大方坯连铸漏钢原因分析及预防措施

摘 要：通过对攀钢大方坯连铸漏钢情况的分析．找出发生漏钢的主要原因。通过优化操作工艺，制定相应的预防措施。有效地减少了攀钢大方坯连铸漏钢事故的发生。

关键词：漏钢；开浇操作；过热度；保护渣

漏钢是连铸生产中最严重的事故之一，它不仅影响生产计划的实施，降低铸机台时产量，减少金属收得率，还极易损坏连铸设备。

攀枝花钢铁集团公司(以下简称攀钢)提钒炼钢厂目前拥有2台方坯连铸机，投产于2003年9月的六机六流大方坯连铸机(称1号方坯铸机)，生产280mm×380 mm和280 mm×325 mm两种规格铸坯，具备结晶器电磁搅拌、液位自动控制、铸坯凝固末端动态轻压下等设备与技术。2005年12月投产的四机四流大方坯连铸机(称2号方坯铸机)，生产360 mm x 450 mm规格铸坯，配备有电磁搅拌、液位自动控制。1号方坯铸机投产以来，已经出现了24次漏钢事故，在很大程度上影响了连铸生产顺行。因此，对漏钢事故进行理论分析与现场调研，对攀钢大方坯连铸生产具有重要意义。

1 漏钢发生类型及原因分析

2号方坯铸机投产至2006年7月未发生过漏钢事故，本文主要针对1号方坯铸机的具体情况进行分析说明，开浇漏钢所占比例最高，达75．0％，因此开浇漏钢是减少攀钢大方坯铸机漏钢事故的关键。

1．1 开浇漏钢

1．1．1 引锭封堵材料与方式

攀钢方坯开浇堵引锭的材料主要包括钉屑、纸绳、石棉绳、料篮、冷却钢筋等，其中以料篮和冷却钢筋最为重要。主要用于盛装冷却钢筋，使之按照规定的插摆方式进行冷料的铺设。另外，料篮下垫有一块薄钢板，用于料篮在燕尾槽内的定位。

冷却钢筋在料篮内按照一定形状交叉重摆放，料篮中间焊接了固定的“十”字交叉钢筋，用于冷却钢筋的定位。钢筋总数在80～85根为适宜。

封堵引锭方式及程序为：先用编织好的石棉绳进行封堵严实，并保持与引锭头面持平，钉屑铺放厚度在20～30mm左右，边部可以适当多，然后放置料篮；最后，在结晶器壁四周涂抹少量菜籽油。

1．1．2开浇漏钢原因分析

从开浇漏钢发生的部位来看，主要集中在结晶器内部和出结晶器下口到扇形段2号辊之间。结合堵引锭方式及工艺、操作等方面分析，影响开浇漏钢的主要原因如下：

1)钢水过热度大，出苗时间短，燕尾槽内的钢水凝固还未完全，起步时坯壳在钢水静压力和拉矫机拉坯力的共同作用下容易产生漏钢。

2)开浇时，浸人式水口钢水流量较少，没有淹没料篮，钢水在燕尾槽及其四周填充不充分，局部钢水过冷却，形成枝状钢柱，相互交错，产生“搭桥”现象，铸坯头与引锭头结合处强度不够，在钢水静压力作用下在结晶器下口拉裂漏钢。

3)堵引锭时，铺冷料的位置和数量不符合标准，在规定的出苗时间内，钢水在燕尾槽还未充分凝固；或者由于凝固过早，局部形成“搭桥"，钢水向下补充的通道堵死，出结晶器下口后产生拉裂漏钢。

4)起步以后拉速提升过快，特别是很多操作工为了防止开浇堵死，习惯开浇起步后，拉速几乎同时提升，产生瞬间加速度过大，容易将初生的薄弱坯壳拉裂。同时由于拉速过快，保护渣未形成良好润滑膜，坯壳与铜板间摩擦力偏大，加剧裂纹的扩大，导致出结晶器后漏钢。

1．2浇铸过程漏钢

攀钢1号方坯连铸机投产以来发生过3次浇铸过程漏钢事故，具体为2004年6月浇注37Mn5时漏钢1次，2005年10月浇铸45钢时漏钢2次。这3次漏钢事故，与钢水成分以及操作不当有很大的关系，3次均是因为浇铸含铝镇静钢水，浸入式水口内腔的Al₂O₃富集和水口孔周围Al₂O₃ “结瘤”，造成浇铸困难，同时操作工在高拉速、大氩气量下采用手动压钢，出现液面波动大的现象。在上述隋况下，保护渣的融化恶化，流入结晶器铜板与坯壳间的液渣少且不均匀，造成该处的润滑恶化，同时水口结瘤导致的偏流对坯壳的某一面过度冲刷，这些共同作用引起在浇铸过程中漏钢。

1．3换包漏钢

对于换包漏钢，操作失误是主要影响因素，归结起来主要有4个方面。

1)在规定的时间内连接件未放到合适的位置(挂耳应卡在坯壳上)，坯壳的定位不准。

2)坯壳四周的渣皮未清理干净。

3)起步后拉速提升过快。

4)出苗时间短，坯壳之间焊合还不紧密。

2防止漏钢的措施

2．1 防止开浇漏钢的措施

1)提供合格的钢水，主要是钢水过热度应适当，消除结晶器内“搭桥”现象，制定合理的出苗时间(从原来的大于25 s提高到了大于45 s)。

2)操作工要养成良好的习惯。开浇操作时，一定要避免钢水流量过大，防止产生挂钢处理不当而导致的漏钢事故。中包升降操作应在各流均投入液位自动控制，并且各流铸坯已经出结晶器后(此时坯壳相对较厚)才能进行。不能过早降下中包，否则会因液面波动影响操作，从而导致漏钢事故。

另外，堵引锭操作应注意避免以下几种问题：

1)冷却钢筋铺放不能太多(以70～75根为宜)，并应该尽量松散一些，便于钢水顺利流到燕尾槽以及各间隙。这种堵引锭方式容易在水口关不死的情况下，增加开、关塞棒次数，坯壳产生较多接痕，同时也不能保证出苗时间，一旦过热度高，就会因为坯头在燕尾槽内的强度不够而导致漏钢。实际上钢水是具有很好流动性的液体，不会因为钢筋摆放过密而影响其流动性(当然过热度必须合适)。

2)冷却钢筋摆放较多(90根以上)，摆放较密，加强冷却强度，避免燕尾槽内钢水没有填充完整，局部薄弱抗拉强度不足导致漏钢。这种方式虽然对温度合适或者温度较高的钢水能够起到较好的冷却作用，但是对于温度较低的钢水，或者当开浇钢水流量较少时会带来比较大的危害。这主要是由于钢筋数量多带来的冷却强度大，低温钢水的流动性较差，一旦开浇时浸入式水口钢水流量较小，就会出现局部钢水填充不饱满的情况。尽管钢水凝固的速度快，但是存在连接不紧密和不饱满区域的可能性增加，影响整个坯头的强度，也会导致漏钢或者坯头拉脱现象。

3)直孔水口开浇与侧孔水口开浇采用同样钢筋摆放模式。实践表明，直孔水口和侧孔水口开浇料篮底部4个孔的钢筋应该有数量上的变化，直孔开浇时每个孔插入的钢筋应该比侧孔水口多1～2根。在钢筋的摆放形状上，直孔水口最好为“A”型，钢筋的搭摆交叉处

应该凸起，这样可以避免直孔水口开浇时钢水对燕尾槽的冷料冲刷过大；而侧孔水口钢水从两侧面流出，对燕尾槽心部冲击相对较弱，钢筋的搭摆最好采用“V”型，交叉处应该凹下去，这样摆放可使钢水平稳流动，有效的填充所有的空隙，不容易产生钢水局部凝固封堵钢水通道现象。

通过对开浇漏钢的原因分析和制定相应的预防措施，1号方坯铸机堵引锭原因导致的开浇漏钢得到了明显的控制，2号方坯铸机投产7个月无一次漏钢事故。

2．2 防止浇铸过程漏钢的措施

1)水口内出现堵塞现象时，应及早作好人工压钢的准备，需要人工压钢操作时，拉速应适当降低，在人工控棒期间，氩气不宜开得过大，液面保持相对稳定。

2)人工压钢时，应该尽量更换性能更加稳定的保护渣，避免因保护渣熔化不良带来的影响。水口若“结瘤"特别严重，应立即关闭此流，避免带来更大的危害。人工压钢时产生的大量大块渣皮应及时挑出。

2．3 防止换包漏钢的措施

针对换包漏钢产生的原因，换包开浇时尾坯坯壳拉至距结晶器上口适当位置停机，然后立即清理坯壳上周围的渣皮，一般来说坯壳内的液渣较多时应用渣勺捞出，如果不多则可不进行处理。放连接件时，用铁钩将连接件下部浸入钢水，使之与钢水、坯壳一起焊合。连接件露出钢液部分控制在长度的1／4较为适宜。“固定挂耳”应卡在坯壳上，以确保露出坯壳的连接件长度，换包时升拉速应该更加缓慢，在1 min内拉速提升幅度小于0．15 m／min。换包接痕距结晶器达到适当长度，才能够正常升降拉速。

2．4 其他因素对漏钢的影响

漏钢产生的原因应该是一个综合因素，上面所述的是影响漏钢最基本的原因，但其他因素也会对漏钢产生一定影响。

保证合适的开浇温度。温度低会导致水口堵死，开浇失败；温度过高，会因为出苗时间控制不当导致漏钢。因此保证中间包烘烤效果良好及合适的钢水精炼出站温度至关重要。攀钢目前大方坯中间包的烘烤时间一般控制在l 20～360 min，换包第一炉精炼出站温度一般比正常炉次提高15℃，中包开浇的温降能够保持在30～45 ℃。因此，开浇的钢水过热度一般保持在20～30 ℃，能够有效稳定开浇的温度，预防漏钢。

保证良好的铸机状态。攀钢目前对弧采用整体式对弧样板，淘汰了分段式对弧样板，能够精确保证对弧质量，对于堵塞的喷嘴应及时疏通，拆卸更换堵塞严重的喷水架。

中包烘烤前认真检查塞棒在水口碗的落位情况，防止开浇时因落位偏差导致大包开浇以后钢水自动流下来，出现“自开”现象，并且水口关不严，导致出苗时间提前，引发漏钢事故。

3应用效果

出现漏钢事故，必然会损坏扇形段，同时也影响铸机的产量。

通过对攀钢大方坯连铸机漏钢的原因分析，制定了合理有效的措施，得到实施以后，在2005年与2006年1月至7月的生产中取得良好效果，明显地减少了设备消耗和停浇处理时间，使铸机产能得到提高，连铸生产更加顺行。

4 结 语

浇铸钢水温度应稳定且过热度适宜，浇铸A1s含量高的钢种时防止水口结瘤，保护渣的各项理化性能满足要求等条件是防止漏钢事故发生的前提。在操作方面，严格执行堵引锭制度、出苗制度及升拉速制度，确保设备安装精度以及液位自动控制灵敏，优化结晶器吹氧操作，保护渣要勤推、少推、均匀推，保持“黑面”操作，是防止漏钢的关键。