纯净钢和硅钢的生产展望与质量控制
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中 去 除 的 有 害 元 素 主要 有 ０， ， Ｓ Ｈ和 Ｎ， 中 的 硫 钢
般在铁 水预处 理中去除 ， 其余元 素用其它方法 去 除 。钢 中的 Ｓ ０， Ｎ在 凝 固时 可 以形 成 杂 物 ， ， Ｈ， 而 钢 中 的 ０， 在 固态 的钢 中溶 解 度 有 限 ， 乎 全 Ｓ 几 部 形 成 夹 杂 物 ， 而 这 些 元 素 的 存 在 就 大 大 地 影 因 响 了 钢 的 性 能 。 对 钢 的 要 求 就 是 指 包 括 无 缺 陷 化 ， 善 加Ｔ 性 能 ， 高 质量 这 三个 目的 。达到 这 改 提 三个 目的 的控 制 因素 以及 应 当采取 的冶 金对 策 见
纯净钢 和硅钢的生产展望与质量控 制
姚 宇峰 吴 振 国
（ 钢 集 团工程技 术 有 限公 司 鞍 山 １４２ ） 鞍 １０ １
摘 要 对 纯 净 钢 、 钢 的 历 史及 技 术 进 行 了论 述 ， 合 鞍 钢 的 实 践 ， 细 研 究 了铜 水 精 炼 的 耐 火材 料 特 硅 结 详
２３ 冷 轧 无 取 向硅 钢 ．
１７ 年武 汉 钢铁 公 司从 日本新 日铁 引进 生产 ９８ 专利和设备后形成 了工业 性生产 能力 。其工艺要求 ：
（） １铁水 ： 要求用低硫铁水 。铁水含 ｓ 量一般
应 在 ００ ％以下 ， 且 进行 脱硫 处 理 。对 高牌 号来 ．３ 并 说 ， 含量 应 在 ００ ５ 硫 ． ％以下 ， 水 除脱 硫 外 ， 要 ０ 铁 还 将 ｖ、ｉｚ 、ｒ ｒ、ｒｃ 等有 害元 素控 制在 ００％以下 。 ｒ ． ８ （ ） 钢 ： 钢 中 Ｓ、 ２废 废 ｉＭｎ和 ｓ的 要 求 是 ｓ≤ ｉ
１Ｏ％ ． ． Ｍｎ≤ ０ ０ ％ ， ．８ Ｓ≤ ０ ０ ％ 。 ．２
００ ｍ ． ｍ和 ００ｒｍ厚 的取 向硅 钢 薄板 带 ， ５ ．ａ ８ 随后推 广 到大 连钢 厂和上 海钢 铁研 究所 生产 ， 满足 了军 工需
要， 现在产 品磁性 已达到 国际水平 。 ２２ 冷 轧取 向硅 钢 工 艺要 求 ．
（） ５炼钢时将碳控制在 ０ ０ ％以下 ， ．８ ０ 成品一般 在 ００ ３ 钢包 应 预热 至 ８０ ． ％， ０ ０ ℃以上 ， 钢包 无残渣 。 （ ） 真 空 状 态 下 ， 液 中发 生 碳 氧 反 应 ， ６在 钢 生 成 大量 Ｃ Ｏ气 泡 ， 同时 钢 液 产 生 强烈 喷溅 ， 了防 为 止大量喷溅应控制好 各级喷射 泵 ， 密切注意废气
了炉外精炼技术。真空装置原先大大低于世界平 均水平 ， 目前 Ｆ于板坯的大量需要 ， ｝ １ 各大钢厂先后 建设 投 产 了 多 台 大板 坯 连铸 机 ， 钢 水 精 炼 设 备 使 数 量 也 大 幅度 提 高 。宝 钢 、 钢 、 武 鞍钢 、 钢 已形 太 成 或 基 本上 形 成 了铁 水 预处 理 一 复合 吹 炼一 炉 外 精 炼一 连铸 的现 代化 典 型工艺 流程 。
一
企 业 不仅 应 该 在 扩 大规 模 和 更新 换 代上 舍得
投 入 ， 应该 在 培 养 员工 技 术 素质 上加 大投 入 ； 更 特 别 应 在 事 故 的前 期 预 测 、 故 中的 抢 修 处 置 和 事 事
故后 的分析排查能力上做好文章 。同时 ， 培养技 术力量还必须有针对性 ， 以适 应 当前 高 新 配 套 生 产设 备 的需 要 。达 到生 产顺行 的 目的 。
２ 硅 钢 的生产 ２１ 我 国硅 钢发展 过 程 ．
Ａ 含 量低 ）辅 助材 料含 量稳 定 、 ｌ ； 杂质 少 。 （） ２ 铁水 脱 锰 处理 ： 当铁 水 含 Ｍｎ 高 时 ， 锰 量 将 脱 到 ０３％以下 。 ．５ （ ） 炉 吹炼 ： ３转 吹炼 过程 中 ， 、 含 量 和温 度 Ｃ Ｍｎ 配合好 。 （） ４ 钢包 合 金 化 和底 部 吹 氩 ： 合金 料 要 均匀 加
（） 合 金 ： 铁 合 金 中 Ｓ含 量 应 是 ７ ％ ～ ３铁 硅 ｉ ５
８ ％范 围 内。 ０
（ ） 含 量一 般控 制在 ０１ ～０５ ４ Ｍｎ ． ％ ． ％范 围 内。
炼钢厂冶炼工艺为精料一铁水脱锰处理一转 炉 吹炼 一 钢 包 合 金 化 和底 部 吹氩 一 真 空 处 理 （ Ｈ） 连铸 一精 坯 。 Ｒ 一 （ ） 料 ： 锰铁 水 （ ｎ ． ％） １５ ｃ 以 １精 低 Ｍ ≤０ ５ 、３０Ｉ ３ 二 上； 低锰废钢 （ ｎ Ｏ ５ ； Ｍ ￣ ． ％）高级硅铁合金 （ 、 ｎ ＜ ３ ＣＭ 、
（ （ （ ）－１ ２） ） ８ ９收 稿 ） １ 一（
５２ 一
问题 研 究
表 １ 高质量钢的质量控制对策
第 ２ 卷 ２ １ 年第 ３ 总第 １３ ９ ０１ 期（ ５ 期）
雷 托 ０ｓ奶 嬲 ｅ 曾 台８５ ｓ ０ 嬲 乜曾 ％ ０ 池 岂
纪 ５ 年代 末 到 ６ 年 代 中期 ， 在 炼 钢生 产 中开发 Ｏ ０ 就
问题研究
０ｓ ！ ０ 、Ｇ ｓ ０ ｓ玩 ０ｓ ％ ０Ｇ 观 ＜
流量 的变 化 ， 以使 排气 稳 定 ， 碳 时 间一 般 控 制在 脱 １ｍｉ左 右 ， 了进 一 步 降低 碳 含 量 ， 真 空 稳 定 ５ ｎ 为 在
入， 出钢量 达 ７ ％前加 入 。 ０ （ ） 空处 理 （ Ｈ）微调 成份 达 到规定 要求 和 ５真 Ｒ ： 控 制好 终 点温度 。
太 原 钢 铁 公 司 于 １５ 首 先 生 产 出 热 轧 硅 ９４年 钢 。 １６ 上海 矽 钢 片厂 改 进 了传 统 制 造 工 艺 ， ９０年 采用一 次加热 轧制法 ， 量 和质量 明显地提 高 。 产 １５ 钢 铁 研 究 院研 制 成冷 轧 取 向硅 钢 ， １７ 年 ９７ 到 ９３ 已掌握 阿姆柯 技 术 特 点 ， 在此 期 间 ， 原 和鞍 山钢 太 铁公 司在 钢研 院协 助下试 生产 取 向硅钢 ， 由于没有 板坯 高 温加 热 炉 而末 能 正式 生 产 。 １７ 年 武 汉钢 ９４ 铁公 司从 日本 新 日铁 引进 冷 轧硅 钢 制造 装 备 和专
纯 净钢 硅钢 精炼 质 量
占， ’论述 了 中 间 包 冶金 技 术 关键词
ｌ 纯净 钢 的生产
技术 ； 掌握 夹 杂 物 的去 除 与形 态 控 制技 术 ； 握 它 掌 的 微 合 化 技 术 ； 三 个 重 要 方 面 的 控 制 就 是 所 说 这
的纯净钢 生 产 。
炼 钢 的发 展 趋 势 是不 断 地 降低 钢 中夹 杂物 和 有 害 元 素 ， 钢 的 纯 净 度 不 断 提 高 。在 掌 握 了纯 使 净 钢 的生 产 技 术 的 基 础 上 提 出 了 “ 纯 钢 ”ｅｔ 超 （ｘ ａ ｒ
一
５３ —
第 ２ 卷 ２ １ 年第 ３ 总第 １３ ） ９ ０１ 期（ ５期
％ 、 、 、 如 ６ ｓ 、 ｓ 嚣 ％ ０ 、 ％ ａ喜 一矗６％ ｓ ０ｓ ｓａ ０ｓ 电一 Ｇ 、 电 弧 岱％ 、 ＜ ％ 尊Ｇ ０ ｓ电Ｇ０ ６ ０ｓ ０ｓ ０ｓ ＜ ６ ０ ｓ ｓ ｓ ０ ０ Ｇ
４ 结 束语
冶 炼 和钢 坯 质 量 ， 炼钢 （ 包括 铁 水 预处 理 ）炉外 精 、 炼 、 铸 和 轧 制 工 序 都 对 其 有 很 大 的影 响 。本 文 连 着 重 介绍 转 炉 出钢后 到 连 铸之 前 的钢水 精 炼 为 重 点 方 向进行 评述 。
钢 中有害元素有 ０， ， ， ＳＰ Ｈ等等。能够在精炼
一
表 １ 。
从表 １ 中不难 看 出 ， 高 钢 的质 量 是一 项从 冶 提 炼、 精炼 、 连铸 到轧 制 的 系统 。从 冶 炼及 精 炼 Ｌ程 的 角 度 出 发 ， 意 味 着 掌 握 有 害 元 素 的极 限 控 制 就 盘 上 显示 一 切 指 标 均 正 常 。最 后 才发 现 ６台泵 的 电动机 中有 ４台因不 明原 因跳 闸 ， 使 油 液流 量不 致 足 ， 备 动 作 缓慢 ； 设 专供 侧 压 、 翻盖 系统 的油 泵 停 转． 无油 可供 ， 因而不 动作 。 这 个 事 故 说 明 ， 靠 性 很 高 的 信 号 盘 也 可 可 能 出 问题 。在 所有 指 示灯 显 示 油 泵正 常运 转 的假 象 下 ， 技 术 人 员 都 没 有 怀 疑 泵 站 内 电动 机 会 因 连 跳 闸而 停转 ， 因此没 有 能及 时发 现故 障点 。 以上 事 例 中 ， 一 例 事 故 较 大 ， 因 分 析 难 ， 第 原 结 论不好 下 ； 第二 例指 ｍ了 因检 修 人 员技 术 能力 和 分 析 问题 能 力 的限制 导致 延误 了抢 修时 间 ； 三例 第
利 ，９ ９ 正式 生 产 １ 个牌 号冷 轧硅 钢 ， 品质量 １７ 年 １ 产 优 于 欧 洲 同类 产 品 ， ９ ９年 钢 铁 研 究 院 研 制 成 １５
（ ） 铸 ： 止 钢 水 与 空 气 接 触 ， 制 内裂 在 ６连 防 控 ０～２５ （ 印评 级 ） ．级 硫 以下 。 （） ７精坯 ： 送或 加盖 保温 车 。 热
第 ２ 卷 ２ １ 年第 ３ （ 第 １３ ） ９ ０１ 期 总 ５期
０ ０ｓ ％ 如 如 、 母 啦 甄 电５如 屯 扰 、 ０ｓ ％ 观 ％ ＜ 如 砖ｓ 吧 观 如 ０ｓ 电矗电 ０ ｓ０ｓ机 ％ ％ ０§ ％ ０ｓ 扰 、 阮
问题 研 究
ｃ ａ ｔ １的概念 。 ｌｎ ｅ ） ｅ ｓｅ 纯 净 钢 的 生产 是 一 个 系 统 工 程 ， 决 于 钢 的 取
（ ） 炼 纯 净钢 的工 艺路 线 ： 炼 纯净 钢 是 一 １冶 冶 个 较 为 复 杂 的过 程 ， 目前 国 内外 炉 外 精 炼 工 艺 主 要 有 两条 工 艺路 线 ， 是 高炉—铁 水预处理一转 炉 一 一炉外精 炼一连铸 ； 二是海 绵 铁或 废 钢 预 热一 超 高 功 率 电弧 炉 一 炉 外 精 炼 一 连 铸 。需 要 说 明 的 是 ， 所 谓 的铁 水 预 处 理 ， 该 能 完 成 所 谓 的 “ 应 三脱 ” 任 务， “ 即 脱硫 、 硅 、 磷 ” 脱 脱 。在 转炉 中进 行脱 碳 、 脱 磷 、 硅 。在炉 外 精炼 阶段 ， 脱 主要 完成 脱 氧 、 硫 、 脱 脱气 、 去夹 杂 和夹杂 物 变性处 理 的任 务 。 （） ２ 当今 世 界 对 纯净 钢 的要 求 水 平 ： 今钢 的 现 质 量 正 向 更 高级 方 向 发 展 ， 以满 足 现 代 对 钢 【 业 质 量 的严格 要 求 。如汽 车 行业 要 求 发展 高 焊接 性 能 ， 强度 的结 构钢 和 高深 冲性 薄板 钢 材 ， 高 以促 使 单 车 耗 钢 量 大 幅 度 降 低 ， 新 车 型 的 车 体 有 最 ３％ ～ ０ ０ ４ ％需 要采 用 屈 服强 度 大 于 ３ ０ ａ ５ ＭＰ 的高 强 度钢 板 ， 车 重 降低 而 节 能 ； 油和 天 然气 的开 采 使 石 向深 海 和 寒 冷 地 区 发 展 ， 及 含腐 蚀 介 质 的 油气 以 井 的 出 现 等 ， 求 提 供 高 强 度 、 韧 性 、 Ｈｓ 要 高 耐 ， Ｃ Ｃ 腐 蚀 的高性 能 油井 管和合 金 结构 钢等 等 。 Ｏ ，Ｉ （ ） 国炉 外精 炼 的技 术现 状 ： 罔早 在 ２ 世 ３我 我 ０ 表明， 可靠性很 高的显示 系统 ， 也有 出错 的时候 ：
般在铁 水预处 理中去除 ， 其余元 素用其它方法 去 除 。钢 中的 Ｓ ０， Ｎ在 凝 固时 可 以形 成 杂 物 ， ， Ｈ， 而 钢 中 的 ０， 在 固态 的钢 中溶 解 度 有 限 ， 乎 全 Ｓ 几 部 形 成 夹 杂 物 ， 而 这 些 元 素 的 存 在 就 大 大 地 影 因 响 了 钢 的 性 能 。 对 钢 的 要 求 就 是 指 包 括 无 缺 陷 化 ， 善 加Ｔ 性 能 ， 高 质量 这 三个 目的 。达到 这 改 提 三个 目的 的控 制 因素 以及 应 当采取 的冶 金对 策 见
纯净钢 和硅钢的生产展望与质量控 制
姚 宇峰 吴 振 国
（ 钢 集 团工程技 术 有 限公 司 鞍 山 １４２ ） 鞍 １０ １
摘 要 对 纯 净 钢 、 钢 的 历 史及 技 术 进 行 了论 述 ， 合 鞍 钢 的 实 践 ， 细 研 究 了铜 水 精 炼 的 耐 火材 料 特 硅 结 详
２３ 冷 轧 无 取 向硅 钢 ．
１７ 年武 汉 钢铁 公 司从 日本新 日铁 引进 生产 ９８ 专利和设备后形成 了工业 性生产 能力 。其工艺要求 ：
（） １铁水 ： 要求用低硫铁水 。铁水含 ｓ 量一般
应 在 ００ ％以下 ， 且 进行 脱硫 处 理 。对 高牌 号来 ．３ 并 说 ， 含量 应 在 ００ ５ 硫 ． ％以下 ， 水 除脱 硫 外 ， 要 ０ 铁 还 将 ｖ、ｉｚ 、ｒ ｒ、ｒｃ 等有 害元 素控 制在 ００％以下 。 ｒ ． ８ （ ） 钢 ： 钢 中 Ｓ、 ２废 废 ｉＭｎ和 ｓ的 要 求 是 ｓ≤ ｉ
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（） ５炼钢时将碳控制在 ０ ０ ％以下 ， ．８ ０ 成品一般 在 ００ ３ 钢包 应 预热 至 ８０ ． ％， ０ ０ ℃以上 ， 钢包 无残渣 。 （ ） 真 空 状 态 下 ， 液 中发 生 碳 氧 反 应 ， ６在 钢 生 成 大量 Ｃ Ｏ气 泡 ， 同时 钢 液 产 生 强烈 喷溅 ， 了防 为 止大量喷溅应控制好 各级喷射 泵 ， 密切注意废气
了炉外精炼技术。真空装置原先大大低于世界平 均水平 ， 目前 Ｆ于板坯的大量需要 ， ｝ １ 各大钢厂先后 建设 投 产 了 多 台 大板 坯 连铸 机 ， 钢 水 精 炼 设 备 使 数 量 也 大 幅度 提 高 。宝 钢 、 钢 、 武 鞍钢 、 钢 已形 太 成 或 基 本上 形 成 了铁 水 预处 理 一 复合 吹 炼一 炉 外 精 炼一 连铸 的现 代化 典 型工艺 流程 。
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２ 硅 钢 的生产 ２１ 我 国硅 钢发展 过 程 ．
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（） 合 金 ： 铁 合 金 中 Ｓ含 量 应 是 ７ ％ ～ ３铁 硅 ｉ ５
８ ％范 围 内。 ０
（ ） 含 量一 般控 制在 ０１ ～０５ ４ Ｍｎ ． ％ ． ％范 围 内。
炼钢厂冶炼工艺为精料一铁水脱锰处理一转 炉 吹炼 一 钢 包 合 金 化 和底 部 吹氩 一 真 空 处 理 （ Ｈ） 连铸 一精 坯 。 Ｒ 一 （ ） 料 ： 锰铁 水 （ ｎ ． ％） １５ ｃ 以 １精 低 Ｍ ≤０ ５ 、３０Ｉ ３ 二 上； 低锰废钢 （ ｎ Ｏ ５ ； Ｍ ￣ ． ％）高级硅铁合金 （ 、 ｎ ＜ ３ ＣＭ 、
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流量 的变 化 ， 以使 排气 稳 定 ， 碳 时 间一 般 控 制在 脱 １ｍｉ左 右 ， 了进 一 步 降低 碳 含 量 ， 真 空 稳 定 ５ ｎ 为 在
入， 出钢量 达 ７ ％前加 入 。 ０ （ ） 空处 理 （ Ｈ）微调 成份 达 到规定 要求 和 ５真 Ｒ ： 控 制好 终 点温度 。
太 原 钢 铁 公 司 于 １５ 首 先 生 产 出 热 轧 硅 ９４年 钢 。 １６ 上海 矽 钢 片厂 改 进 了传 统 制 造 工 艺 ， ９０年 采用一 次加热 轧制法 ， 量 和质量 明显地提 高 。 产 １５ 钢 铁 研 究 院研 制 成冷 轧 取 向硅 钢 ， １７ 年 ９７ 到 ９３ 已掌握 阿姆柯 技 术 特 点 ， 在此 期 间 ， 原 和鞍 山钢 太 铁公 司在 钢研 院协 助下试 生产 取 向硅钢 ， 由于没有 板坯 高 温加 热 炉 而末 能 正式 生 产 。 １７ 年 武 汉钢 ９４ 铁公 司从 日本 新 日铁 引进 冷 轧硅 钢 制造 装 备 和专
纯 净钢 硅钢 精炼 质 量
占， ’论述 了 中 间 包 冶金 技 术 关键词
ｌ 纯净 钢 的生产
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炼 钢 的发 展 趋 势 是不 断 地 降低 钢 中夹 杂物 和 有 害 元 素 ， 钢 的 纯 净 度 不 断 提 高 。在 掌 握 了纯 使 净 钢 的生 产 技 术 的 基 础 上 提 出 了 “ 纯 钢 ”ｅｔ 超 （ｘ ａ ｒ
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钢 中有害元素有 ０， ， ， ＳＰ Ｈ等等。能够在精炼
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表 １ 。
从表 １ 中不难 看 出 ， 高 钢 的质 量 是一 项从 冶 提 炼、 精炼 、 连铸 到轧 制 的 系统 。从 冶 炼及 精 炼 Ｌ程 的 角 度 出 发 ， 意 味 着 掌 握 有 害 元 素 的极 限 控 制 就 盘 上 显示 一 切 指 标 均 正 常 。最 后 才发 现 ６台泵 的 电动机 中有 ４台因不 明原 因跳 闸 ， 使 油 液流 量不 致 足 ， 备 动 作 缓慢 ； 设 专供 侧 压 、 翻盖 系统 的油 泵 停 转． 无油 可供 ， 因而不 动作 。 这 个 事 故 说 明 ， 靠 性 很 高 的 信 号 盘 也 可 可 能 出 问题 。在 所有 指 示灯 显 示 油 泵正 常运 转 的假 象 下 ， 技 术 人 员 都 没 有 怀 疑 泵 站 内 电动 机 会 因 连 跳 闸而 停转 ， 因此没 有 能及 时发 现故 障点 。 以上 事 例 中 ， 一 例 事 故 较 大 ， 因 分 析 难 ， 第 原 结 论不好 下 ； 第二 例指 ｍ了 因检 修 人 员技 术 能力 和 分 析 问题 能 力 的限制 导致 延误 了抢 修时 间 ； 三例 第
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（ ） 炼 纯 净钢 的工 艺路 线 ： 炼 纯净 钢 是 一 １冶 冶 个 较 为 复 杂 的过 程 ， 目前 国 内外 炉 外 精 炼 工 艺 主 要 有 两条 工 艺路 线 ， 是 高炉—铁 水预处理一转 炉 一 一炉外精 炼一连铸 ； 二是海 绵 铁或 废 钢 预 热一 超 高 功 率 电弧 炉 一 炉 外 精 炼 一 连 铸 。需 要 说 明 的 是 ， 所 谓 的铁 水 预 处 理 ， 该 能 完 成 所 谓 的 “ 应 三脱 ” 任 务， “ 即 脱硫 、 硅 、 磷 ” 脱 脱 。在 转炉 中进 行脱 碳 、 脱 磷 、 硅 。在炉 外 精炼 阶段 ， 脱 主要 完成 脱 氧 、 硫 、 脱 脱气 、 去夹 杂 和夹杂 物 变性处 理 的任 务 。 （） ２ 当今 世 界 对 纯净 钢 的要 求 水 平 ： 今钢 的 现 质 量 正 向 更 高级 方 向 发 展 ， 以满 足 现 代 对 钢 【 业 质 量 的严格 要 求 。如汽 车 行业 要 求 发展 高 焊接 性 能 ， 强度 的结 构钢 和 高深 冲性 薄板 钢 材 ， 高 以促 使 单 车 耗 钢 量 大 幅 度 降 低 ， 新 车 型 的 车 体 有 最 ３％ ～ ０ ０ ４ ％需 要采 用 屈 服强 度 大 于 ３ ０ ａ ５ ＭＰ 的高 强 度钢 板 ， 车 重 降低 而 节 能 ； 油和 天 然气 的开 采 使 石 向深 海 和 寒 冷 地 区 发 展 ， 及 含腐 蚀 介 质 的 油气 以 井 的 出 现 等 ， 求 提 供 高 强 度 、 韧 性 、 Ｈｓ 要 高 耐 ， Ｃ Ｃ 腐 蚀 的高性 能 油井 管和合 金 结构 钢等 等 。 Ｏ ，Ｉ （ ） 国炉 外精 炼 的技 术现 状 ： 罔早 在 ２ 世 ３我 我 ０ 表明， 可靠性很 高的显示 系统 ， 也有 出错 的时候 ：