板坯粘结漏钢原因与预防措施

板坯粘结漏钢原因与预防措施
Doi :10.3969/j .issn .l 006-110X .2018.z l .005
板坯粘结漏钢原因与预防措施
孟阳
(天津钢铁集团有限公司炼钢厂，天津300301)
[摘要]天津钢铁集团有限公司3号板坯连铸机短时间内多次发生的漏钢事故，作者通过排除法分析出漏钢 事故类型为粘结性漏钢。

重点分析了发生粘结漏钢的原因，并对其他类型的漏钢机理进行简要介绍。

针对3号板坯连 铸机的工艺操作和设备精度调整等方面制定了详细的改进措施，实施后，天钢3号板坯连铸机发生漏钢的几率大大降 低，降低了其对生产顺行的影响。

[关键词]漏钢；粘结；工艺；改进;板坯；连铸
Causes and Preventive Measures of Steel B1eed-out by Slab Bonding
MENG Yang
(Steel-making Plant , Tianjin Iron and Steel Group Co ., Ltd . Tianjin 300301, Ch
74$比"8+ In Tianjin Iron and Steel Group Co . Ltd . the bleed-out accident occurred many times in a
short period of t ime on the No .3 slab continuous caster , and the author analyzed that the type of bleed-out accident by the method of exclusion was adhesive bleed -out . The cau
were analyzed , and
the
mechanism
of
other
types
of bleed-out was brie
process operation of No . 3 slab continuous casting machine and the
adjustment
of
equ
the detailed improvement measures were made . After the implementation , the probability of steel bleed-out in the No . 3 slab caster was greatly reduced , and the influence on production was reduced .Ke5
bleed -out , bonding , technology , improvement , slab , continuous casting
o 引言
随着天钢板坯的连铸技术操作水平逐年提高，
漏钢率已经控制的很低。

但是在2015年7月底至8 月初的5天时间内，天钢3#板坯连铸机出现两次漏 钢，经过仔细分析和逐一排除法，分析出这两次漏 钢均属于粘结漏钢。

漏钢发生于板坯连铸生产环 节，造成设备损坏、产量降低、生产不稳定等严重后 果。

本文分析了漏钢的原因，并提出解决漏钢问题 的方法，以预防漏钢事故的发生。

1连铸机基本情况
1.1 天钢炼钢厂3(板坯连铸机主要技术参数
(1)
机型:一机一流直结晶器弧形板坯连铸机， R =8.4m ;
(2) 铸坯断面尺寸：180/200/250mm x 1050"
收稿日期：2018-06-02
作者简介:孟阳（1991一）男，天津人，主要从事板坯连铸工艺技
1600mm ;
(3) 铸坯定尺：一切 6~9.9m ，二切 2"3.3m ;(4) 拉速范围:0.4~1.6m/min ;(5) 引锭杆插入方式:下装式；(6) 结晶器铜板长度:900mm ;
(7) 振动装置:四偏心高频率小振幅振动系统；(8) 中间包容量:35~38t 。

2
漏钢种类及原因
漏钢的种类大致可分为3种，开浇漏钢、尾坯 封顶漏钢和浇铸过程中漏钢。

2.1 开F 漏钢
指开浇过程中，不当的操作致使引锭头刚被拉
出结晶器，随机出现漏钢事故。

2.2封顶漏钢
当浇注结束时，对尾坯进行尾坯封顶操作，封 顶前熔化的保护渣未捞干净，如二冷强度过大，出 结晶器的板坯收缩过大，使板坯鼓肚且又受到支撑
术管理工作。

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又和f
的挤压，造成尾坯有钢水露出而漏钢。

2.3 浇注过程中漏钢
浇铸过程中漏钢主要分为卷渣漏钢和粘结漏钢。

2.3.1卷渣漏钢
结晶器内的固态或半融的夹渣物随浇铸钢液 的流动，被弯月面的初生坯壳捕捉到；或者在倒包、 换水口和变速等非稳态浇铸过程中，结晶器壁内渣 条或钢液内上浮的夹杂物卷人钢液，弱化晶界之间 的接合力[1]。

当铸坯出结晶器后，在钢水自重和喷 淋水击打作用下，渣子和夹杂物脱落产生漏钢事故。

2.3.2 粘结漏钢
坯壳与结晶器间发生粘结，主要原因是保护渣 液渣没有及时流人铜板与铸坯坯壳之间，液渣流人 不适造成的润滑不良，在钢水静压力的作用下，坯 壳与铜板直接接触发生粘结[2]。

铸坯与结晶器间没 有液渣或液渣量少时，铸坯在下拉过程中受到的摩 擦力增大，坯壳薄弱处被拉断的几率增加，内部钢 水补充后形成新的薄坯壳，这一过程反复进行，直 到出结晶器下口时，就会发生漏钢。

粘结漏钢机理 如图1所示。

粘结漏钢的坯壳上部在结晶器铜板上发生粘 结，粘结漏钢的特点是表面振痕紊乱，而且振痕深 度较正常铸坯表面的振痕深度浅，有些位置甚至没 有振痕。

图2为2015年7月29日漏钢坯壳，图3 为2015年8月2日漏钢坯壳。

图2 2015-07-29漏钢坯壳图
图3 2015-08-02漏钢坯壳图
从以上两图可以看出，两次漏钢坯壳表面的振 痕都比较紊乱，且振痕深度浅，由此可以判断漏钢 类型为粘结漏钢。

3
粘结漏钢原因
两次漏钢浇铸的钢种均为中碳钢，分别为
PQ 235B -C /和PQ 235B -1,不存在包晶反应，所以排 除钢水成分导致漏钢。

3.1结晶器液面波动
液位波动的主要原因是拉速的变化。

通钢量受 控于塞棒的开口度，通过控制塞棒的开口度来适应 拉速的变化。

过钢量会随着拉速的变化而变化，随 之影响结晶器内液面的起伏。

当检测系统检测到液 面的变化时，会迅速调整过钢量，但这种调整是滞 后的，与实际所需过钢量不一致，从而液面发生波 动，所以恒拉速是连铸的基础。

通过对结晶器液位画面的观察，两次漏钢炉对 应的结晶器液面波动都在规定范围±5mm 内，且前 后未出现变速炉。

3.2浸入式水口插入深度和偏流的影响
在开浇前，水口没有精准对中，水口发生偏流 致使结晶器内钢水活跃性不一，保护渣熔化不均， 液渣流人不均匀，造成粘结。

水口插人深度要适中，
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你
板坯粘结漏钢原因与预防措施
水口插人较深，钢液表面不活跃、温度低，容易产生 冷钢，最终导致保护渣熔化效果不佳，液渣层较薄， 无法均勻地流人坯壳与结晶器壁之间。

水口插人较 浅，对钢液面起到搅动的作用，引起液面波动，阻止 液渣流入。

因每班开浇前都会对水口对中进行检查且有 记录可追溯，所以可以排除因水口偏导致的漏钢。

水口插人深度工艺要求控制在90~30mm ，两次漏钢 停浇后，实际测量水口插人深度在规定范围内，排 除水口插人深度导致的漏钢。

3.3结晶器参数
(1)水流量和进出口水温差决定结晶器冷却的 好坏，热流是衡量结晶器内传热状况的重要参考。

铸坯与结晶器间换热好坏影响着产品的质量。

内外弧宽面与两侧窄面热流不统一，造成收缩、应 力等不均勻，从而产生黏结、纵裂等问题。

两次结晶 器水流量和温差见表1。

* 2 3表1
两次结晶器水流量及温差
名称
7月29日
8月2日
水流量
温差水流量
温差
左侧弧457 6.0
453 6.0右侧弧4547.0467 6.2
内弧4040 6.94050 6.3外弧
4031
5.8
4070
6.9
通过表1可以看出，结器的水流量和水温差都
在工艺要求范围内。

(2) 随着钢液的逐渐冷却，铸坯在结晶器内会 收缩，要求结晶器有一定的锥度。

结晶器与坯壳之间的气隙大小取决于结晶器 宽窄面的锥度。

锥度过大，坯壳与结晶器之间的摩 擦力增大，坯壳薄厚不当或者润滑不理想，坯壳易 被拉裂、粘黏。

相反，热阻会随着空隙变大而增多， 热流削减，导致坯壳变薄，造成漏钢[3]。

开浇前结晶 器锥度调整都会有专人验收，且停浇后锥度变化范 围小。

(3)
振动参数及偏摆
结晶器振动频率、振幅是影响结晶器振动脱模 效果的关键参数，振动频率设定值140次/min ，负滑 脱系数k =1.3,振幅8mm ,振动频率实际值97次/m in 。

天钢3#板坯结晶器振动米用四偏心高频率小 振幅振动系统。

该振动系统传动连接多，间隙累加 效应强，振动平稳性较差，结晶器与坯壳之间附加 的其他不规则应力作用，也会影响坯壳的脱模效 果。

后经验证结晶器的振动参数均没有偏差值
3.4保护渣性能
保护渣的熔点、熔化速度、粘度、碱度等性能对 连铸的稳定顺行具有至关重要的作用，不同的钢种 以及拉速都要有与之相适应的保护渣。

尤其在保护 渣吸收大量氧化物和夹杂物后变性，容易使粘度上 升，润滑效果变差。

7月29日使用的保护渣为XB -T ，8月2日使 用的保护渣为XLZ -13,其中XB -T 在7月23日经 过化验，而XLZ -13未进行化验。

XB -T 熔化温度为1041"，在1300"下的熔化
速度为36>，粘度为0.082Pa • >，碱度！=1.2。

天钢板坯连铸机中碳钢使用的保护渣只有两 种，来自两个不同厂家。

由于已与两个厂家合作多 年，保护渣性能一直比较稳定。

无论是从成分还是 从本身性能来看，保护渣不是引起漏钢的原因。

3.5保护渣的操作
保护渣操作主要包括保护渣的管理与使用两 个方面。

对保护渣合理存放，以保证保护渣的干燥是铸 坯生产的基础和前提。

使用潮湿的保护渣发生结 块、化渣不达标形成渣圈等问题几率高，且会影响 铸坯的润滑效果和质量的好坏。

随着浇铸时间的延长，保护渣吸收夹杂的能力 下降，性能恶化，逐渐形成渣条，当渣条足够大时， 必须及时捞走，但捞渣条过频繁，会破坏连续性的
液渣层。

在浇铸过程中保护渣的粘度上升，其铺展
性及流动性遭到破坏恶化，严重影响保护渣的化渣 效果[4]。

多数情况下，水口与钢渣接触的周围渣况恶 化变性最快，要随时关注水口位置的渣况。

4
粘结漏钢预防措施 4.1预防措施
(1) 加强液面控制，防止液面波动，将原有的液
面波动范围减小至±3mm 之内，减少手动控制时间； 根据浇铸温度，合理控制拉速，提升或降低拉速要
均勻，停留一定时间后再涨速，尽量采用稳拉速。

(2) 要保证结晶器的振动参数，减少偏摆。

根据钢种、断面、拉速的不同，制定合理的结晶器振动参 数和水，负滑脱的时间要合理;大小面之间水温差 不能太大，差别太大则证明结晶器冷却不均勻，会 形成不均勻坯壳。

(3)
精炼处理完的钢水要保证温度的稳定性，
避免浇注过程中温度起伏过大，尤其在浇注后期容 易出现温度接近甚至超过下限的现象，温度直接影
(下转第30页）
'〈钢铁冶炼〉
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-
MnO)。

还原精炼时,大多要求渣中！(FeO+MnO)< 1%。

实践中,经渣洗处理后，渣中(FeO+MnO)从原 来20%左右降至10%以下，部分炉次达到了 5%以下。

从表2中可以看出，还原性越小的炉次脱S效 率越高。

从图4中可以看出，渣中(FeO+MnO)含量 与脱S效率有很强的负相关性，得出渣中（FeO+ MnO)含量对脱S效果的影响最为直接。

为提高脱S 效率,应降低渣中的(FeO+MnO)含量。

转炉终渣氧 化性很强，含有大量(FeO+MnO)—旦进入钢包中，将显著增加渣中的(FeO+MnO)含量，因此,挡渣效 果在转炉渣洗工艺中起到至关重要的作用。

+脱S率
图4氧化性与脱S率的关系图
3.3'料加入量对脱S效率的影响
在渣料熔化的前提下，增加渣料的加入量能有 效地提高脱S效率，从表2中可以看出，同样为1705$时,渣料从500k g增加至800k g时，脱S效率从48.8%增加至60%。

3.4整体脱S效果分析
用精炼渣进行转炉出钢过程中的渣洗,获得了
良好的脱S效果，在达到工艺参数设定值的炉次
中，脱S效率均达到40%以上,平均脱S效率达到 48%,甚至有的炉次脱S率达到60%。

因此得出，精
炼渣存在较大的回收利用价值，用精炼渣进行转炉
渣洗操作，能够有效脱S。

4结论
(1)渣洗工艺中，随着出钢温度的升高，脱S效率增大；当温度在1680%1705$时，脱S率增长较
慢;在1645!1680$时，脱S率增长显著。

(2)渣洗后渣中的(FeO+MnO)越小，脱S效率越高;而且渣中(FeO+MnO)含量与脱S效率有很强
的负相关性。

(3)精炼渣存在较大回收利用价值，利用L F精炼渣进行转炉渣洗操作能够有效脱S。

(4)合理地控制转炉出钢过程的渣洗工艺参数，能够有效脱S,脱S效率可高达60%。

参考文献
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35—41.
[]梁约军•氧气顶吹转炉炼钢脱S的理论与实践[].世界金
属导报，2007-07-05.
00〇(上接第17页）
响连铸的拉速,以及保护渣的熔化。

(4)保护渣的使用要根据实际生产的钢种来选
择,适时撤换保护渣以及结晶器内换渣，预防化渣、
结块等不良现象出现。

定期测算渣耗，提高保护渣
吸收夹杂后的稳定性。

(5)时刻关注结晶器内保护渣的状态是保护渣
操作的一项重要工作，保证保护渣在结晶器内呈均
匀、适量状态，要多次少量加入保护渣，确保保护渣
的厚度符合生产工艺标准，尽最大可能不形成渣圈。

4.2预防措施的实施
改进措施实施前(6〜8月）3个月的漏钢次数为
11次,改进后(9〜12月）4个月发生粘结漏钢1次,
漏钢率大幅降低，预防漏钢措施效果显著,保证了
连铸机的高效稳定顺行。

5结论
经过分析可知，粘结漏钢是由于加渣工的操作
不当，没有严格按照工艺标准执行,及时观察保护
渣的熔化状况,从而形成较厚的渣条，阻碍了液渣
层流入坯壳与结晶器壁间的通道，使钢水与铜板直
接接触并粘结在铜板上，最终造成粘结漏钢。

因此,
要提高加渣工的操作素质，增强责任心，减少因为
操作原因导致的各种事故。

参考文献
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的影响[]•特种铸造及有色金属，2010，30(5): 459-461.
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京:冶金工业出版社,2008.
[旭东，朱苗勇，邹俊苏，等.连铸板坯凝固传热过程的计算机模拟
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[梁磊.板坯连铸机粘结漏钢原因分析[].炼钢，2008(5)10.
30-〃〈钢铁冶炼〉
〃。