连铸坯凹陷、纵裂缺陷事故分析.doc

YJ0714-连铸坯凹陷、纵裂缺陷事故分析
案例简要说明:依据国家职业标准和冶金技术专业教学要求，归纳提炼出所包含的知识和技能点，弱化与教学目标无关的内容，使之与课程学习目标、学习内容一致，成为一个承载了教学目标所要求知识和技能的教学案例。

该案例是连铸坯凹陷、纵裂缺陷事故分析与处理案例，体现了连铸保护渣、连铸冷却制度等知识点和岗位技能，与本专业连续铸钢课程铸坯缺陷单元的教学目标相对应。

连铸坯凹陷、纵裂缺陷事故分析
1.背景介绍
某小型转炉炼钢厂，拥有两座脱碳转炉,容量均为50t，方坯连铸机。

该厂生产满足不同需求的窄带钢。

2013年2月26日轧钢车间在轧制E3-2319炉次时，发现三支凹陷纵裂，四支角部凹陷铸坯，由于已轧制的三十六件带钢无法确认是否存在此缺陷，被迫回炉处理，构成连铸方坯角部凹陷、纵裂事故。

2.主要内容
2.1.事故经过
2013年2月26日轧钢三车间在轧制E3-2319炉次时，发现三支凹陷纵裂，四支角部凹陷铸坯，由于已轧制的三十六件带钢无法确认是否存在此缺陷，被迫回炉处理，构成连铸方坯角部凹陷、纵裂事故。

2.2.事故原因分析
一、转炉工序
（一）成份控制（%）
从成份控制看，各成份均在钢种内控范围内，不是造成铸坯缺陷的原因。

（一）温度节奏控制（℃、min）
从流程温度看，符合连铸GF08工艺要求，不是造成铸坯凹陷的主要原因。

因此可以排除转炉钢水的影响。

二、连铸工序
（1）现场勘查，本次铸坯凹陷缺陷、纵裂距角部60-70mm，一般经验认为，因结晶器问题造成的纵裂缺陷应距角部20-30mm，所以本次缺陷可排除结晶器的影响。

（2）本炉次浇钢时间24分钟，钢包容量42吨，推算拉速1.16米/分，拉速控制应在合理范围内，可以判断拉速影响不大。

（3）150*330坯型采用的是双侧孔侵入式水口，在双侧口垂直面有标记线，安装时采用标记线对中方式，现场了解侵入式水口安装时都格外小心，本炉次拉钢时钢水液面平稳，安装错误的可能性不大，可以排除影响。

（4）综合分析，本炉次产生铸坯凹陷、纵裂缺陷最大的可能原因，应是保护渣性能缺陷，导致结晶器内热传递不均匀，铸坯凝固应力集中造成。

2.3.预防措施
（1）将现用保护渣送检，待检验结果出来后，结合厂家做好优化方案。

（2）每次停机检查、清理喷嘴，确保喷淋效果。

（3）每月最少一次对铸机样弧。

（4）倒运凉铸坯时对外观轻微缺陷的要将表面氧化铁皮进行清理，能够满足目测是否铸坯存在凹陷、裂纹的缺陷，外观无缺陷的最少1根/吊的抽检。

（5）倒运热铸坯时钢坯倒运工对每吊铸坯全方位检查，发现问题铸坯及时反馈，采取措施。

（6）配水工严格控制结晶器水温差在7—9度之间。

（7）生产过程中出现缺陷铸坯时，拉钢工第一时间更换中包长水口防止因水口内腔冲刷导致钢水流场改变，同步检查铸坯二冷回温情况。

控制结晶器液面波动在正负3mm范围内，拉速不得长期低拉速，连铸二冷回温不得大于150度/米。

3.教学目标
(1)进行事故判定，掌握方坯裂纹、凹陷的成因和相关的预防措施；
(2)严细操作，注重岗位接口沟通。

(3)全面复习所学知识，并将知识转化为能力
4.分析路径
该案例是连铸坯凹陷、纵裂缺陷事故的生产分析，本生产案例体现了冶金传输原理、凝固理论及金属学等炼钢工、合金工、炉外精炼工及连铸中包工
知识点和岗位技能，与钢铁冶金技术专业连续铸钢技术课程铸坯缺陷的成因
及预防单元的教学目标相对应。

根据国家职业标准关于炼钢工、合金工、炉外精炼工及工种要求，对应教学目标，从此生产案例归纳提炼出所包含的知识和技能点，弱化与教学目标无关的内容，使之与课程学习目标、学习内容一致，成为一个承载了教学目标所要求知识和技能的教学案例。

采用现场调研、问题讨论、点评、案例分析、图片、计算机仿真等手段，引导学生通过自学、讲授、讨论、制定典型工作任务等方式学习连铸坯凹陷、纵裂缺陷事故原因及以防措施等知识，掌握能够分析事故经过、事故原因、能提出预防改进措施技能，达到教学目标要求。

5.教学方式方法
现场调研、问题讨论、点评、案例分析、讲授、课堂练习、大作业。

具体教学过程设计如下：
5.1.课前计划
(1)学生掌握知识：连续铸钢生产的基本原理、工艺、设备；
(2)学生分组，指定组长；
(3)与现场联系，进行现场教学准备，包括安全教育、劳保用品、行走路线，现场兼职教师，现场教室等；
(4)安全教育，教师带领学生下厂调研，记录10炉钢连铸生产工艺参数，收集事故相关资料；
(5)学生根据所学知识和实习、调研中获得的资料，总结方坯裂纹、凹陷事故的产生原因、预防措施；
(6)与技术人员交流，请技术人员准备讲授连铸生产中出现的方坯裂纹、凹陷事故。

(可选)
(7)教室设置成学习岛，准备投影，为每组准备2张0开白纸，大号记号笔1支、作业纸每人2张。

5.2.课中计划
(1)学生按小组就座学习岛周围，选举记录人、发言人。

(2)采用头脑风暴法，每人总结一条操作要点，按顺时针顺序轮流发言，记录人将操作要点在0开白纸上按铁水预处理、转炉炼钢、炉外精炼、连续铸钢分工序记录。

要求每人发言，可以轮空，直到所有人员无法补充为止，时间15～20分钟；
(3)整理完成后，小组发言人上台展示0开白纸上的记录，并向全体师生汇报交流钢种操作要点；发言学生汇报完成后，同组学生可以补充。

汇报完成，本组自评，其它组进行点评打分，现场技术人员参与对学生汇报的操作要点评价，指出优点和不足，每组时间8～10分钟；
(4) 技术人员讲授实际生产中方坯裂纹、凹陷事故案例，时间20分钟；(可选)
(5)教师讲授方坯裂纹、凹陷事故案例，引导学生分析本案例方坯裂纹、凹陷的产生原因，熟悉预防措施，时间30分钟。

5.3.课后计划
布置作业，见6.3。

6.思考题及考评
6.1.课前思考题
布置课前思考题，保证学生下厂调研知道找什么材料、看什么操作、思考为什么如此操作。

(1)连铸机方坯裂纹、凹陷分为哪几种类型?
(2)连铸坯方坯裂纹、凹陷的产生原因、处理手段和预防措施是什么？
(3)从凝固理论讲，铸坯裂纹、凹陷产生的根本产生原因是什么？
6.2.课堂练习
课堂提问或者集体回答，目的：及时复习、巩固知识，检查教学效果。

练习题
1、（判断题）连铸坯夹渣部位处易发生漏钢事故或连铸坯裂纹缺陷。

( ) 答案：√
2、（判断题）连铸机二冷区上部喷水多。

( )
答案：√
3、（判断题）一般的铸坯的表面质量都是在结晶器中产生的。

( )
答案：√
4、（判断题）结晶器，又成为连铸机的一冷系统。

( )
答案：√
5、（判断题）控制好矫直温度，避开脆性区，可减少铸坯表面横裂。

( ) 答案：√
6、（判断题）坯壳表面凹陷越深，纵裂纹出现的几率就越大。

( )
答案：√
7、（判断题）连铸机在开浇时( )
A先开振动后给拉速B先给拉速在开振动
C振动和拉速同时给D都不正确
答案：A
8、（判断题）铸坯的皮下气孔属于( )缺陷。

A 表面裂纹B内部裂纹C中心偏析D形状裂纹
答案：A
9、（判断题）铸坯采用多点矫直，而不采用单点矫直，是为了减轻( )。

A铸坯横裂B铸坯内裂 C 铸坯鼓肚D铸坯纵裂
答案：A
10、（判断题）连铸坯中心裂纹属( )。

A．表面缺陷B．内部缺陷C．形状缺陷D．纯净度缺陷
答案：B
11、（判断题）结晶器出口处坯壳的（）是决定工作拉速的重要因素，也是影响提高拉速的主要因素。

A温度 B 厚度C 成分 D 质量
答案：B
12、（判断题）钢液凝固时会发生体积收缩，因此结晶器设计应考虑( )。

A长度 B 铜板厚度 C 结晶器锥度D 结晶器水量
答案：C
6.3.课后作业
课后作业，复习巩固知识、提升能力。

(1)每人记录10炉以上连铸操作数据。

(2)每人结合自己调研结果，选择一个现场事故案例结合原理分析原因，提出预防措施。

(3) 方坯裂纹、凹陷的主要原因是什么？如何防止？
(4)在连铸生产过程中发现方坯裂纹、凹陷现象，试问这种方坯裂纹、凹陷的原因和处理方法是什么？
6.4.评价表
学生考核评价实施表。