漏钢预报热电偶温度异常与保护渣恶化对应关系简析 ·1· 漏钢预报热电偶温度异常与保护渣恶化 对应关系简析 常海涛 王 辉 李洪鹏 （宁波钢铁有限公司, 宁波 315807） 摘 要 文章结合我厂设备配置情况，根据生产过程中的异常数据，经过长期的数据累积、汇总分析、研究，发现结晶器保护渣性能恶化与漏钢预报系统热电偶温度波动之间的相互对应关系； 并且就保护渣恶化的机理及其影响因素进行了分析，提出保证保护渣性能一些技术措施 关键词 保护渣 漏钢预报 三氧化二铝 Breakout Prediction Thermocouple Temperature Anomalies Corresponding to the Deterioration of the Mold Powder Relations Chang Haitao Wang Hui Li Hongpeng (Ningbo Iron And protective slag deterioration mechanism and its influencing factors analysis, Proposed some technical measures to ensure the protection of slag resistance. Key words powder, breakout prediction, aluminum oxide 1 引言 2011 年 7 月 2012 年 12 月，我厂发现 28 个炉次钢包开浇后，出现热电偶温度低，漏钢预报 BO 报警现象；了解钢包开浇后热电偶温度降低影响因素，为减少事故；提高铸机作业率，减少钢水损失，具有重要意义。
2 宁钢连铸机工艺设备参数 宁钢现有 2 台、2 机 2 流直弧型，下装引锭铸机；矫直方式：连续弯曲和连续矫直；铸机主半径：9m；流中心距：6m；结晶器长度：900mm；冶金长度：30m、直段长 2.56m；二冷配水：分 9 区供水，汽-水喷嘴；扇形段 13 个；铸坯规格：宽 900～1650mm、厚 210/230mm、长 9000～11000mm；设计拉速：1.0～1.8 常海涛, 男, 工程师, 从事连铸工艺, changhaitao@ ·2· 第九届中国钢铁年会论文集 m/min、目前 0.9~1.3m/min 3 现有主要产品及规格 表 1 序号 钢种 主要牌号 1 低碳冷轧及冷成型 SPHD、SPHE、SHYS、SPHC、SAE006、Q195L、冰箱侧板用钢 BX370 等 2 普通碳素结构 Q195、Q235B、SS400、船板钢 A\B 等 3 低合金高强度结构 Q345B（C、D）、Q420C、桥梁钢 Q345qD 等 4 管线钢 L245-L360(MB)、X42、X56、X60、X65、X70 5 汽车用钢 车轮用钢 N330CL-N420CL、大梁钢 510L、610L、汽车结构用 StE420TM（细晶）、SAPH370-SAPH440 等。
6 耐候钢系列 集装箱板用钢 B480GNQR 7 花纹板 H-235 8 超低碳钢 IF 9 焊瓶钢 HP345 系列 4 漏钢预报系统 铸机原设计无漏钢预报系统，该系统由上海宝信软件股份有限公司设计改造通过对宁钢 1650 结晶器的图纸消化及铜板温度估算，初步考虑本次漏钢预报系统的温度采集方案采用宽边 2 排 9 列，窄边 3 排 2列的布置，单台结晶器共设置热电偶 48 支 热电偶的设计采用宝信推荐的弹簧顶针式热电偶， 热电偶前部采用螺纹方式和不锈钢管进行密封， 热电偶后部带四氟密封元件，以保证结晶器下部温度数据的正常采集 漏钢一直是影响连铸生产及其设备寿命的主要因素， 在各种造成漏钢的原因中， 黏结性漏钢占绝大多数因此，减少黏结性漏钢是降低连铸漏钢率的关键 黏结性漏钢首先是由于某种原因造成弯月面附近钢水与铜板的直接接触而黏结， 并随结晶器的振动及坯壳的下移，在黏结部的下方被拉断，破断处钢液流入而修复，但在下一次振动中重新拉断，这样，随着凝固的进行，断口不断下移，到结晶器下口时钢水从断口漏出断口在下移的同时，也不断向二边扩展而形成破断线，宽边中央的黏结破断源可扩展到窄边，甚至到另一宽边。
漏钢发生后，黏结的坯壳有时残留于结晶器的内壁如果黏结发生时能够预报并采取措施，则可防止漏钢的发生，且板坯上可看到由破断线构成的明显的 V 形黏结痕迹 为了能够预报黏结性漏钢的发生，近年来国外开发的技术主要有热电偶测温、振波分析、摩擦阻力测量三种方法，其中热电偶测温法技术比较成熟，准确性相对较高，在工业大生产中应用的非常普遍当系统报警后，通过降低铸造速度，增加负滑脱时间而使黏结脱离铜板，断口复合并在出结晶器之前形成一定厚度的坯壳，使漏钢得到避免 5 漏钢预报温度异常数据采集 从 2011 年 7 月份至 2012 年 12 月份，共发现热电偶温度异常，发生 BO 报警 28 个炉次 附图为热电偶温度曲线 漏钢预报热电偶温度异常与保护渣恶化对应关系简析 ·3· 图 1 图 2 图 3 ·4· 第九届中国钢铁年会论文集 图 4 5.1 曲线特征分析 （1）各附图第 1 行曲线为：铸机拉速、BO 报警曲线；下面各行为：铜板各面热电偶温度曲线X 轴为时间轴、Y 轴为热电偶温度轴和拉速、OB 报警状态轴 （2）该 28 个炉次钢包开浇 6~8min 后，拉速不变情况下，结晶器 4 个面全部热电偶温度明显降低。
（3）经过 15 分钟后温度降低停止，保持稳定温度 （4）热电偶低温状态保持一定时间后，BO 系统自动发出报警，提示板坯黏结，系统自动降速保正坯壳愈合，避免漏钢事故发生 5.2 热电偶温度异常分析 全部热电偶均在拉速稳定状态下、该炉钢水开浇 6~8min 后，温度降低疑由于该炉钢水经过中包流入结晶器后，钢水中部分成分析出，造成保护渣况恶化，导热性能降低，促使热电偶采集铜板温度降低保护渣继续恶化后，造成结晶器内润滑不良，造成板坯黏结，产生 BO 报警 6 保护渣渣况恶化分析 钢液成分的影响， 即主要指钢液中夹杂铝 其主要原因是， 钢液中存在大量的氧化铝夹杂未能充分上浮，且随钢液进入结晶器保护渣中，渣中氧化铝的不断增多使液渣黏度增大和流动性变差而最终导致黏结漏钢据文献介绍，黏结漏钢的结晶器保护渣中氧化铝分别达到 8.08%和 8.36%(选用的结晶器保护渣中 w(Al2O3) =5.01%);在黏结漏钢的坯壳上黏附的 w(Al2O3)高达 20% 钢液中气体的影响，即脱氧情况对连铸黏结有非常重要的影响一般，由于钢液二次氧化在连铸结晶器有极少量的 C-O 反应，则不会对结晶器中的铸坯润滑造成影响，但当钢液后吹严重且脱氧不良时，结晶器中仍会进行大量的 C-O 反应，生成的一氧化碳气体沿结晶器壁大量溢出，严重恶化了润滑条件，渣膜的破坏使得凝固壳与结晶器铜壁直接接触的面积大幅度上升，随之摩擦力显著增大，最终导致黏结漏钢。
钢液温度对连铸漏钢和铸坯质量均有重要影响， 尤其是当钢液过热度较低时， 由于结晶器中钢液温度也随之下降，则导致保护渣的熔化不良、液渣层变薄和粉渣层增厚当拉速提高到一定程度后，保护渣会在弯月面处形成团块而逐渐失去润滑作用，极易发生黏结漏钢事故[1] 漏钢预报热电偶温度异常与保护渣恶化对应关系简析 ·5· 7 避免保护渣恶化措施及效果 （1）加强钢液的脱氧，合理控制钢液温度 （2）对钢水进行真空或吹氩等处理，以去除溶解气体和减少夹杂物 （3）保证钢水有足够的镇静时间，尽量利于夹杂物上浮 （4）钢包下水口与长水口之间，加强保护浇注 （5） 优化中间包内钢水的流动， 使用流动调节装置以延长钢水在中间包的停留时间， 使夹杂物充分上浮;用过滤和电磁搅拌技术，去除钢中脱氧产物 （6）通过对保护渣的优化，降低吸附 Al2O3对保护渣性能的影响 8 结论 通过漏钢预报系统模型的优化，增加保护渣渣况恶化报警功能，及时通知操作人员，提早进行结晶器换渣操作或降低拉速，避免 BO 报警造成拉速降低对后续生产的影响 参 考 文 献 [1] 杨海滨. 大板坯连铸黏结漏钢浅析[J]. 中国冶金, 2006, 16(11): 44~47. 。