【摘要】針對(duì)新興鑄管新疆公司煉鋼小方坯連鑄機(jī)漏鋼事故，從設(shè)備、工藝、操作等各方面進(jìn)行了認(rèn)真分析，制定了一系列的措施，取得了不錯(cuò)的效果。

【關(guān)鍵詞】普碳鋼；小方坯；漏鋼

一、前言

新興鑄管新疆公司現(xiàn)有小方坯連鑄機(jī)一臺(tái)。自2011年底投產(chǎn)以來(lái)，溢漏率始終居高不下，嚴(yán)重制約了連鑄機(jī)產(chǎn)能的發(fā)揮，且對(duì)鑄坯質(zhì)量產(chǎn)生了較大的影響，最高時(shí)溢漏率達(dá)到1%以上。針對(duì)這一情況，從2013年初開(kāi)始進(jìn)行漏鋼的攻關(guān)，提出了一些措施，并取得了較好的效果。

二、工藝及設(shè)備現(xiàn)狀

新興鑄管新疆公司現(xiàn)有160mm×160mm8機(jī)8流小方坯連鑄機(jī)一臺(tái)，建于2011年，采用快換式定徑水口加浸入式水口保護(hù)澆鑄、結(jié)晶器液面自動(dòng)控制、保護(hù)渣等澆注方式。目前，主要生產(chǎn)的鋼種有Q195，Q235，HPB300，HRB400E，HRB500E等，連鑄機(jī)的主要工藝參數(shù)如下：

弧形半徑：10m；工作拉速：1.8～2.5m/min

結(jié)晶器：窄水縫導(dǎo)流水套結(jié)晶器，水縫4mm，長(zhǎng)900mm

振動(dòng)：短臂四連桿，振幅±3.5mm，振頻175～240次/min，正弦。

三、事故概況

2012年共發(fā)生漏鋼818次，操作漏鋼245次（含開(kāi)澆漏鋼、更換套管等）約占30%，工藝性漏鋼558次（含結(jié)殼和角裂漏鋼等）約占68%，其中角裂漏鋼占60%，其他為設(shè)備原因等共15次。操作漏鋼通過(guò)制定標(biāo)準(zhǔn)化操作等方法可以得到控制。難點(diǎn)在于控制角裂漏鋼，角部漏鋼多發(fā)生在結(jié)晶器出口處200mm以內(nèi)，漏鋼位置的坯殼存在凹陷縱裂，在角部30mm以內(nèi)，漏鋼長(zhǎng)度100～500mm。

四、角部縱裂產(chǎn)生的機(jī)理

縱裂是指鑄坯沿拉坯方向產(chǎn)生的裂紋，靠近角部的裂紋稱為角部縱裂，發(fā)生縱裂的是由于初生坯殼厚度不均勻，在坯殼薄的地方應(yīng)力集中，當(dāng)應(yīng)力超過(guò)其抗拉強(qiáng)度時(shí)產(chǎn)生裂紋。

結(jié)晶器中的坯殼中間部位是一維傳熱，氣隙形成較晚，同時(shí)坯殼中心部位在整個(gè)結(jié)晶器長(zhǎng)度內(nèi)冷卻強(qiáng)度始終較高，出結(jié)晶器時(shí)坯殼較厚（15mm～20mm），該處較少出現(xiàn)裂紋漏鋼。而彎月面以下結(jié)晶器角部是二維傳熱，冷卻強(qiáng)度較強(qiáng)；角部和中心直接的過(guò)度部位，既不是二維傳熱，也不會(huì)因?yàn)殇撍撵o壓力作用而靠近結(jié)晶器壁，故冷卻強(qiáng)度最弱，坯殼最薄，出結(jié)晶器后，在鋼水的靜壓力和熱應(yīng)力作用下最容易形成裂紋，當(dāng)裂紋較深時(shí)即會(huì)造成漏鋼。如圖1。

通過(guò)分析和現(xiàn)場(chǎng)觀察可知，角部縱裂漏鋼的發(fā)生主要受鋼種、鋼水溫度和拉速、保護(hù)渣質(zhì)量、結(jié)晶器形狀和操作等因素影響。普碳鋼Mn/S≤15時(shí)，發(fā)生角部縱裂漏鋼的可能性明顯增加。而當(dāng)澆鑄時(shí)鋼水過(guò)熱度過(guò)高、溫度和拉速不一致、拉速增大、保護(hù)渣設(shè)計(jì)不合理和加入不勻、結(jié)晶器錐度不合要求、中間包水口偏向一側(cè)時(shí)，均有可能導(dǎo)致角度裂紋漏鋼的發(fā)生。

我廠現(xiàn)生產(chǎn)的鋼種中，低合金鋼坯殼強(qiáng)度高，出結(jié)晶器口處坯殼厚（約15mm），足以支撐鋼水靜壓力，縱裂一般不會(huì)延續(xù)到鑄坯表面形成凹陷。但普碳鋼因出結(jié)晶器坯殼強(qiáng)度弱且薄，內(nèi)部角裂容易擴(kuò)展到表面形成凹陷，嚴(yán)重時(shí)造成縱裂漏鋼。生產(chǎn)中出現(xiàn)的縱裂漏鋼發(fā)生部位多在距鑄坯角部30mm以內(nèi)，出結(jié)晶器下口200mm范圍內(nèi)，漏鋼坯殼內(nèi)部呈折皺狀。

五、幾個(gè)主要影響因素

1.結(jié)晶器銅管的因素 我廠由于只有一臺(tái)連鑄機(jī)、兩條軋鋼線，生產(chǎn)螺紋鋼及盤條，鋼種更換頻繁，生產(chǎn)完低合金鋼后，再生產(chǎn)普碳鋼時(shí)或結(jié)晶器銅管使用到3000t以上時(shí)，由于結(jié)晶器銅管內(nèi)部磨損嚴(yán)重，錐度不能很好的滿足坯殼成長(zhǎng)需要，漏鋼事故會(huì)有所增加。因普碳鋼冷卻收縮率較大，生產(chǎn)普碳鋼和低合金鋼對(duì)銅管的錐度要求也不同。此外，工段管理要求不高且維修工責(zé)任心不強(qiáng)，安裝銅管時(shí)精度低，四面水縫不均，也是造成漏鋼的一個(gè)重要原因。

2.結(jié)晶器冷卻水的因素 生產(chǎn)前期，因結(jié)晶器水流量不足造成結(jié)晶器銅管過(guò)燒現(xiàn)象較為普遍，同時(shí)因一次冷卻強(qiáng)度低也會(huì)使新生坯殼較薄，易發(fā)生漏鋼。但過(guò)大的冷卻強(qiáng)度會(huì)加大坯殼的不均勻性，通過(guò)計(jì)算，得出結(jié)晶器水量在135m3，流速大約12m/s，進(jìn)出水溫差有6～7℃時(shí)；坯殼厚度能夠滿足要求并且對(duì)減少角裂漏鋼效果較為明顯。此外，我廠所用結(jié)晶器軟水硬度較高，銅管有結(jié)構(gòu)現(xiàn)象，通過(guò)加藥、換水等措施，水質(zhì)已大為改善。

3.鋼水過(guò)熱度的因素 通過(guò)統(tǒng)計(jì)，我廠鋼水過(guò)熱度較高，一般都在30℃以上，鋼水過(guò)熱度高，會(huì)造成柱狀晶發(fā)達(dá)，裂紋容易擴(kuò)展，且易出現(xiàn)“搭橋”現(xiàn)象，同時(shí)過(guò)熱度高會(huì)造成出結(jié)晶器坯殼薄，容易產(chǎn)生漏鋼現(xiàn)象，資料表明，中包過(guò)熱度每提高10℃，結(jié)晶器內(nèi)坯殼厚度減少約3%。通過(guò)重新計(jì)算過(guò)程溫降，得出生產(chǎn)普碳鋼時(shí)從轉(zhuǎn)爐出鋼到連鑄中包，過(guò)程溫降大約在80～90℃，重新規(guī)定了轉(zhuǎn)爐出鋼溫度，將中包過(guò)熱度控制在20～30℃。

4.中包工操作因素 我廠中包水口套管采用的是石英質(zhì)的，使用時(shí)間較短，更換頻繁，且部分中包工在更換中包水口套管時(shí)，結(jié)晶器液面控制選擇自動(dòng)控制，液面波動(dòng)很大，很容易造成卷渣或者破壞彎月面處新生成的坯殼，從而造成漏鋼。這一漏鋼往往發(fā)生在套管更換后1分鐘時(shí)間內(nèi)。

5.鋼水成分的影響 S、P是鋼中裂紋敏感元素，當(dāng)鋼中S含量高時(shí)，形成FeS（熔點(diǎn)989），分布在晶界，引起晶間脆性，成為裂紋擴(kuò)展的路徑。而Mn/S>15時(shí)，生成的MnS（熔點(diǎn)1600），以棒狀形式分散在奧氏體基體中，而不易形成裂紋。因此必須控制鋼水中硫、磷含量并提高M(jìn)n/S。

六、防范措施

1.與公司總調(diào)協(xié)調(diào)，合理安排不同鋼種的生產(chǎn)計(jì)劃，普碳鋼和低合金鋼盡量不使用同一批結(jié)晶器生產(chǎn)，或生產(chǎn)普碳鋼前對(duì)結(jié)晶器過(guò)鋼量大于1500t及磨損嚴(yán)重的進(jìn)行更換。2.加強(qiáng)結(jié)晶器維修質(zhì)量的管理，控制水縫誤差在±0.2mm。3.降低轉(zhuǎn)爐出鋼溫度，確保中包過(guò)熱度在25℃以內(nèi)。4.根據(jù)生產(chǎn)的鋼種及結(jié)晶器磨損情況，合理調(diào)整結(jié)晶器水量。5.中包水口套管改為鋁碳質(zhì)，并規(guī)范職工操作，要求更換套管時(shí)改為手動(dòng)操作拉速，減少操作事故。6.轉(zhuǎn)爐加強(qiáng)脫硫工藝控制，在鐵水S高時(shí)，適當(dāng)提高鋼水Mn，確保Mn/S>15。

七、小結(jié)

在連鑄生產(chǎn)中，漏鋼是危害很大的事故，輕則影響鑄坯質(zhì)量，造成廢品，重則影響連鑄機(jī)作業(yè)率，損壞設(shè)備，威脅操作人員人身安全。我廠根據(jù)一年多以來(lái)的生產(chǎn)實(shí)踐，從工藝、設(shè)備、人員操作等方面進(jìn)行了摸索，極大的減少了漏鋼事故的發(fā)生，溢漏率由原來(lái)的1%，降到了0.3%以下，為公司降本增效及產(chǎn)能提高做出了貢獻(xiàn)。

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