板坯连铸中间包在浇铸过程中快速更换浸入式水口（后文简称快换水口）是提高板坯连浇炉数，确保生产稳定顺行的必要条件。快换水口是一个非稳态浇铸过程，如操作不当经常会引发坯壳与结晶器铜板粘结等事故，从而导致大量废坯产生，甚至导致连铸断浇。伴随着钢铁行业微利时代的到来，迁钢正面临着严峻的考验，“降本增效”要求笔者对工作中任何一个细节都不能放过。
迁钢一炼钢现有2台连铸机，均为一机双流板坯连铸机。浇铸断面分别为230mm×(900～1600)mm和230mm×(1100～2150)mm板坯连铸机。本文仅对其中230mm×（900～1600）mm板坯连铸机进行研究。230mm×（900～1600）mm板坯连铸机是从奥钢联（VAI）引进的直弧型、连续弯曲、连续矫直的连铸机，其主要参数：结晶器长度900mm、工作拉速0.85～1.5m/min、铸机弧型半径为9m、铸机冶金长度为34.5m，可在线调宽，浇铸钢种以碳钢为主。
本文通过对快换水口现场操作的深入研究，总结出一套快换水口的标准化操作来预防快换水口时发生的异常事故，对企业的“降本增效”意义显著。
通过对迁钢近年来快换水口操作对铸坯质量影响的总结，发现快换水口对铸坯质量的影响主要集中在重接、粘结、凹坑和纵裂上，所占比例分别为重接缺陷占62%、粘结缺陷占22%，凹坑缺陷占9%和裂纹缺陷占6%，从中可以看出以重接缺陷的影响最为严重。
通过对现场近期甲、乙、丙、丁4个班组快换水口操作给铸坯质量带来影响的对比，找出不同快换水口操作对铸坯质量的影响。下文将不同快换水口操作对铸坯造成的重接、粘结、凹坑和纵裂等缺陷统称为铸坯质量缺陷，以便于统计研究。本文任选优化快换水口操作前4个月的数据作为研究对象，分别研究了快换水口操作时不同的条件对铸坯质量缺陷的个数影响。
2.1快换水口前中包过热度对铸坯质量的影响
迁钢中间包钢液过热度的要求一般为15～35℃，范围比较宽，正常浇铸过程中通常按目标中限控制。快换水口前不同中间包钢液过热度对铸坯质量影响如图1所示。
从图1中可以看出快换水口前中间包钢液过热度为下限15～20℃快换水口操作对铸坯质量影响最大，而当快换水口前中间包钢液过热度为中上限25～30℃时，快换水口操作对铸坯质量影响最小。原因是新换上的水口温度要比在线使用的水口温度低，快换水口后新水口与结晶器内钢液进行热量交换，一段时间后才能使新水口与结晶器内钢液温度相同，快换水口后一段时间内结晶器内钢液必然要降温。如果快换水口时中间包钢液温度处于浇注目标温度的中下限，快换水口后结晶器内钢液温度势必会更低，而温度过低不利于保护渣化渣，从而导致铸坯在快换水口时出现粘结等质量缺陷。当中间包过热度过高时，结晶器内形成的坯壳较薄容易产生裂纹，严重时诱发漏钢事故，且不利于等轴晶的成长。因此快换水口时的这炉钢水温度要比正常连浇时的钢水温度高一些，按目标温度的中上限控制，通常中间包钢液过热度以25～30℃为宜。
2.2快换水口前关塞棒时间对铸坯质量的影响
快换水口时，要求关闭塞棒数秒后再重新打开塞棒，以免塞棒关闭不严造成快换水口机构刺钢，给快换水口操作带来不便。迁钢快换水口前关闭塞棒时间要求为3～4s。如果关塞棒时间太短容易出现塞棒关闭不严，造成快换水口机构刺钢事故；关塞棒时间太长，结晶器液面下降高度太大，易造成铸坯质量缺陷。
2.3快换水口前结晶器液面高度对铸坯质量的影响
迁钢连铸机结晶器铜板高度全部为900mm，正常浇铸过程中结晶器液面高度设定值为800mm，即结晶器内钢水液面距离结晶器铜板上沿为100mm。关闭塞棒期间结晶器液面高度会有所下降，为弥补快换水口期间结晶器液面的下降高度，在快换水口前适当的提高了结晶器液面高度，对快换水口期间下降的液面高度做出适当的补偿。图2为快换水口前不同结晶器液面高度对铸坯质量的影响。
从图2中可以看出快换水口前结晶器液面高度为830～840mm时，对铸坯的质量影响最小。迁钢连铸机采用的是奥钢联漏钢预报结晶器专家系统，如果热电偶曲线波动异常，系统会认为是漏钢前兆，自动将拉速将至0.1m/min，然后在自动上涨到设定拉速，造成重接缺陷。快换水口前结晶器液面高度如果为820mm，或者850mm，当快换水口后涨至正常浇铸液面800mm时，由于结晶器液面高度变化较大，容易造成热电偶曲线波动异常，从而造成结晶器专家误报警，引发重接缺陷。
快换水口时的浇铸速度为0.6m/min，塞棒关闭时间为3～4s，通过计算也可以得出快换水口期间结晶器液面的下降高度为30～40mm，与现场统计得出的快换水口前最佳的结晶器液面高度结论相同。
2.4快换水口后手动控流时间对铸坯质量的影响
迁钢连铸机结晶器液面是由电磁涡流式传感器自动控制，其原理是电磁涡流传感器检测到结晶器内钢水液面后，将信号传递给控制塞棒开口度的液压控制系统，通过塞棒液压控制系统改变塞棒的开口度来控制流入结晶器内的钢水量，从而实现结晶液面的自动控制。迁钢一炼钢板坯作业区在快换水口的过程中，需人为的手动关闭塞棒，然后手动控制塞棒开口度一段时间直至结晶器内液面稳定后，再切换到自动控流模式下浇铸。图3为快换水口后不同的手动控流时间对铸坯质量的影响。
从图3中可以看出，快换水口后手动控流的时间越短越有利于铸坯质量的提高。快换水口后随着手动控流时间的增长，铸坯质量缺陷个数均有不同程度的提高。手动控流时的液面波动量一般要比自动控流时的液面波动量大。当快换水口后手动控流的时间为30～40s时，液面很快就稳定，有利于铸坯质量的提高；当手动控流时间为40～50s时，由于手动控流比自动控流液面波动大，易引发铸坯质量缺陷；而当手动控流时间为60～70s时，手动控流的液面也相对稳定，铸坯质量又有所提高；但当手动时间过长，70s以上时，由于手动控流时间过长，结晶器内液面频繁波动，液面波动必然变大，铸坯质量缺陷个数增多。
2.5快换水口后铸机涨至正常拉速所需时间对铸坯质量的影响
迁钢一炼钢2号连铸机的浇铸断面为230mm×(1100～2150)mm，按断面大小正常拉速通常为1.0～1.4m/min。快换水口操作时要求先降低拉速，如以正常拉速快换水口，快换水口后结晶器内初生坯壳过薄容易出现裂纹，严重时甚至造成板坯漏钢。迁钢连铸作业区现要求均是在将拉速降至0.6m/min时进行快换水口操作。快换水口后要将拉速涨到正常的浇铸速度，防止低拉速浇铸对铸坯质量不利。图4为在拉速为0.6m/min时快换水口后连铸机涨到正常拉速所需不同时间对铸坯质量的影响。
从图4可以看出当快换水口后将连铸机过快或过慢涨至正常拉速对铸坯质量都不利。当快换水口后将连铸机涨至正常拉速时间为2min时，对铸坯质量影响最小。快换水口后如果连铸机涨至正常拉速时间过长，会使结晶器内热量传递向不利于铸坯质量的方向改变，从而加大铸坯纵裂发生的概率，尤其是大断面铸坯更易出现纵裂缺陷。但是如果快换水口后连铸机涨至正常拉速时间过快，容易造成新加入的保护渣形成的液渣层偏薄，使坯壳与铜板之间的摩擦力增大，最终在其他因素共同作用下导致坯壳撕裂发生粘结缺陷。因此快换水口后将连铸机涨至正常拉速的时间也应以2min为宜。
自实施上述优化措施以来，在快换水口时，铸坯质量缺陷明显改善。近4个月来板坯1号机共计快换水口258次，由快换水口造成的铸坯质量缺陷只出现了18次，为提高铸坯质量奠定基础，此数据有力的说明了改进快换水口措施对提高铸坯质量意义重大。
通过对不同的换水口操作对铸坯质量影响进行总结分析，制定出了一套相应的快换水口标准化操作，其主要内容如下：
(1)快换水口操作是一个连贯动作，提高岗位工人快换水口操作技能。整个快换水口过程要求紧凑连贯，动作简洁熟练。负责安装新水口与拆除旧水口的岗位操作人员（浇钢工助手）与负责控制塞棒关、开的岗位操作人员（浇钢工）配合不默契，动作不连贯，致使快换水口的时间人为的延长也容易引发铸坯粘结。
(2)快换水口时的这炉钢水温度要比正常连浇时的钢水温度高一些，中包钢水过热度按目标温度的中上限25～30℃控制。
(3)为了有效防止快换水口机构发生刺钢事故，快换水口前关闭塞棒时间要求为3～4s。
(4)快换水口前，将液面缓慢涨至820～830mm，以补偿快换水口时液面的下降。
(5)快换水口后，手动控流将结晶器液面高度调整至正常的浇铸液面，时间应控制在30～40s之间，然后切换到自动控流模式下进行浇铸。
(6)快换水口后，将拉速涨至正常浇铸速度的时间以2min为宜
5、结语
通过实施以上措施，板坯由于快换水口操作造成的铸坯质量缺陷明显降低。快换水口操作是一个连贯动作，由若干操作环节组成。每一个环节的失败都可能导致铸坯出现质量缺陷，严重时甚至造成事故断浇。在日常工作中应提高岗位工人快换水口操作技能，保证整个快换水口过程紧凑连贯，动作简洁熟练。