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1、炼钢厂方坯漏钢控制,2017年7月20日,XX钢铁炼钢厂职工技术培训 连铸工第二期,2,连铸漏钢危害,连铸机漏钢是小方坯连铸生产中常见的工艺事故 降低铸机的作业率，影响铸坯的质量、产量 打乱整个生产组织的秩序 对铸机设备造成不同程度的损坏。 为充分发挥小方坯连铸高效生产效能,稳定连铸生产,必须进一步减少和控制铸机漏钢，降低成本，增加效益。 漏钢主要形式 粘接漏钢 接头漏钢 裂纹漏钢 夹渣漏钢,3,炼钢工作方针,连铸为中心，转炉为基础，设备为保证 以连铸质量为中心，抓工艺纪律，提高工艺执行率，确保低倍组织、外观尺寸、表面质量，是实现品种质量的关键 以连铸生产为中心，抓全流浇钢率、高拉速生产，释放
2、产能，带动和促进转炉生产，是打造低成本高效化产线的关键 以连铸设备保障为中心，保连铸设备完好高效运行，保障生产顺行，是稳产提质工作的保证 实质为要实现高效连铸生产： 高质量、高拉速、高效率、高作业率、高温铸坯热送 连铸坯质量是轧材质量的基础和关键，是抓好企业钢材产品质量的核心工作,连铸坯凝固冷却冶金原则,铸坯凝固冷却冶金原则 出结晶器坯壳厚度临界厚度，不漏钢 液芯不过矫直点（板坯带液芯矫直） 二冷区铸坯表面温度900 二冷降温200/m 二冷回温100/m 连铸操作原则：三稳定 液面稳定（中包和结晶器液面）、温度稳定、拉速稳定,5,连铸漏钢形式、因素及控制措施,粘接漏钢 也叫抽芯漏钢、悬挂漏钢
3、、V型漏钢、拉断、结壳漏钢,是指在弯月面处凝固坯壳粘在结晶器铜管的铜壁上,不再行走而被撕裂,钢壳被撕裂后,流下的空挡由钢液补充,由于形成的坯壳很薄,继续被撕裂,当撕裂口达到结晶器下口时,即造成漏钢。粘接漏钢从本质上说是初生坯壳部分或整体受到铜壁的摩擦力(阻力)大于坯壳的强度,造成坯壳拉断 具体影响坯壳粘接的因素 结晶器锥度,特别是弯月面处的锥度过大,大大超过坯壳收缩量,造成初生坯壳阻力增加;钢水过热度大,坯壳薄,抗拉强度低;水缝不均匀,结晶器四周冷却不均,造成坯壳生长厚度不同,产生应力集中;保护渣/润滑油耗量太小,使坯壳与铜壁之间发涩,阻力增大;振动参数不合理,振幅偏小,负滑脱时间率较小,造成
4、保护渣/润滑油消耗量小及振动的脱模作用不明显;结晶器弯月面处铜管变形;拉速太快；结晶器液面波动大等。 解决粘接漏钢的措施 (1)提高结晶器的冷却强度。自提高结晶器冷却水压后,结晶器冷却效果大大增强,铜管过烧现象减轻,既增加了初生坯壳的抗拉强度,又防止了铜管过度变形。 (2)保证合适的保护渣耗量/润滑油流量。 (3)优化振动参数,提高振幅,增加结晶器负滑动时间。 (4)降低钢水过热度,杜绝高温钢。 (5)稳定结晶器液面，稳定拉速,6,接头漏钢 接头漏钢是指铸机开浇或者换中间包时,由于打接头不好而造成的漏钢。 接头漏钢的原因 主要在于操作不慎,具体分析为:引锭头未扎好,石棉绳没扎紧;引锭杆下滑,造
5、成石棉绳松动;开浇过大出苗时间不够开拉,坯头强度不够,将引锭头处拉裂漏钢;结晶器表面质量差造成拉坯阻力过大或粘接未能脱模而造成漏钢。 减少接头漏钢的措施 （1）扎引锭的时间不能太早,转炉出钢时再开始扎引锭; （2）扎引锭时必须把四周的石棉绳扎紧; （3）达到规定出苗时间,并先振动再拉; （4）换包时把结晶器内的渣条、渣团挑出,以防出结晶器后,渣子碎裂漏钢; （5）拉速控制，缓慢提速,不可提速过猛。,连铸漏钢形式、因素及控制措施,7,裂纹漏钢 裂纹漏钢主要是指铸坯角部产生偏离角裂纹,并在裂纹处漏钢。一般情况下,裂纹漏钢发生在足辊以下的二冷段,严重时也发生在二冷二段直至拉矫机位置。 裂纹漏钢的原因
6、 钢水温度过高,拉速过快;中包水口不对中;结晶器铜管锥度过小, 结晶器水缝不均匀;二次冷却不均匀;C/P/S等钢水成份控制不当； 包晶钢包晶反应区更易发生纵裂漏钢。 减少裂纹漏钢的措施 （1）实施低过热度浇注,避免高温钢; （2）保证水口对中、浸入深度合适; （3）结晶器、二次水质良好、冷却均匀,防止二冷喷嘴掉落、堵塞 （4）增加结晶器、二次冷却强度,提高坯壳厚度; （5）包晶钢采取结晶器弱冷、严控成分等措施,连铸漏钢形式、因素及控制措施,8,角裂漏钢 铸坯坯壳在结晶器内形成是反复收缩与膨胀的过程。钢水浇注到结晶器中，在其表面张力作用下，钢水与铜管壁接触形成一半径很小的弯月面，在弯月面根部附近
7、冷却速度很快，初生坯壳迅速形成。随着冷却的不断进行，坯壳逐步加厚，已凝固的坯壳开始收缩，并离开铜管内壁，则铜管与坯壳间形成气隙。随着坯壳下降，形成气隙区的坯壳在热流作用下温度回升，强度下降，钢水静压力再次使其贴向铜管内壁。如此反复，直到坯壳厚度足以承受钢水静压力，坯壳拉出结晶器。在这个过程中，结晶器在正常冷却情况下，四周的冷却应是均匀一致的，所形成的坯壳厚度也基本一致。因角部是二维冷却，四角的坯壳厚度会略厚于四边。但如果角部的冷却强度较大，热流导出密度超过面部较多，就会出现角部组织过冷、角部收缩量大且坯壳厚度远大于面部。而角部由于强度大，且位移量小，则过早地离开铜管内壁而形成气隙，冷却变弱（见
8、图）。随着面部坯壳的反复收缩与膨胀，角部的凝固前沿存在着裂纹形成的危险，即铸坯角部裂纹的形成是由内向外扩展的。另外，由于角部过早地形成气隙，使得铸坯离开结晶器时，角部坯壳的厚度反而小于面部坯壳的厚度。这样当其强度不足以承受钢水静压力及面部收缩的热应力时，裂纹便在角部形成。 钢水静压力 纵裂、凹陷形成处 过冷收缩,连铸漏钢形式、因素及控制措施,9,角裂漏钢 中高碳钢出结晶器时坯壳较厚，约20mm左右（由漏钢坯壳可以看出），足以支撑钢水静压力，所以纵裂一般不会延续到铸坯表面形成凹陷， 但从低倍组织可以看出内部角裂比较普遍。 除非中高碳钢铸坯出现严重脱方和鼓肚，才会表现为角裂漏钢（见图）。由于低碳钢
9、坯壳出结晶器较薄（特别是包晶钢），内部角裂容易扩展到铸坯表面形成凹陷，严重时造成纵裂漏钢。生产中出现的纵裂漏钢发生部位多在距铸坯角部1030mm处，出结晶器下口100mm范围内，漏钢坯壳内部呈折皱状。,连铸漏钢形式、因素及控制措施,10,夹渣漏钢 夹渣漏钢主要是钢渣从弯月面处镶嵌在坯壳内,出结晶器后碎裂,钢液从碎裂处流出,即为夹渣漏钢。 造成夹渣漏钢的原因 夹渣漏钢主要是由于坯壳形成时夹带保护渣或大颗粒高熔点杂物导致传热减少，形成薄坯壳而漏钢。方坯连铸时二次氧化产物、低碳钢冶炼时高粘性渣中不当的脱氧产物、结晶器中铝丝喷加不当造成氧化铝偏高、各种耐材脱落、浇铸过程中结晶器液位波动等，都会促使坯壳
10、夹渣，抑制坯壳生长，造成漏钢。绝大多数夹渣漏钢都是夹渣点刚刚出结晶器便发生漏钢。 防止夹渣漏钢的措施 （1）提高钢水脱氧效果和纯净度; （2）保证一定的中包液面，结晶器液面稳定浇注; （3）异常操作，避免结晶器液面大起大落，结晶器渣面渣块渣条捞净，不卷入嵌在坯壳内。,连铸漏钢形式、因素及控制措施,11,操作性漏钢 含开浇漏钢、夹渣漏钢及其它操作原因造成的漏钢等 工艺性漏钢 含结壳漏钢和角裂漏钢 操作性漏钢可以通过规范标操作逐步进行控制 工艺性漏钢也涉及很多操作性因素,连铸漏钢形式、因素及控制措施,12,小方坯的漏钢主要是受凝固过程传热特点的影响。 钢水注人结果器内，经冷凝形成坯壳。坯壳拉出结晶
11、器后，继续接受喷水冷却，逐步完成冷凝过程。从连续浇注过程的热平衡试验得出:结晶器一二冷区一空冷段，放出的热量约占钢液凝固冷却放出总热量的40%，而其余60%热量则是切割后冷却放出的。由此可见，约40%的热量是钢液完全凝固放出的。这个过程影响铸坯结构、质量及铸机生产率。因此控制该过程热量释放规律是非常重要的。 1 结晶器 结晶器是铸机的“心脏”。钢水注人结晶器内，通过结晶器壁散热冷却，形成坯壳。要求结晶器要有良好的冷却效果，保证铸坯在出结晶器时形成均匀而足够厚度的坯壳。结晶器要满足以下几点要求: (1)铸坯出结晶器下口，坯壳厚度要在1020 mm之间; (2)结晶器水缝为47mm，水流速712
12、m/s.这样可避免形成核沸腾区及膜状沸腾区。使铸坯传热均匀，形成均匀的坯壳; (3)为减小铸坯与结晶器壁间的气隙(结晶器与铸坯间的热阻占总热阻的71%)，结晶器倒锥度必须保证在0.6%一1.2%; (4)结晶器长度一般为900mm，表面保持光洁，有利于传热均匀。,连铸漏钢因素分析,13,1 结晶器 铜管内腔倒锥度的影响 结晶器传热的热阻主要是铸坯坯壳与结晶器铜管之间的气隙，气隙小，则热阻小，气隙大，则热阻大，气隙热阻占结晶器传热中总热阻的7090。 结晶器使用前期，铜管内腔曲线比较接近坯壳收缩曲线，气隙均匀，传热均匀，坯壳厚度也较均匀。在使用过程中，铜管不断磨损和受热变形。到使用中、后期，总锥
13、度变小，而且，弯月面下传热量大，铜管局部发生变形，也增加了坯壳的不均匀性。坯壳在结晶器下部易发生鼓肚，取样显示，120 mm120 mm铸坯鼓肚量大于2 mm易发生偏离角内裂，出结晶器后坯壳失去支撑，易发生漏钢。,连铸漏钢因素分析,漏钢次数与结晶器通钢量趋势图,14,1 结晶器 结晶器水缝的影响 方坯角部属二维传热，坯壳收缩早、强度高，而坯壳四面受钢水静压力作用压向铜管壁，在偏离角部1025 mm处出现较大气隙，传热减弱，此处坯壳薄，而且受拉应力作用。结晶器水缝不均匀，将直接造成坯壳厚度不均匀，产生的拉应力也不等，较大拉应力作用在偏离角处，产生微裂纹，出结晶器下口坯壳发生鼓肚，形变应力增加，裂
14、纹进一步扩大，撕裂坯壳，发生角裂漏钢。 铜管内表面的影响 铜管在使用过程中，由于处理漏钢事故放置冷钢过量且歪斜，造成面部和角部划伤，深度大于1 mm以上，在拉钢过程中，划伤处坯壳与铜管壁之间热阻大，坯壳薄，容易出现凹陷，且凹陷底部有明显裂纹，此时如过热度增加或突然提高拉速，容易在裂纹处漏钢。 铜管制作质量差，特别是铜管面部和角部局部镀层的脱落，增加了热阻，造成传热不稳定，容易引起漏钢。另外，铜管坯料中有沙眼，随着结晶器过钢量的增加，铜管内表面磨损，沙眼漏出，出现挂钢现象，严重时造成裂纹漏钢。 结晶器冷却水的影响 钢水进入结晶器后迅速形成初生坯壳，初生坯壳接触铜板收缩形成一次弯月面。由于二维冷却
15、角部迅速形成强度较大的坯壳，液渣流入时在角部附近生成较厚的玻璃渣项，面部受角部拉力和内部钢水静压力作用，坯壳较薄，且受侧向拉力、钢水静压力和铜板冷却的共同作用，坯壳形成多次弯月面，保护渣无法随时填充造成非稳态冷却，产生厚度不均的坯壳。在生产中发现，适当降低结晶器的冷却强度能缓解冷却的不均匀性，可得到相对均匀的坯壳。将Q235和Q215等包晶钢的结晶器冷却水流速由原来12m/s降至10m/s左右，进出水温差有68调整至79；同时结合钢种和拉速调整结晶器水流量，由原来全钢种单一水量发展到现在的分类控制，稳定了结晶器传热状况，满足了钢种冷却的个性化需求，对减少角裂漏钢效果明显。,连铸漏钢因素分析,1
16、5,2 二次冷却 钢坯从结晶器下口拉出来后坯壳还比较薄(10-20 mm)，中心还是高温液体。为使坯壳继续凝固，从结晶器出口到拉矫机之前设置了喷水冷却系统，使之在较短的时间内凝固完毕。铸坯在二冷区工艺要求为:冷却效果好，以加速热量传递;合适的喷水量，使铸坯表面温度和应力分布均匀;铸坯表面温度回升100150以内;铸坯进拉矫机前尽可能完全凝固;保证铸坯有良好的表面与内部质量。 二次冷却对铸坯质量有重要的影响，尤其是冷却不均匀会造成铸坯收缩不均匀，易生成表面裂纹导致漏钢。不同钢种的比水量不同。根据生产情况选择合适的二冷水比水量对减少漏钢有重要意义。 钢种与比水量对照,连铸漏钢因素分析,16,3 保护渣 保护渣对铸坯表面质量影响很大，保护渣性能不匹配直接造成铸坯夹杂、凹坑、表面裂纹甚至漏钢。保护渣在生产中需达到均匀流入、吸附夹杂、减少散热、提高润滑等多种效果，因此要求它具有良好的铺展性、透气性、保温性及与钢种相匹配的熔点、熔速和黏度，好的保护渣能改善钢与结晶器之间的传热条件又起到润滑作用。结晶器内渣膜构成见图。 保护渣的粘度决定渣
