。

SCR連續(xù)澆注系統(tǒng)中，中間包液位的自動(dòng)控制和熔池液面的自動(dòng)控制組成的自動(dòng)澆鑄系統(tǒng)AMPS是實(shí)現(xiàn)澆鑄平穩(wěn)、控制質(zhì)量穩(wěn)定的關(guān)鍵。該系統(tǒng)能根據(jù)稱重系統(tǒng)的模擬信號(hào)來調(diào)整中間包的液位，中間包液位升降時(shí)，稱重傳感器承載的壓力相應(yīng)增減，傳輸至稱重儀表的mV值信號(hào)相應(yīng)增減，而自動(dòng)控制軟件將接收到的信號(hào)與已設(shè)定好的零位信號(hào)值作比較后，發(fā)現(xiàn)接收到的信號(hào)比零位信號(hào)大（?。瑒t發(fā)送降低（升高）中間包液位信號(hào)即保持爐流量減?。ㄔ黾樱┙oPLC，通過傾轉(zhuǎn)保持爐減小（增加）銅液流量來達(dá)到控制中間包液位的效果。

連續(xù)澆注過程中，若對(duì)中間包液位的把控不夠精細(xì)，易造成中間包的液位波動(dòng)大，銅液液位的時(shí)高時(shí)低，會(huì)直接影響到熔池液位的穩(wěn)定。一旦液位過高時(shí)，將與中間包壁上的冷銅共融，導(dǎo)致氧化物富集，導(dǎo)致夾渣斷線；而液位過低時(shí)，則會(huì)使銅液表面的雜質(zhì)易被吸入熔池，導(dǎo)致銅桿雜質(zhì)斷線；當(dāng)液位差過大導(dǎo)致的紊流也會(huì)對(duì)澆注過程產(chǎn)生嚴(yán)重影響，從而使液穴發(fā)生改變，嚴(yán)重影響錠坯結(jié)晶的質(zhì)量；同時(shí)，會(huì)造成中間包邊部的冷銅重熔，促使銅液中的氧化物、雜質(zhì)增多，銅鑄坯易產(chǎn)生結(jié)晶不良、偏析、疏松縮孔、裂紋及氣孔等缺陷，導(dǎo)致銅桿產(chǎn)品出現(xiàn)空心、夾渣斷線、麻點(diǎn)、毛刺及夾冷銅等現(xiàn)象。因而，必須保證連續(xù)澆注過程的平穩(wěn)，防止因外界不良因素而導(dǎo)致自動(dòng)澆鑄失靈、液面波動(dòng)，避免對(duì)生產(chǎn)造成不良的影響。

2　主工藝流程

鑄造系統(tǒng)是銅液凝固、結(jié)晶成鑄坯，并對(duì)鑄坯進(jìn)行削邊、修整，為下一道軋制工序提供合格銅坯的重要工序，而連鑄中間包則是銅液澆鑄前的臨時(shí)存儲(chǔ)設(shè)備，也是銅液的最后一個(gè)質(zhì)量控制點(diǎn)，可對(duì)銅液進(jìn)行最后的調(diào)節(jié)、除渣，且可保證澆鑄速度的穩(wěn)定。其主工藝流程為：銅原料→提升加料機(jī)→豎爐→上溜槽→渣箱→保持爐→下溜槽→中間包→五輪澆注機(jī)→脫模裝置→預(yù)處理機(jī)，即其工作原理是電解銅連續(xù)加料，經(jīng)豎爐連續(xù)融化后放出銅液，銅液由上溜槽、渣箱、保持爐、下溜槽流入中間包，通過中間包SPOUT流入由鋼帶和鑄輪包裹的梯形腔體，經(jīng)鑄機(jī)冷卻水冷卻，液態(tài)銅結(jié)晶、凝固成固態(tài)銅錠，再經(jīng)脫模裝置進(jìn)入下一道預(yù)處理工序。

3　常見故障分析與控制關(guān)鍵技術(shù)

3.1PIN架故障

3.1.1PIN架卡滯

該故障較為常見。其主要表現(xiàn)為影響自動(dòng)澆鑄。究其主因，通常是由于PIN架上有灰塵、雜物，或潤(rùn)滑狀況不佳等。對(duì)此，每次更換中間包時(shí)，上棒后必須反復(fù)開關(guān)PIN電機(jī)，確保PIN無卡滯、竄動(dòng)；必須定期檢查、清洗PIN架，加強(qiáng)日常巡檢，適時(shí)進(jìn)行加油潤(rùn)滑，及時(shí)安排修復(fù)有異常的PIN架；且預(yù)熱中間包PIN架時(shí)，必須進(jìn)行隔熱防護(hù)，可大幅地減少PIN架卡滯故障的發(fā)生。

3.1.2PIN變形無法閉合

該故障較為常見。其主要表現(xiàn)為PIN因熱變形、沖刷嚴(yán)重，易受重力作用向下彎曲，致使PIN折斷或無法正確導(dǎo)入澆管孔內(nèi)而停鑄，PIN關(guān)不死，會(huì)導(dǎo)致澆管流銅燒穿鑄機(jī)鋼帶、銅液遇水爆炸等人身設(shè)備安全事故。宜先用千斤頂將裝滿銅液的中間包頂起，盡快泄掉銅液，在線更換預(yù)熱中間包，現(xiàn)場(chǎng)裝配PIN即可；一般在開澆前認(rèn)真檢查即可排除該故障，且規(guī)范中間包的使用管理，加強(qiáng)點(diǎn)檢、巡查，適時(shí)修復(fù)或更換PIN。

3.1.3?PIN破損或脫落

該故障較為常見。其主要表現(xiàn)為PIN受侵蝕嚴(yán)重，致使PIN破損或脫落。需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，采取不同處理措施，如PIN與蓋板相互摩擦造成卡滯、不動(dòng)作時(shí)，可酌情瞬時(shí)提高鑄輪轉(zhuǎn)速，減少中間包注入鑄輪的銅流，在此期間反復(fù)開關(guān)PIN。若不起作用，則立即傾轉(zhuǎn)保持爐，作停澆處理，防止溢銅。若PIN粘銅、粘渣時(shí)，銅液溫度必須按上限進(jìn)行控制或加入磷銅熔渣，且嚴(yán)格控制銅液的成分，不允許進(jìn)行燒氧槍。正常澆注狀況下，若澆注液面驟升或陡降時(shí)，可判斷為PIN已破損或脫落；液面驟升時(shí)，關(guān)棒和適當(dāng)提高鑄輪轉(zhuǎn)速后，液面仍上升時(shí)，必須果斷傾轉(zhuǎn)保持爐，防止溢銅；澆注液面陡降時(shí)，需適當(dāng)降低鑄輪轉(zhuǎn)速，試棒幾次，澆注液面無明顯變化，應(yīng)立即傾轉(zhuǎn)保持爐處理；需加強(qiáng)PIN裝配和烘烤后的檢查，特別是PIN烤偏后，必須重新進(jìn)行調(diào)整，烘烤前后必須清理干凈中間包內(nèi)異物，防止?jié)沧r(shí)粘結(jié)PIN；保證中間包烘烤溫度和銅液溫度；加強(qiáng)中間包內(nèi)襯檢查，避免PIN因嚴(yán)重侵蝕而破損或脫落等嚴(yán)重事故；上棒時(shí)，嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程，避免因操作原因造成PIN損傷。

3.1.4?PIN電機(jī)事故

（1）PIN電機(jī)不動(dòng)作、SPOUT流量失控。該故障較為常見。該故障主要表現(xiàn)為PIN電機(jī)突然不動(dòng)作，SPOUT流量無法調(diào)節(jié)與控制。其主因是PLC通訊堵塞，影響PLC與PIN電機(jī)的通訊，必須重啟PLC才行；步進(jìn)電機(jī)控制器到步進(jìn)電機(jī)的電源電纜和反饋電纜的接頭有松動(dòng)或通訊不良，必須檢查各電纜的接頭對(duì)接情況；電纜本體有斷路或短路狀況時(shí)，需用萬用表測(cè)量電纜兩頭接頭的通斷來檢測(cè)電纜本體是否有斷路或短路情況。

（2）PIN電機(jī)失控。該故障較為少見。其主要表現(xiàn)為出湯時(shí)在控制鑄池液位過程中，關(guān)閉PIN電機(jī)有卡滯、延緩現(xiàn)象，導(dǎo)致鑄池液位無法正?？刂剖广~液外溢，形成冷銅又撐開壓輪，銅液外溢加劇，鑄輪二側(cè)結(jié)有大量冷銅，難以維持正常生產(chǎn)，甚至停鑄。PIN電機(jī)失控軟故障是該事故的直接原因，且鑄機(jī)人員出湯時(shí)判斷異常狀況不準(zhǔn)確，未及時(shí)采取有效的措施，導(dǎo)致銅液大量外溢，使鑄輪結(jié)大量冷銅，處理難度增加。設(shè)備人員必須確診故障原因，不可在未確定原因的狀況下運(yùn)行設(shè)備，以免影響正常生產(chǎn)；鑄機(jī)人員出湯時(shí)，應(yīng)密切注意現(xiàn)場(chǎng)工況，加強(qiáng)與現(xiàn)場(chǎng)出湯人員的手勢(shì)交流，出現(xiàn)異常狀況時(shí)，需及時(shí)采取有效的措施進(jìn)行處理。

（3）PIN電機(jī)誤動(dòng)作。該故障較為少見，其主要表現(xiàn)為控制器、PLC斷電。其主因是倒錠時(shí)PIN電機(jī)控制電纜被燙傷或線纜老化影響正常通訊，造成步進(jìn)電機(jī)的誤動(dòng)作。每次更換系統(tǒng)時(shí)，必須針對(duì)控制器、PLC進(jìn)行斷電復(fù)位，以杜絕步進(jìn)電機(jī)的誤動(dòng)作。

（4）PIN電機(jī)突然關(guān)死。該故障較為少見。其主要表現(xiàn)為自動(dòng)澆鑄過程中，PIN突然關(guān)死，無銅液流出，導(dǎo)致鑄機(jī)停鑄。其主因是PIN電機(jī)長(zhǎng)期處于高溫惡劣環(huán)境，其控制器會(huì)接收到假的急停信號(hào)，導(dǎo)致PIN電機(jī)直接關(guān)死，且未被復(fù)位之前不能再被打開，造成銅液斷流停鑄。維修人員可參照?qǐng)D紙排查急停一段的線路，若確認(rèn)是由于接到I/O電纜的一個(gè)延時(shí)繼電器常開觸點(diǎn)接觸不良而造成停鑄時(shí)，則應(yīng)更換延時(shí)繼電器，且將步進(jìn)電機(jī)控制器進(jìn)行復(fù)位，但必須注意的是，在更換新的延時(shí)繼電器時(shí)，宜先用萬用表測(cè)量延時(shí)繼電器的觸點(diǎn)，以保證其觸點(diǎn)接觸良好，不會(huì)再次造成假的急停信號(hào)；同時(shí)，為降低PIN電機(jī)的工作環(huán)境溫度，先試用傳統(tǒng)鼓風(fēng)機(jī)方式，效果并不理想，但可在PIN電機(jī)與中間包之間設(shè)計(jì)新增一道石棉氈隔熱擋板，隔熱效果十分理想。改進(jìn)后，PIN電機(jī)溫度同比可從120?℃降至約50?℃，杜絕了因PIN電機(jī)溫度過高而導(dǎo)致的停鑄事件。

原設(shè)計(jì)美國(guó)產(chǎn)PIN電機(jī)在生產(chǎn)過程中故障頻繁，且故障率居高不下，通過改進(jìn)選用新型西門子PIN電機(jī)和新型控制器后，PIN電機(jī)的適應(yīng)性更強(qiáng)、可靠性更高，可大幅降低設(shè)備故障率。

3.1.5?線性軸承異常磨損

該故障較為常見。其主要表現(xiàn)為軸承零件滾動(dòng)表面的質(zhì)量發(fā)生惡化，引起軸承工作表面粗糙、旋轉(zhuǎn)精度降低、游隙增加、振動(dòng)噪聲增大等，最終導(dǎo)致軸承喪失正常的工作性能。它是PIN架線性導(dǎo)向軸承主要的失效形式之一。其主因是異物通過密封不良的裝置或密封圈，進(jìn)人了線性軸承的內(nèi)部；潤(rùn)滑不當(dāng)，如潤(rùn)滑油中的雜質(zhì)未過濾干凈、潤(rùn)滑方式不良、潤(rùn)滑劑選用不當(dāng)、潤(rùn)滑劑變質(zhì)等；零件接觸面上的材料顆粒脫離；或由于軸承使用溫度變化產(chǎn)生的冷凝水、潤(rùn)滑劑中添加劑的腐蝕性物質(zhì)等原因而形成的銹蝕等。

生產(chǎn)實(shí)踐中，PIN架線性軸承磨損大多屬于綜合性磨損，易同時(shí)出現(xiàn)多種磨損形式，如粘著磨損可能伴有磨粒磨損；而接觸疲勞和粘著磨損則可能伴有氧化磨損；而微動(dòng)磨損表面形貌則具有粘著磨損、磨粒磨損、微動(dòng)磨損三者的綜合特征。因而，解決線性軸承實(shí)際磨損問題時(shí)，必須盡量查找、重點(diǎn)解決其主要磨損形式。在解體、清洗滾珠軸承時(shí)，若測(cè)量滾珠直徑磨損超出0.5?mm，必須立即更換滾珠，插入導(dǎo)桿檢查其配合間隙，調(diào)整軸承兩側(cè)調(diào)整螺釘直至適宜位置；在換系統(tǒng)或月修時(shí)，必須緊固所有螺栓、銷，同時(shí)安裝時(shí)要涂抹76764抗咬合劑；三個(gè)月應(yīng)更換緊固螺栓和銷；一年需更換線性軸承內(nèi)所有滾珠；三年必須更換線性軸承。

3.2搖架故障

3.2.1 頂升油缸不動(dòng)作

該故障較為常見。其主要表現(xiàn)為油缸、油管漏油。因中間包現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境溫度高，致使中間包密封件、油管等老化加劇，特別是中間包右側(cè)油缸、下側(cè)油管更易老化、失效，導(dǎo)致油缸、油管易漏油，必須加強(qiáng)點(diǎn)檢，定期進(jìn)行更換。若密封件老化造成氣動(dòng)液壓泵壓力不足時(shí)，必須立即更換泵維修包。

3.2.2中間包卡滯、動(dòng)作不靈

該故障較為常見。其主要表現(xiàn)為閥門轉(zhuǎn)動(dòng)裝置密封、氣管老化泄漏、氣動(dòng)馬達(dá)或螺旋千斤頂故障。由于閥門轉(zhuǎn)動(dòng)裝置卡死、密封老化，導(dǎo)致氣動(dòng)控制閥故障時(shí)，需及時(shí)進(jìn)行修復(fù)或更換；中間包工作環(huán)境溫度高、氣管老化，造成氣管泄漏時(shí)，應(yīng)立即進(jìn)行緊固或更換氣管；氣動(dòng)馬達(dá)葉片磨損或卡死時(shí)，應(yīng)立即進(jìn)行解體清洗或更換氣動(dòng)馬達(dá)；螺旋千斤頂內(nèi)有異物、中間彈性塊破碎或過限位造成卡死時(shí)，則必須立即修復(fù)千斤頂。

3.3自動(dòng)澆注系統(tǒng)故障

該故障較為少見。其主要表現(xiàn)為發(fā)送操作信號(hào)后，保持爐動(dòng)作異常遲緩。該類故障主要是由于保持爐傾轉(zhuǎn)電磁閥故障造成的，若電磁閥閥芯堵塞或電磁閥進(jìn)、出氣管變形等，宜先確認(rèn)電磁閥閥芯是否有異物堵塞，再拆卸、清洗閥芯，使各氣管暢通；若電磁閥進(jìn)、出氣管被壓或被砸變形時(shí)，為防止氣路不通暢，則必須立即更換變形氣管。

3.4液位自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)故障

3.4.1液位輔助監(jiān)控裝置失靈

該故障較為少見。其主要表現(xiàn)為液位信息實(shí)時(shí)監(jiān)控由于干擾嚴(yán)重而失靈。原設(shè)計(jì)進(jìn)口中間包液位輔助監(jiān)控裝置觀察銅液狀況僅依賴一塊不銹鋼鏡面板且通過中間包銅液的反光來完成，受燃燒烈焰、煙氣、水蒸汽及飛濺物等惡劣工況影響，現(xiàn)場(chǎng)采光度差，抗干擾能力弱，不直觀且不清晰，一旦系統(tǒng)失靈時(shí)，安全隱患較大。

為采集與轉(zhuǎn)換液位信號(hào)方便，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，在中間包尾部上方安裝中間包液位自動(dòng)監(jiān)控裝置，現(xiàn)場(chǎng)采光好，抗干擾能力強(qiáng)，液位實(shí)時(shí)監(jiān)控直觀又清晰，可靠性高，數(shù)據(jù)采集、傳送及顯示等功能強(qiáng)大，特別適于系統(tǒng)失靈時(shí)的液位監(jiān)控，即便液位波動(dòng)較小時(shí)，宜通過手動(dòng)控制及時(shí)使熔池液面趨于平穩(wěn)，確保鑄錠坯品質(zhì)的穩(wěn)定提升。

3.4.2液位無錄像顯示

該故障較為少見。其主要表現(xiàn)為攝像頭無信號(hào)傳輸至中間包監(jiān)控服務(wù)器。其主因是視頻傳感器故障、攝像頭本身故障、電源盒故障、信號(hào)傳輸電纜故障、中間包監(jiān)控服務(wù)器內(nèi)的圖像采集卡故障。若因視頻傳感器故障造成無輸出，PLC無法接受到液位信息的模擬量信號(hào)，液位無錄像顯示，導(dǎo)致設(shè)備被迫停機(jī)時(shí)，則必須更換視頻傳感器；或按相關(guān)操作程序排查攝像頭至中間包監(jiān)控服務(wù)器的信號(hào)傳輸電纜接頭是否松脫，攝像頭的電源盒是否有電源輸出，若確認(rèn)均正常，很有可能是圖像采集卡故障，可更換一臺(tái)新的監(jiān)控服務(wù)器進(jìn)行嘗試；若仍未排除，極可能是攝像頭本身故障，則應(yīng)立即更換攝像頭。

3.4.3顯示器液面畫面定格死機(jī)

該故障較為少見。其主要表現(xiàn)為液面畫面定格卡住。必須點(diǎn)擊該軟件上端工具欄處的“Reset?Video”鍵來重啟屏幕；若點(diǎn)擊后仍無效，可關(guān)閉該軟件后，再重新啟動(dòng)；若仍無法恢復(fù)，則必須重啟自動(dòng)澆鑄電腦。

3.5SPOUT開裂、粘渣及粘銅

該故障較為常見。其主要表現(xiàn)為易發(fā)生漏銅現(xiàn)象。中間包SPOUT尤以其尾部位置受沖刷侵蝕的影響最為嚴(yán)重，易造成開裂、漏銅等現(xiàn)象，往往導(dǎo)致無法控制銅流而提前報(bào)廢，而渣液對(duì)SPOUT的侵蝕，則易導(dǎo)致其機(jī)械性能的降低，甚至停澆。上機(jī)前必須排查中間包SPOUT及入口四壁、擋渣磚有否損壞、粘渣或粘銅，若有需及時(shí)修補(bǔ)和除去；中間包SPOUT除從材質(zhì)上提高其抗熱震性、防止崩裂外，還應(yīng)具有優(yōu)良的抗銅液沖刷性、抗渣侵蝕性及抗氧化性等，宜選用高強(qiáng)度的復(fù)合耐火材料Fused?silica即聚凝融硅。

3.6中間包結(jié)冷銅嚴(yán)重

該故障較為常見。其主要表現(xiàn)為中間包液位顯示異常且波動(dòng)較大，甚至突發(fā)事故。鑄機(jī)操作人員應(yīng)嚴(yán)格控制好中間包液位，宜在顯示屏上劃線，且要求每間隔30?min到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行確認(rèn)，以防止因液位波動(dòng)而使銅液溫度發(fā)生較大的變化，導(dǎo)致產(chǎn)生鑄坯空心和晶粒組織不均勻現(xiàn)象；需不定時(shí)地清理流嘴、中間包蓋子上的冷銅，交接班時(shí)必須保證清理干凈，以防冷銅堆積后，無法觀察中間包液位；控制液位時(shí)，切勿堵塞中間包溢流口，若出現(xiàn)冷銅粘接時(shí)，必須當(dāng)班處理掉；出現(xiàn)液位補(bǔ)差異常時(shí)，應(yīng)立即排查下流槽、保持爐、搖架等周邊裝置，及時(shí)處理異常阻塞或磕碰；加強(qiáng)操作控制，避免出現(xiàn)側(cè)邊漏銅現(xiàn)象或因液位波動(dòng)大、溫度大而導(dǎo)致斷坯或停機(jī)。

3.7測(cè)溫裝置嚴(yán)重氧化

該故障較為少見。該故障主要表現(xiàn)為中間包溫度顯示不準(zhǔn)確，溫度波動(dòng)大。其主因是中間包熱電偶本身有氧化、測(cè)量有誤差。實(shí)踐證明，當(dāng)夾雜物占到銅線截面積1/4時(shí)，將導(dǎo)致拉絲斷線［2］，而有效地控制銅液的溫度、及時(shí)去渣，則是防止銅桿夾雜最有效的手段［3］。必須立即拆下中間包熱電偶，檢查其輸出端子是否高溫氧化，采用細(xì)砂紙打磨端子表面后，使用萬用表測(cè)量熱電偶電阻值，可判別出熱電偶內(nèi)的測(cè)量裝置是否損壞，若超出正常阻值范圍即0.7～0.9?Ω，則更換熱電偶后，再解體檢查換下的熱電偶；熱電偶公母對(duì)接頭內(nèi)氧化嚴(yán)重時(shí)，需徹底打磨其內(nèi)部接線端子，清除氧化物；熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線前段因高溫被氧化時(shí)，應(yīng)剪掉前段氧化導(dǎo)線，利用專用測(cè)溫儀表檢測(cè)、確認(rèn)其溫度輸出無誤，且加強(qiáng)補(bǔ)償導(dǎo)線的隔熱效果；整根熱電偶本身的補(bǔ)償誤差時(shí)，必須更換整段補(bǔ)償導(dǎo)線后，再用專用測(cè)溫儀表來檢測(cè)、確認(rèn)其輸出無誤；而PLC模塊對(duì)應(yīng)的點(diǎn)造成誤差時(shí)，則必須更換模塊的點(diǎn)或模塊。

3.8稱重儀數(shù)據(jù)失真

該故障較為常見。其主要表現(xiàn)為中間包稱重?cái)?shù)據(jù)時(shí)而過大或過小，補(bǔ)給模擬數(shù)據(jù)波動(dòng)較大，易造成中間包銅液液面忽高或忽低，波動(dòng)較大，嚴(yán)重影響中間包銅液質(zhì)量。其主要原因是中間包稱重傳感器出現(xiàn)故障，中間包重量輸出與實(shí)際不符，中間包重量自動(dòng)控制無法實(shí)現(xiàn)，必須立即采用手動(dòng)補(bǔ)給，保證中間包銅液的流量及液位的穩(wěn)定，且應(yīng)及時(shí)更換失效的稱重傳感器；中間包架置于鑄輪護(hù)板上，基座有雜物或冷銅影響稱重時(shí)，必須及時(shí)進(jìn)行清理，且重新調(diào)整中間基座上、下、前、后位置液壓缸；因環(huán)境溫度過高，稱重元器件易出現(xiàn)老化現(xiàn)象，造成稱重儀或通信線路故障時(shí)，需適時(shí)維修稱重儀，或更換通信線路；銅液常飛濺至溫度偏低的流嘴周圍，致使中間包與下流槽形成冷銅連接，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行清理；而稱重儀表失靈或死機(jī)，導(dǎo)致顯示客戶端上的中間包液位為黑色時(shí)，則必須按中間包稱重儀復(fù)位操作流程圖相關(guān)程序進(jìn)行復(fù)位。

4　結(jié)語

生產(chǎn)實(shí)踐證明，針對(duì)該連鑄中間包澆注機(jī)構(gòu)常見故障分析與控制技術(shù)研究，可穩(wěn)定連鑄工藝，提高連注機(jī)作業(yè)率、優(yōu)化作業(yè)、順利連續(xù)澆注、改善鑄坯質(zhì)量極為重要［4］，其產(chǎn)能高，產(chǎn)品缺陷少，品質(zhì)好，設(shè)備故障率低，成本能耗水平高，該公司銅桿年產(chǎn)能已突破40萬t/a大關(guān)，超過原設(shè)計(jì)37萬t／a，已成為國(guó)內(nèi)最大的光亮銅桿生產(chǎn)基地，完全能滿足國(guó)內(nèi)外客戶對(duì)高端銅細(xì)線及超微線的苛刻需求，其推廣應(yīng)用前景十分廣闊。

[1] 張偉旗.SCR鑄輪技術(shù)裝備創(chuàng)新與機(jī)械故障的控制[J].特種鑄造及有色合金，2012，32（3）：274-276.

[2] 劉富國(guó).齊增生.馮祥軼.銅桿質(zhì)量對(duì)再拉斷線的影響[J].有色金屬加工.2010，39（4）：10-12.

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TheMalfunction Diagnosis and Control Technology Research of Institutions of SCR Continuous Casting Tundish Pouring

ZHANG?WeiQi
（Copper?Co.，Ltd.?of?Jiangxi?Copper?corporation，Guixi?335424，Jiangxi，China）

It?is?crucial?to?the?stability?of?continuous?casting?process?and?improvement?the?quality?of?ingot?casting?for?SCR?continuous?casting?tundish?pouring?institutions，it?has?been?a?common?discussion?which?is?focused?on?the?continuous?casting?and?rolling?at?home?and?abroad.?For?the?continuous?analysis?on?casting?tundish?pouring?the?common?malfunction?and?control?technology?research.The?cost?of?equipment?failure?rate?is?low，and?the?energy?consumption?level?is?high.It?has?successfully?solved?the?problem?which?was?‘bottleneck’restricting?production?technology?and?which?was?‘core’?issue?of?the?same?kind?of?casting?production?line，It?can?absolutely?fulfll?the?demand?of?the?domestic?and?foreign?customers?for?high-end?copper?thin?lines?and?the?specifc?requirements?of?the?superfne?line.

Continuous?casting?tundish；Pouring?institutions；Common?faults；Equipment?failure?rate

TG249.7;

A；

1006-9658（2015）04-0028-05

10.3969/j.issn.1006-9658.2015.04.008

2015-02-06

稿件編號(hào):1502-810

張偉旗(1965—)，男，高級(jí)工程師，主要研究方向?yàn)殂~加工、礦山機(jī)械、有色冶金、機(jī)電設(shè)備工程.