板坯连铸机粘接漏钢事故分析.doc

YJ0701-板坯连铸机粘接漏钢事故分析
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。

该案例是连续铸钢事故分析与处理案例，体现了连续铸钢等岗位工艺参数、凝固理论知识点和具体岗位操作步骤，与本专业连续铸钢等课程事故预防与处理单元的教学目标相对应。

板坯连铸机粘接漏钢事故分析
1 背景介绍
某中型转炉炼钢厂,采用喷吹颗粒镁预脱硫,拥有三座100t的转炉, 采用CAS-OB、LF炉、RH精炼装置，四台不同断面的大型厚板坯连铸机，连铸机采用双排热电偶漏钢预报装置。

该厂主要生产管线、船板等中厚板。

2 主要内容
2.1 事故经过
2012年12月26日，某铸机浇注浇次1212B26(断面2000mm×250mm，钢种45-1)第21炉2Q08199浇注4：46时发生结晶器外弧粘连漏钢，至当日22:00处理完毕，共造成铸机非计划停浇17小时14分，构成粘连漏钢事故。

2.1.1 精炼处理
2Q08199炉次是3#LF炉处理，使用12#钢包，包龄44次。

钢水到站后热修包报12#钢包为正常周转包，但在处理过程中升温速度慢，温降异常。

铸机要点4:20，要温1538℃。

2Q08199炉次在3#LF炉处理61min，加热40min，软吹4min。

具体处理过程如下：
3:15到站，到站温度1514℃，3:17进加热位并加入一批渣料。

3:20第一次升温，3:33停止 (升温13min)，测温1506℃，取钢样。

3:35第二次升温，3:45钢样成分回来后，调硅铁133kg、锰铁61kg、碳粉60kg，3:54升温结束。

进行钙处理，取钢样，并进行软吹。

因钢包包况不好，钢水温降大，4:05测温1516℃。

温度低向工长室反馈，并与热修包核实钢包状况。

经再次核实，12包为小修2次包(12#钢包，小修1次，0:30出钢，进站后因无氩气倒14#包，未在LF炉处理)。

4:05第三次升温，加热10min，其间在4:11测温(1529℃、1527℃)，4:14
钢样成分回来，4:15停止加热测温1540℃，补喂钙线80m，底吹氩控制为软吹流量，汇报工长室，通知铸机钢水温度、软吹状况。

4:19停止软吹，吊包上2#铸机连浇,吊包前测温1534℃、1535℃。

2.1.2 连铸浇注
2Q08199炉次4:24完成座包，4:27正常开浇，拉速控制0.95m/min。

该炉次中包测温依次为1509、1505、1503、1498、1499、1501℃(该钢种液相线温度1490℃)，平均过热度12.5℃。

在过热度小于10℃时，4:41提拉速至1.00m/min。

4:46操作工发现外弧水口位置附近液面发死，坯壳较厚，立刻要求停浇。

在机长按急停时，液面出现下降，浇注平台上升起大量白气，随后有燃烧黑烟冒出。

最后确定为漏钢，而漏钢预报未发出报警。

炉次开浇时，连铸主值及主控被通知本炉钢水温度较低，待后续炉次钢水上铸机后即可停浇转出。

2Q08199炉次浇注19分钟时发生漏钢，此时第22炉钢水刚完成座包1分钟。

从液面控制曲线来看，在4:35出现自动抬棒趋势变化，到停浇时共提升棒量5mm，证明存在套眼情况。

2.2 事故原因分析
从漏钢坯壳看，外弧水口位置附近有粘连痕迹，在吊出结晶器过程，坯壳在粘连处撕裂，如图1、图2所示：
图1结晶器内坯壳粘连部分(外弧) 图2 二冷0段内坯壳部分根据漏钢坯壳确认漏钢原因为粘连漏钢。

因浇次第21包钢水已浇注19分钟，浇注钢水超过50吨，能够确定结晶器漏钢处所浇注钢水为浇次第21包钢水，即2Q08199炉次。

2Q08199炉次钢水从精炼处理到浇注过程共存在以下几个问题：
(1)使用的12#钢包尽管为周转包(小修2次)，但其小修1次时投用过程运转并不完整，仅在出钢和精炼进站期间承载钢水。

未经LF炉钢水加热和连铸浇注，包壁温度很不稳定，使其再次投用时，实际上并未达到周转包包温。

钢包指车工未将该异常信息及时传递给调度室和精炼；
(2)精炼处理过程的操作受到包况影响很大，全处理61min，其中分三次加热累计达到40min。

过程脱硫效果一般(进站S:0.013%，成品S:0.012%)，钙处理结果很差(成品Ca:0.0007%)。

在钢水条件差的情况下仅实现软吹4min。

(3)炉次开浇8-10分钟时，塞棒出现缓慢提升，说明存在一定的套眼情况。

成品Ca含量偏低也能证明这一问题。

这也反映了钢水纯净度确实并不理想。

(4)在结晶器外弧发生实际粘钢过程，结晶器漏钢预报系统未出现报警，漏钢之前液面监控并无异常，操作工最后依据经验控制停浇为时已晚。

连铸漏钢预报系统是监控浇注过程坯壳状况最重要的辅助手段，针对此次粘连漏钢发生过程未出现报警的问题，特对漏钢预报进行了检查。

图3 漏钢之前结晶器外弧热电偶数据
图4 漏钢时结晶器外弧热电偶数据
按系统内时间进行推算，在4:45:36之前，结晶器外弧热电偶并无温度变化，基本保持图3中的趋势。

在4:45:36之后，9#上排热电偶最先出现温度升高，之后7#、8#、10#等周围的热电偶(上排)也出现不同程度的升温。

而9#热电偶升温最大值为21℃。

到4:46:36时出现漏钢，过程中热点偶变化时间为1分钟，但下排热电偶的温度变化量非常小。

程序设定要求，上、下两排热电偶需独立统计，并且同时满足上下两排热电偶温度变化曲线交叉条件时(见图5)才能触发粘钢报警。

而本次粘钢过程，低位热电偶升温并未达到设定要求，因此未能提前报警。

图5 结晶器漏钢热电偶温度变化规律
综合以上因素，造成本次粘连漏钢的主要因素包括以下三方面：
(1)12#钢包小修一次使用异常，本次使用时为非正常周转包(小修2次)，修砌作业区未将该信息传递给调度室和精炼作业区，造成处理时过程温降异常。

(2)当班精炼作业区对钢包出现温降异常处理不当，造成LF炉处理周期紧，软吹时间不足造成钢水纯净度下降，是造成本次事故的主要原因。

(3)连铸浇钢工在浇注过程中未能发现结晶器液面异常，而结晶器漏钢预报系统在关键时刻未能发挥作用，未能及时避免事故发生。

2.3 预防措施
(1)最大限度的降低有害杂质(如S、P)和夹杂物含量，以保证铸机的顺行和提高铸坯质量。

如钢水中S含量大于0.03%，容易产生铸坯纵裂纹，钢水中夹杂物含量高，容易造成弧形铸机铸坯中内弧夹杂物集聚，影响产品质量。

(2)钢水的成分：保证加入钢水中的合金元素能均匀分布，且成分控制在
较窄的范围内，保证产品性能的稳定性。

(3)钢水的可浇性，要保持适宜的稳定的钢水温度和脱氧程度，以满足钢水的可浇性。

如铝脱氧，钢水中Al2O3夹杂含量高，流动性差，容易造成中间包水口堵塞而中断浇注。

(4)观察保护渣的使用状况，确保保护渣有良好性能。

如测量结晶器液渣层厚度经常保持在8～15mm，保护渣消耗量不小于0.4kg/t钢，及时捞出渣中的结块等。

(5)提高操作水平，控制液位波动。

浇注过程中采取自动浇注，随时观察结晶器漏钢预报系统动态，发现问题及时处理。

(6)确保合适的拉速，拉速变化幅度要小。

升降拉速幅度以0.05m/min为宜。

3 分析路径
该案例是连续铸钢事故分析与处理案例，本生产案例体现了连续铸钢等岗位工艺参数、凝固理论知识点和具体岗位操作步骤，与钢铁冶炼专业连续铸钢等课程事故预防与处理单元的教学目标相对应。

根据国家职业标准关于连续铸钢工种要求，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。

采用现场参观、记录数据、分组头脑风暴、汇报讲评等手段，引导学生通过复习、观察、记录、讨论、讲评、讲授等方式学习连续铸钢事故预防与处理知识，掌握工序工艺参数、工艺制度确定技能，达到教学目标要求。

学生走上工作岗位，减少事故是保证企业经济效益，稳定生产，保证质量的重要项目。

漏钢是连铸生产最常见的事故，而粘结漏钢又占漏钢事故的最大比例。

事故预防与分析是高技能人才的重要能力，牵涉到“人、机、料、法、
环”多方面因素，事故分析与处理也是一个很好的代表性工作任务。

下面以某厂连铸坯粘接漏钢为例，通过对事故经过、事故原因分析、提出预防改进措施，说明案例教学的经过。

4 教学目标
(1)进行事故判定，掌握粘接漏钢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。

5 教学方式方法
建议采用现场调研、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，总结漏钢事故的产生原因、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漏钢事故。

(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)每人总结一条漏钢事故的产生原因并提出预防措施，按顺时针顺序轮流发言，记录人将操作要点在0开白纸上按人、机、料、法、环分别记录。

要求每人发言，可以轮空，直到所有人员无法补充为止，时间8～10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漏钢事故的产生原因和预防措施；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5～8分钟；
(4)技术人员讲授实际生产中漏钢事故案例，时间20分钟；(可选)
(5)教师讲授漏钢事故案例，引导学生分析本案例漏钢的产生原因，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)连铸机漏钢分为哪几种类型?
(2)连铸坯粘接漏钢的产生原因、处理手段和预防措施是什么？
(3)从凝固理论讲，铸坯裂纹、漏钢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)(多选题)防止连铸发生粘结漏钢的措施有（）。

BCD
A.提高浇注温度，促进保护渣熔化
B.使用低粘度保护渣
C.确保合适的负滑脱率
D.加强钢水管理，提供合格钢水
(2)(多选题)防止连铸过程发生漏钢的有效措施有（）等。

BC
A.加大二冷水量
B.低过热度浇钢
C.合理正确的加入结晶器保护渣
D.多加润滑油
(3)(多选题)防止连铸过程发生漏钢的有效措施有（）等。

BC
A.加大二冷水量
B.低过热度浇钢
C.勤加结晶器保护渣
D.多加润滑油
(4)(多选题)防止发生渣漏的有效措施主要有（）。

AB
A.钢水吹氩搅拌
B.钢水钙处理
C.结晶器电磁搅拌
D.保护浇注
(5)(多选题)除保护渣、结晶器镀层因素外，影响粘结漏钢的因素还有（）。

CD
A.二冷水 B机冷水 C.钢种特性 D.结晶器振动
(6)(多选题)发生粘结漏钢的原因可能有（）。

ACD
A.保护渣润滑不良
B.保护渣熔融层太厚
C.钢液面的过大波动引起保护渣液膜断层
D.用错保护渣
(7)(多选题)发生中间包下渣，应该（）。

ABCD
A.停浇时，中间包下渣，应该立即关棒停浇
B.浇注过程中发生中间包下渣，必须将结晶器内的渣条或渣块捞出
C.合理控制中间包液位和钢水的流动，可减少中间包下渣
D.减少大包下渣量，可相应减少中间包下渣
(8)板坯连铸机发生粘结漏钢几率高的是在（）侧。

A
A.宽面内弧
B.宽面外弧
C.窄面中部
D.角部
(9)不能造成结晶器发生卷渣漏钢的是（）。

D
A.保护渣熔化性能不好，熔点过高
B.保护渣渣皮太厚未挑出
C.拉速过快
D.钢水温度低
(10)发生结晶器拉漏时应该（）。

B
A.立即停止该流浇注，铸坯等停浇后处理
B.将铸坯以最大拉速拉出
C.立即将二次冷却水开到最大
D.立即组织大包停浇
(11)发生坯壳局部悬挂可用撬棍处理或氧枪烧，跨角悬挂可停机处理，待钢水熔化悬挂坯壳后，低速启车。

（）√
(12)发生异常炉次时必须立即停浇没有必要取样。

（）×
(13)发生异常炉次要加强取样工作，在一炉开浇后取第1个样，停浇前取最后1个样，在两者之间均匀分配取5个样。

（）√
(14)发现结晶器内壁有划痕可能是因上引锭杆时划伤造成。

( )√
(15)方坯角部纵裂漏钢与浇钢操作有关。

( )√
(16)当板坯发生卧坯事故时，若铸坯较长，则需要在铸机内充分冷却，分段切割，水平段的铸坯从出坯方向出来，直线段、弧形段从结晶器上方分段吊出。

( )√
(17)当板坯发生卧坯事故时，若铸坯较短，在铸机内充分冷却后，可直接从结晶器上方吊出。

( )√
(18)钢水中的渣子熔点高，比钢水先凝固并嵌在坯壳处形成热阻，使坯壳变薄，因此，不及时捞渣会发生渣漏。

（）√
(19)高温强度低和液相温度低的钢种易出现粘结性漏钢。

（）√
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)粘结漏钢的主要原因是什么？如何防止？
(4)在连铸生产过程中发现结晶器内坯壳与结晶器壁粘结并发生漏钢现象，试问这种漏钢的原因和处理方法是什么？
(5)某台300mm×300mm断面连铸机浇注过程中，浇钢人员发现结晶器液面直线下降，即使塞棒全打开无效，试问该流发生了什么事情？如何处理？
6.4 评价建议
学生考核评价实施表。