王金輝，王巒濤，王洪濤，崔國(guó)亮，陳宇

（鞍鋼股份有限公司煉鋼總廠，遼寧 鞍山 114021）

板坯生產(chǎn)過(guò)程中，板坯表面和皮下橫縱裂紋、皮下針孔、夾渣等各種缺陷會(huì)導(dǎo)致軋制工序出現(xiàn)大量廢品和現(xiàn)貨，嚴(yán)重影響了最終產(chǎn)品的質(zhì)量［1］。由于板坯自動(dòng)火焰清理機(jī)具有清理效率高、熱量損失小、清理質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)逐漸成為各大鋼廠提高產(chǎn)品質(zhì)量和保證產(chǎn)品性能穩(wěn)定的選擇［2］。鞍鋼股份有限公司煉鋼總廠三分廠 （以下簡(jiǎn)稱(chēng)三分廠）有兩臺(tái)板坯連鑄機(jī)，主要生產(chǎn)超低碳汽車(chē)鋼板坯，為滿(mǎn)足汽車(chē)鋼板表面質(zhì)量要求，需要對(duì)板坯進(jìn)行表面清理。以往采取人工清理的方式，清理效率低，且不利于清理質(zhì)量的穩(wěn)定控制。2018年三分廠引進(jìn)鞍鋼首臺(tái)可實(shí)現(xiàn)板坯四面同時(shí)清理的自動(dòng)火焰清理機(jī)，年清理量達(dá)到70萬(wàn)t，清理成功率98%以上，有效地提高了板坯清理效率和清理質(zhì)量，提高了鞍鋼高級(jí)別面板的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

1 板坯自動(dòng)火焰清理機(jī)參數(shù)

板坯火焰清理分為冷坯清理、溫坯清理和熱坯清理。三分廠引進(jìn)的SMS-10-6-1板坯自動(dòng)火焰清理機(jī)可對(duì)0～900℃的板坯上、下表面及兩個(gè)側(cè)面同時(shí)清理或組合清理，并且可根據(jù)板坯溫度，通過(guò)調(diào)整火焰清理速度，滿(mǎn)足對(duì)板坯不同清理深度的要求。板坯自動(dòng)火焰清理機(jī)基本參數(shù)見(jiàn)表1。

2 板坯自動(dòng)火焰清理機(jī)工作原理

板坯自動(dòng)火焰清理機(jī)采用丙烷作為燃?xì)猓醚鯕夂捅樾纬傻娜紵鹧骖A(yù)熱板坯的局部區(qū)域，在其表面形成預(yù)熱坑。板坯以一定的速度通過(guò)連續(xù)噴出純凈、干燥氧氣流的燒嘴，由于高壓氧氣流和板坯形成一定的銳角，氧氣將板坯表面的金屬氧化，并將其表面缺陷吹到預(yù)定的深度，然后用粒化高壓水清除掉表面的氧化熔渣。圖1為板坯自動(dòng)火焰清理機(jī)工作原理示意圖［3］，化學(xué)反應(yīng)如下：

表1 板坯自動(dòng)火焰清理機(jī)基本參數(shù)Table 1 Basic Parameters of Automatic Slab Scarfing Machine

圖1 板坯自動(dòng)火焰清理機(jī)工作原理示意圖Fig.1 Working Principle Diagram for Automatic Slab Scarfing Machine

3 板坯自動(dòng)火焰清理機(jī)工作流程

板坯自動(dòng)火焰清理機(jī)為操作者參與半自動(dòng)工作方式，操作人員根據(jù)MES系統(tǒng)傳輸?shù)陌迮餍畔ⅲㄤ摲N、溫度、清理深度），在人機(jī)對(duì)話界面上選擇當(dāng)前板坯清理深度和溫度需要應(yīng)用的特性曲線，火焰清理機(jī)按照特性曲線自動(dòng)完成清理作業(yè)。

3.1 使用前火焰機(jī)的檢查

板坯自動(dòng)火焰清理機(jī)使用前，需要對(duì)其做如下檢查：

（1）檢查輸入、輸出輥道是否有死輥、輥?zhàn)幼冃?、漏水等現(xiàn)象；

（2）檢查垛板臺(tái)、對(duì)中裝置、轉(zhuǎn)盤(pán)、翻鋼機(jī)、測(cè)溫裝置、燒嘴等設(shè)備狀態(tài)是否正常；

（3）檢查板坯自動(dòng)火焰清理機(jī)各介質(zhì)管路壓力是否正常。

3.2 板坯準(zhǔn)備

對(duì)板坯做如下準(zhǔn)備工作：

（1）確認(rèn)待清理的板坯信息；

（2）將符合清理要求的板坯吊運(yùn)至板坯垛板臺(tái)，用推鋼機(jī)將板坯推至輥道上；

（3）上線輥道將板坯輸送到對(duì)中輥道上，光電傳感器進(jìn)行位置檢測(cè)，完成對(duì)中；

（4）板坯測(cè)溫計(jì)自動(dòng)測(cè)量板坯表面溫度，并將測(cè)定的溫度值發(fā)送至火焰清理控制系統(tǒng)；

（5）板坯進(jìn)入前夾送輥道，到達(dá)燒嘴閉合位置；

（6）上下燒嘴和水平燒嘴依次閉合；

（7）板坯定位，退回至“預(yù)熱位”。

3.3 板坯清理

板坯清理過(guò)程如下：

（1）啟動(dòng)預(yù)熱開(kāi)關(guān)，預(yù)熱開(kāi)始，丙烷和氧氣通過(guò)燒嘴預(yù)熱塊噴出，氣體燃燒后產(chǎn)生的熱量在板坯表面形成預(yù)熱熔池；

（2）當(dāng)預(yù)熱熔池達(dá)到一定深度時(shí)，火焰清理過(guò)程激活；

（3）清理開(kāi)始，清理氧氣閥門(mén)打開(kāi)，在前夾送輥的帶動(dòng)下，板坯以設(shè)定速度前進(jìn)，同時(shí)高壓沖渣水閥門(mén)打開(kāi)；

（4）鋼坯繼續(xù)移動(dòng)，通過(guò)光電管位置計(jì)數(shù)，到達(dá)后夾送輥位置，激活后夾送輥，以維持牽引且保證通過(guò)燒嘴時(shí)速度一致；

（5）繼續(xù)清理直至鋼坯尾端通過(guò)燒嘴，到達(dá)觸發(fā)“清理結(jié)束信號(hào)”位置，停止火焰清理。燃?xì)?、氧氣及沖渣水關(guān)閉，燒嘴撤回；

（6）除磷水和除磷吹掃開(kāi)啟，延時(shí)一定時(shí)間后關(guān)閉。

3.4 板坯檢查

對(duì)清理后的板坯做如下檢查：

（1）板坯通過(guò)輸出輥道到達(dá)檢查臺(tái)，檢查板坯清理質(zhì)量，確認(rèn)其上表面及兩側(cè)無(wú)漏清；

（2）使用翻鋼機(jī)將清理后的板坯翻面，檢查其下表面，確認(rèn)沒(méi)有熔渣等缺陷后，板坯輸出至熱軋輥道下送。

4 清理后板坯缺陷產(chǎn)生原因及處置方案

清理后的板坯常見(jiàn)缺陷有漏清、表面平整度超標(biāo)和表面熔渣殘留等。表2為清理后板坯缺陷產(chǎn)生原因及處置方案。針對(duì)不同的清理后缺陷，及時(shí)采取人工補(bǔ)清等措施，并進(jìn)行必要的設(shè)備檢查和維護(hù)，保證清理后板坯表面質(zhì)量滿(mǎn)足下道工序要求。

表2 清理后板坯缺陷產(chǎn)生原因及處置方案Table 2 Causes Leading to Defects and Countermeasures after Slab Scarfing

5 生產(chǎn)實(shí)績(jī)

5.1 火焰清理機(jī)位置設(shè)計(jì)

三分廠有1號(hào)和2號(hào)兩臺(tái)板坯連鑄機(jī)，高級(jí)別汽車(chē)面板、鍍鋅板等需要表面清理的鋼種主要在1號(hào)連鑄機(jī)生產(chǎn)。為了提高生產(chǎn)作業(yè)效率，將火焰清理機(jī)設(shè)計(jì)在靠近1號(hào)連鑄機(jī)的位置，火焰清理機(jī)上料輥道緊鄰1號(hào)連鑄機(jī)板坯輸出輥道，使生產(chǎn)出的板坯以最短流程通過(guò)火焰清理機(jī)進(jìn)行表面清理，減少了天車(chē)倒運(yùn)板坯造成的生產(chǎn)交叉和時(shí)間耽誤，確保連鑄機(jī)和火焰清理機(jī)生產(chǎn)無(wú)縫銜接。

5.2 清理工藝優(yōu)化

優(yōu)化生產(chǎn)工藝，對(duì)部分冷軋卷表面質(zhì)量要求相對(duì)不高的低碳鋼種，開(kāi)展不清理熱送試驗(yàn)，并及時(shí)做好后工序的質(zhì)量跟蹤反饋，在保證質(zhì)量的前提下節(jié)約設(shè)備資源。

5.3 設(shè)備維護(hù)

組建專(zhuān)業(yè)的維護(hù)團(tuán)隊(duì)，確定“4+8”日（4天小修一次，8天大修一次）定修計(jì)劃，優(yōu)化火焰清理機(jī)設(shè)備的定修和年修管理，合并設(shè)備修理和維護(hù)工作，進(jìn)行燒嘴等重要設(shè)備的專(zhuān)項(xiàng)維護(hù)工作，以降低火焰清理機(jī)的設(shè)備故障；優(yōu)化燒嘴設(shè)計(jì)，減少漏氧現(xiàn)象，減少板坯漏清，提高清理后板坯表面平整度，從而提高板坯合格率。

5.4 應(yīng)用效果

使用板坯自動(dòng)火焰清理機(jī)后，三分廠板坯表面質(zhì)量得到顯著提高，冷軋軋后表面質(zhì)量缺陷指數(shù)明顯下降。板坯自動(dòng)火焰清理機(jī)使用前后鑄坯缺陷指數(shù)的對(duì)比如圖2所示，由圖2看出，使用后的缺陷指數(shù)比使用前降低57.6%。

圖2 火焰清理機(jī)使用前后鑄坯缺陷指數(shù)的對(duì)比Fig.2 Contrast of Defect Indexes before and after Using Scarfing Machine

6 結(jié)論

鞍鋼股份有限公司煉鋼總廠板坯自動(dòng)火焰清理機(jī)主要用于超低碳汽車(chē)板鋼和鍍鋅板等重點(diǎn)鋼種板坯的表面清理。使用板坯自動(dòng)火焰清理機(jī)清理的板坯產(chǎn)品缺陷指數(shù)比使用前降低57.6%，使鞍鋼汽車(chē)板和鍍鋅板等其它重點(diǎn)品種的產(chǎn)品質(zhì)量得到大幅提升，為鞍鋼高端汽車(chē)面板的市場(chǎng)占有率提供了有力保證。