(34)175-176莱钢板坯粘结漏钢的原因分析与控制措施

莱钢板坯粘结漏钢的原因分析与控制措施

吕铭李红建卢波王学新谢兴军

（莱芜钢铁集团银山型钢炼钢厂,山东莱芜271104）

摘要：针对板坯连铸机粘结漏钢事故多发的问题，通过改进振动参数，控制振动精度，改善保护渣理化指标，优化结晶器内钢水流场，规范连铸标准化操作，有效得减少了粘结漏钢的发生。

关键词：板坯；粘结；振动；保护渣；流场；标准化操作

1 前言

莱钢银山型钢炼钢厂于2004年7月投产，现装备

三座铁水预处理、一座900t混铁炉、三座顶底复吹转

炉、三座LF精炼炉、三台连铸机（最早投产的两台连

铸机为2#、3#板坯连铸机），设计年生产能力380万吨。

投产以来遇到的主要问题是板坯连铸机粘结漏钢频率

高。针对这一情况，统计分析了粘结漏钢的具体原因，

有针对性地提出了改善措施，减少了粘结漏钢的发生。

2 连铸机工艺情况

板坯连铸机于2004年7月投产,3#板坯连铸机于

2005年2月投产，相关工艺参数如下表：

表1 2#、3#板坯连铸机设计参数

2#l连铸机3#l连铸机

机型直弧形，

弧形半径7.8m

直弧形，

弧形半径10m

弯曲/矫直

方式多点弯曲、多点矫

直

连续弯曲、连续矫直

振动方式四偏心正弦振动四偏心正弦振动

浇注断面160×

(750~1400)mm

160/200/250×(1250~2100)mm

中间包容

量

38t 30t

结晶器长

度

904mm 900mm

冶金长度25.6m 29.5m

拉速范围 1.1~1.4m/min 0.8~1.4m/min

3 改善振动特性

3.1振动参数的影响

振动特性对铸坯润滑的影响很大，负滑脱振动是传统

连铸稳定生产的必要条件，在负滑脱期间 ,连铸初生

坯壳被压合并顺利脱模，防坯壳粘结。连铸初期 ,为

保证结晶器振动对坯壳的压合效果 ,负滑脱时间较

长 ,一般取 015 s。,对结晶器正弦振动而言 ,负滑脱

时间过低会导致保护渣消耗量下降 ,结晶器摩擦阻力增加。因此 ,负滑脱时间的选择及控制是稳定连铸过

程的重要工艺手段。负滑脱时间由结晶器振动参数和

拉速所决定。我厂2#板坯连铸机振幅3mm，振幅与振

频的关系：f=75×v+50。拉速1.3m/min负滑脱时间仅

有0.140sec。不能满足润滑的需要（见表2）。

表2 板坯连铸机原振动参数

拉速振频负滑脱率负滑脱时间

0.9 117.5 0.57 0.187

1.0 125.0 0.50 0.173 1.1 13

2.5 0.45 0.161 1.2 140.0 0.40 0.150 1.3 147.5 0.36 0.140 1.4 155.0 0.33 0.132 1.5 162.5 0.30 0.124

为提高负滑脱时间，修改了振动工艺参数，将振幅

提高为4mm，振幅与振频的关系：f=50×v+50。负滑脱

时间提高到0.183sec（见表3），有效地提高了液态保

护渣的消耗量。

表3 改进后的板坯连铸机振动参数

拉速振频负滑脱率负滑脱时间

0.9 95.0 0.69 0.238

1.0 100.0 0.60 0.222

1.1 105.0 0.53 0.208

1.2 110.0 0.47 0.195

1.3 115.0 0.42 0.183

1.4 120.0 0.37 0.173

1.5 125.0 0.33 0.164 3.2振动特性

投产初期设备精度较差，振动态没有监测设备，

造成偏振量较大，最大偏振量在0.4~0.5mm，造成振动

特性不能满足脱模要求。为此加强了振动台的维修管理。将偏振量控制在0.2mm范围以内，较好的解决了

偏振问题。

4 改进保护渣理化性能

4.1保护渣的选用

为提高结晶器内的润滑效果，选用低粘度的保护

渣能提高下渣量，保证足够的渣膜厚度，从而保证润滑效果。同时调整合适的CaO-SiO2-Al2O3三元系结构，

使渣膜的结构以玻璃相为主，有利于提高润滑效果。

4.2保护渣吸附夹杂物对润滑的影响

现场发现，生产Q345B等铝脱氧、锰含量超过1.0%的钢种时粘结出现几率是普碳钢的三倍。这主要是保护渣液渣吸附Al2O3对液渣的粘度影响最大（见图1），当液渣中的Al2O3超过6%以后，液渣粘度大于0.4PaS，下渣量会逐渐减少，产生粘结的几率增大。

保护渣吸附MnO夹杂后，液渣粘度降低，液渣消耗加快；而保护渣的熔化速度保持不变，不能及时补充液渣，造成液渣层变薄，也容易大致粘结。

图1 氧化物含量对液渣粘度影响

4.3改善保护渣吸附夹杂物的适应能力

降低渣中Al2O3含量，提高吸附夹杂物能力，使保护渣吸附一部分Al2O3后仍能保持较低的粘度。降低渣中MnO含量，使渣中MnO接近饱和，减少液渣吸附MnO 的能力。

4.4提高全保护浇注水平，防止钢水二次氧化

Al2O3夹杂物在结晶器内上浮、富集，恶化了保护渣液渣的熔化性能，为防止钢中的Al二次氧化为Al2O3夹杂，重新设计了大包长水口，规范了氩封的操作标准，要求中包液面不能见到钢水，提高快换水口机件的氩气保护水平。推行这些措施后，连铸工序的钢水二次氧化明显降低，有效地防止了过多的Al2O3夹杂物对保护渣的影响。

5 改善结晶器内流场

5.1规范浸入式水口的使用

粘结漏钢常伴有偏流现象，浸入式水口(SEN)对稳定结晶器内钢水流场起重要作用。水口插入过浅，液面波动较大，易发生卷渣；水口插入过深，钢流下回流较多，上回流钢水较少，钢渣界面的传质和传热均较慢，保护渣得不到足够的热量来熔化，液渣得不到及时补充，易发生粘结。插入深度的大小与铸坯断面、拉速等因素有关，经过现场比较，总结制定出了较稳定适用的插入深度制度。目前160mm厚度断面采用的插入深度为100～140mm。200、250mm厚度断面采用的插入深度为120～150mm。采用合适的插入深度后，液面活跃，液渣润滑效果得到改善。

5.2塞棒氩气对流场的的调节作用。

氩气泡从棒头吹出后，会顺着钢流一起沿浇注路线流入结晶器。相对于钢水来说，氩气泡是注流中的空白区域，若此空白区域较为集中于一侧，则易产生偏流等现象。相反地，合理的调解氩气压力以获得合理的氩气泡分布，能减轻或避免偏流的出现。因此塞棒氩气作为调节偏流的重要方法而广泛使用。氩气泡从水口侧孔流出后，受到钢流的强烈冲击，同时受到是钢水的浮力而急速上浮，并带动一部分钢水向上流动，促进该低温区域的传质和传热，改善保护渣的化渣和润滑效果，减少粘结。调节塞棒氩气压力受很多因素影响，比如铸坯断面、水口插入深度、浇注拉速、钢水粘度（钢种和钢水质量）、钢水温度等等。因此现场调节时以水口两侧微冒火但不翻钢、不偏流为宜。Q235B钢种塞棒氩气流量控制在2～4L/min。08Al系列钢种塞棒氩气流量控制在2～8L/min。

6 规范现场操作

6.1正确对待渣圈。

较薄小的渣圈是正常存在的，不影响润滑。较粗大的渣圈会紧粘在结晶器铜板上，随着铜板一起上下振动，阻碍弯月面液渣的流入。经过现场的观察和总结，将渣圈大于3mm、形态较为突出的定为大渣圈，只对大渣圈进行处理，处理时先剥离铜板再挑出渣圈，防止破坏滑润。

6.2规范温度拉速制度。

粘结漏钢在低温快拉的过程中出现的次数最多，因为低温时保护渣熔化受影响，化渣量给不上高拉速的要求，容易引起粘结。拉速变化过程中，尤其是什速过程中，拉应力增大，轻微的粘结就可能造成瞬间的应力集中而撕裂坯壳，引起漏钢。根据浇铸周期和温降情况，制定了合适的温度拉速制度，并专项考核生产节奏、温度达标、浇铸周期合格率，推行“恒温恒速”的浇铸制度，有效地防止了低温高速生产情况的发生。

7 结语

7.1 振动参数和振动精度对粘结的产生有重要影响，延长负滑脱时间和控制振动精度在标准范围内有利于防止粘结漏钢的发生。

7.2选择低粘度的保护渣，改善保护渣理化指标，合理提高保护浇铸的效果，有利于降低粘结漏钢率。

7.3 合理的浸入深度和塞棒氩气有利于改善结晶器内钢水流场，有利于减少粘结漏钢。

7.4 合理处理渣圈，规范拉速温度制度，实行连铸操作标准化，有利于减少粘结漏钢。