楊 鵬

（河鋼集團邯鋼公司連鑄連軋廠，河北 邯鄲 056015）

連鑄機的主要作用就是對高溫鋼水進行持續(xù)澆筑，為了保證澆筑質(zhì)量，需要對漏鋼問題進行嚴(yán)格控制，通過控制鋼水成分、溫度等方式可以較少漏鋼帶來的危害，進而提高澆筑效果。因此，有必要對CSP連鑄機漏鋼特征與原因進行分析。

1 CSP連鑄機漏鋼類型與原因

高溫鋼水在結(jié)晶器內(nèi)部發(fā)生凝固時，將會出現(xiàn)凝固收縮的情況，此時體積將會變小。通常情況下，凝固收縮問題可以分為相變收縮、溫降收縮兩個不同的階段，鋼水在凝固時會因為各種原因而導(dǎo)致澆筑出的胚殼出現(xiàn)局部脆弱的問題，進而發(fā)生漏鋼的情況。漏鋼問題發(fā)生時，往往會伴隨著非常大的聲音，并且在頂彎區(qū)域能夠看到鋼花噴出[1]。除此之外，還能夠在主控室的鋼水液位監(jiān)控中，發(fā)現(xiàn)液位大幅下滑，漏鋼問題出現(xiàn)時，其曲線多會表現(xiàn)出小幅下降轉(zhuǎn)大幅下降或始終急速下降的趨勢。在鋼水澆筑時，漏鋼問題非常常見而且很難避免，因為其產(chǎn)生的原因非常復(fù)雜，CSP連鑄機較為典型的漏鋼問題可以分為以下幾種。

1.1 粘結(jié)型漏鋼

粘結(jié)型漏鋼是極為常見的漏鋼問題，一般會在結(jié)晶器出口發(fā)生。在CSP連鑄機運行期間，初生坯殼會在結(jié)晶器周圍生成熱點，熱點會在拉坯作用下出現(xiàn)破裂，粘結(jié)在結(jié)晶器鋼板上，在坯殼經(jīng)過下口氣隙區(qū)時，如果裂口無法及時焊合，就會導(dǎo)致漏鋼問題的發(fā)生。在發(fā)生粘結(jié)型漏鋼時，坯殼振痕會出現(xiàn)不對稱的情況，而且在多數(shù)時間都會在結(jié)晶器的內(nèi)部殘留一截坯殼。粘結(jié)型漏鋼的出現(xiàn)原因大致可以分為以下幾種。

1.1.1 保護渣

當(dāng)保護渣自身的理化性能無法與鋼種、鋼水溫度等參數(shù)匹配時，就有可能出現(xiàn)粘結(jié)型漏鋼的問題，因為保護渣的熔化速度、熔點等參數(shù)性能都將會影響到CSP連鑄機的澆筑質(zhì)量。例如，當(dāng)保護渣的粘度、熔點高且熔化速度慢時，就會在鋼水拉速慢且溫度低時出現(xiàn)熱流低的問題，進而產(chǎn)生粘結(jié)型漏鋼。在加入保護渣時，保護渣應(yīng)該避免出現(xiàn)過薄的問題發(fā)生，因為薄板坯在連鑄期間其冷卻速率非常快，而且散熱能力極強，因此對于絕熱保溫有著非常嚴(yán)格的要求，所以CSP連鑄應(yīng)該盡量采用厚渣操作的工作模式，盡量將粉渣層控制在合理范圍內(nèi)，從而避免鋼液面出現(xiàn)裸露的情況。與此同時，更小的容重還能夠確保渣層下部分的疏松與保溫性能，所以還應(yīng)該將保護渣的容重盡量控制在0.7g/cm3左右。除此之外，連鑄鋼水還會因為脫氧、引流、保護等問題而導(dǎo)致氧化鋁夾雜物的含量出現(xiàn)大幅上升，夾雜物混入結(jié)晶器時，會使保護渣堿度、熔點等參數(shù)發(fā)生改變。在保護渣含水量大于1%后，結(jié)晶器由水分解而出現(xiàn)的氫，將使保護渣中的二氧化硅還原，進而提高保護渣的整體堿度與熔點，此時也有可能導(dǎo)致粘結(jié)型漏鋼問題的出現(xiàn)[2]。

1.1.2 結(jié)晶器液面波動與鋼水紊流

在CSP連鑄機運行期間，若結(jié)晶器液面波動較大，就容易導(dǎo)致保護渣出現(xiàn)下渣質(zhì)量問題，因為波動的液面將會導(dǎo)致下渣不均勻，此時便會在坯殼局部位置產(chǎn)生熱點，進而導(dǎo)致粘結(jié)型漏鋼問題的發(fā)生。能夠造成液面波動問題的原因有很多，例如振動器偏振、液面控制系統(tǒng)故障等，此外，若連鑄期間存在CSP連鑄機的問題，同樣會導(dǎo)致粘結(jié)型漏鋼的情況出現(xiàn)。因為在鋼水紊流較為嚴(yán)重時，就會出現(xiàn)卷渣問題，鋼水對坯殼進行沖擊之后，將有可能造成卷渣漏鋼、粘結(jié)型漏鋼問題的發(fā)生，所以為了保證連鑄質(zhì)量，就需要對結(jié)晶器的液面波動與鋼水紊流問題進行合理管控，以此來保證CSP連鑄機的運行效果。

1.1.3 操作工藝與其他原因

當(dāng)操作工藝不當(dāng)時，就有可能連鑄期間鋼水中的氧化鋁夾雜物與氫的含量過高，進而導(dǎo)致保護渣性質(zhì)發(fā)生改變，在鋼水拉速出現(xiàn)頻繁變化時，也會導(dǎo)致下渣質(zhì)量出現(xiàn)問題，進而產(chǎn)生粘結(jié)型漏鋼。除此之外，若結(jié)晶器鋼板劃傷過于嚴(yán)重或漏斗存在嚴(yán)重磨損時，也會影響到連鑄質(zhì)量，并導(dǎo)致漏鋼問題的發(fā)生。

1.2 卷渣漏鋼

保護渣卷入、耐材卷入等問題情況出現(xiàn)后，都會導(dǎo)致卷渣漏鋼情況的出現(xiàn)。在坯殼進入格柵之前，因為坯殼喪失了支撐，所以在鋼水靜壓力的作用下，將會產(chǎn)生漏鋼的問題。在漏鋼發(fā)生后，通常可以在殘坯漏鋼位置處發(fā)現(xiàn)相對較為明顯的結(jié)渣。通常情況下，卷渣漏鋼問題通常會在結(jié)晶器出口位置、格柵位置處產(chǎn)生，而漏鋼表現(xiàn)出的曲線，則會以液位緩慢下降、或者在小幅下降之后突然大幅下滑的形式出現(xiàn)。

在SEN設(shè)計期間，如果設(shè)計不合理，就有可能導(dǎo)致SEN插入過淺、對中不良、穿孔破裂等問題，這些問題都有可能導(dǎo)致保護渣出現(xiàn)卷入漏鋼的問題發(fā)生，而在加入保護渣時，如果操作人員的操作方式、撈渣作業(yè)不合理，也有可能導(dǎo)致卷渣問題的出現(xiàn)。所以為了避免因為保護渣卷入而產(chǎn)生漏鋼的情況，就應(yīng)該針對SEN設(shè)計與操作工藝做出嚴(yán)格規(guī)范。例如限制操作人員在液位相對較低時進行撈渣，并按照活動側(cè)從中心到兩邊的撈渣順序，固定側(cè)的撈渣順序相反。在撈渣過程中，必須保證操作人員的動作足夠輕柔，并確保每次都要撈干凈，避免出現(xiàn)渣圈碎裂等問題的發(fā)生，在調(diào)寬、改變拉速時應(yīng)該嚴(yán)禁挑選渣圈。除此之外，夾雜物、耐火材料卷入漏鋼同樣是較為常見的卷渣漏鋼問題，需要重點關(guān)注。

1.3 開澆漏鋼

1.3.1 結(jié)晶器準(zhǔn)備不足

在正式開始澆筑之前，如果結(jié)晶器自身的使用時間相對較長，就有可能導(dǎo)致變形問題的發(fā)生，如果沒有針對變形做出修磨處理，就有可能在CSP連鑄機啟動時因為啟動速度過快、過慢而導(dǎo)致開澆坯殼拉破漏鋼，若鋼板寬窄面相互之間的縫隙過大，也會導(dǎo)致開澆時出現(xiàn)毛刺漏鋼的情況發(fā)生。當(dāng)鋼板表面的劃痕、壓痕超出0.5mm時，將會導(dǎo)致開澆粘結(jié)漏鋼的情況發(fā)生。若在封引錠期間其丟失塊長度不足、塞納板長度不足，同樣會導(dǎo)致開澆漏鋼的問題出現(xiàn)。此外，丟失快連接較松、引錠桿變形后，也會導(dǎo)致CSP連鑄機運行時發(fā)生開澆漏鋼的情況[3]。

1.3.2 工藝操作問題

在CSP連鑄機運行時，操作人員的技術(shù)水平非常關(guān)鍵，若個人專業(yè)能力不足，就會因為操作問題而導(dǎo)致漏鋼情況的發(fā)生。例如在中間包鋼水過熱度小于20℃時，如果開澆之后無法快速完成設(shè)備啟動，就會導(dǎo)致鋼水搭橋的問題發(fā)生，嚴(yán)重時甚至還會導(dǎo)致出現(xiàn)坯殼破裂漏鋼的情況。通常情況下，在鋼水過熱度超出45℃后，如果在開澆時，拉速達到了應(yīng)有的速度但是卻沒有及時對錐度進行調(diào)整，就會出現(xiàn)開澆漏鋼的情況。

1.4 裂紋漏鋼

在裂紋漏鋼出現(xiàn)之后，鑄坯通?？梢岳錾刃味危伊鸭y漏鋼所產(chǎn)生的坯殼破裂面積往往非常大，所以將會對CSP連鑄機的正常運行帶來較為嚴(yán)重的影響。通常情況下，裂紋漏鋼是在熱應(yīng)力、機械應(yīng)力的影響下形成的，當(dāng)各種應(yīng)力超出坯殼承受極限時，就會帶動坯殼產(chǎn)生破裂的情況，從而出現(xiàn)裂紋漏鋼。

1.4.1 鋼水成分

若鋼水內(nèi)部的碳含量在0.08%～0.16%時，澆注期間將會產(chǎn)生包晶反應(yīng)，此時還會出現(xiàn)跳躍性體積收縮以及相變應(yīng)力。如果此時冷卻強度過高，就會產(chǎn)生表面裂紋。而在鋼水內(nèi)部磷含量較高時，將會在富集區(qū)出現(xiàn)低強度物質(zhì)，而且還會在不同應(yīng)力的影響下出現(xiàn)縱裂問題，進而引發(fā)漏鋼現(xiàn)象的出現(xiàn)。當(dāng)鋼水內(nèi)部硫含量相對較高時，如果在偏析情況下產(chǎn)生了低熔點的硫化亞鐵，就會因為熱脆而發(fā)生漏鋼，但如果能夠持續(xù)保證Mn/S比值大于30，便可以有效避免此類情況的發(fā)生。當(dāng)鋼水銅含量偏高時，會在晶界析出液態(tài)物質(zhì)，此時便會發(fā)生裂紋，而氧含量過高則會影響到保護渣的性能，從而出現(xiàn)表面縱裂。所以鋼水自身的成分問題極為關(guān)鍵，只有強化對于鋼水成分的合理管控，才能夠降低漏鋼問題的發(fā)生。

1.4.2 鋼水溫度與二次冷卻水

如果鋼水自身的過熱度不足15℃，則在低拉速的影響下，就會發(fā)生鋼水搭橋的情況，還有可能導(dǎo)致漏斗區(qū)域變形應(yīng)力提高，從而造成坯殼破裂。如果鋼水的過熱度大于40℃，還會在高拉速的情況下，出現(xiàn)熱流過高的問題，此時坯殼將會在靜壓力的作用下產(chǎn)生破裂。扇形1段過冷時，熱應(yīng)力將出現(xiàn)大幅上升，并且還有可能導(dǎo)致坯殼產(chǎn)生縱裂漏鋼的問題，如果扇形1段自身的冷卻存在問題，則在死輥、黑石等問題出現(xiàn)時便會產(chǎn)生應(yīng)力，進而影響到坯殼質(zhì)量，這種漏鋼問題一般會在扇形段的中、下位置出現(xiàn)。

2 CSP連鑄機典型漏鋼的控制對策

CSP連鑄機的漏鋼問題非常常見，而且在發(fā)生之后還會嚴(yán)重影響到連鑄機的運行質(zhì)量，所以必須強化對于漏鋼問題的控制，以此來保證連鑄效果。

2.1 操作優(yōu)化

漏鋼問題的出現(xiàn)與操作人員的個人能力息息相關(guān)，所以需要通過對操作方式進行合理優(yōu)化，以此避免漏鋼問題的發(fā)生。在此期間，應(yīng)該注意強化操作人員的專業(yè)能力，例如通過培訓(xùn)的方式來提高操作人員的理論、實踐能力，而且在操作過程中，還要體現(xiàn)做出操作規(guī)劃，并要求操作人員嚴(yán)格按照規(guī)劃方法來進行操作。除此之外，在優(yōu)化操作方式之后，還需要注意提高鋼水的品質(zhì)，盡量確保能夠白渣出站，在精煉操作的后期，為了避免影響到鋼水的成分，應(yīng)該避免出現(xiàn)補鋁、氬氣攪拌的問題出現(xiàn)，并將軟吹的時間盡量控制在8分鐘以上，這樣才有效完成對于鋼水成分與溫度的合理管控，避免出現(xiàn)漏鋼問題的發(fā)生[4]。

2.2 強化開澆檢查

在開澆工作正式開始前，工作人員需要專門加強對于耐材質(zhì)量的檢查與確認，如果工作人員發(fā)現(xiàn)耐材存在脫落問題，則了可以利用長氧管將塞棒區(qū)域中的耐材撥開，以此來防止耐材脫落造成的影響。與此同時，還應(yīng)該將中間包液位控制在20t以上然后進行開澆，這樣能夠完成對夾雜物上浮時間的合理管控。在開澆期間，可以針對結(jié)晶器中的鋼流進行重點檢查，如果在檢查期間發(fā)現(xiàn)了夾渣問題，則要在第一時間對夾渣進行處理，避免在運行期間因為夾渣卷入坯殼而出現(xiàn)卷渣問題。除此之外，還應(yīng)該在開澆前嚴(yán)格按照工藝要求對結(jié)晶器等設(shè)備進行合理檢查，通過檢查可以確認結(jié)晶器是否存在銅板變形、劃分等問題，而且冷卻水、二冷水的流量、水壓等參數(shù)同樣有可能造成漏鋼問題的發(fā)生，所以必須在開澆之前全部做好準(zhǔn)備。

2.3 鋼包準(zhǔn)備

在鋼包區(qū)域需要針對鋼包準(zhǔn)備工作進行優(yōu)化，盡量在運行期間保證紅包出鋼。而且還應(yīng)該針對引流砂質(zhì)量作出合理管控，以此來提高開澆期間的自開率。除此之外，還應(yīng)該加強對于澆注時的保護，防止因為鋼水的二次氧化的問題而影響到鋼水的潔凈程度。除此之外，還需要針對保護渣的性能進行合理調(diào)整，并保證鋼種自身具有足夠的適應(yīng)性，而且為了進一步優(yōu)化連鑄效果，還需要專門在潤滑、傳熱之間主動尋找控制點，以此來避免漏鋼問題的發(fā)生。

3 結(jié)論

總而言之，在CSP連鑄機的運行過程中，漏鋼屬于較為常見的問題，漏鋼問題的出現(xiàn)不僅能夠影響到澆注質(zhì)量，還會促使設(shè)備的工作運行效率出現(xiàn)大幅下滑，進而降低經(jīng)濟效益。相信隨著更多人了解到漏鋼問題的嚴(yán)重性，CSP連鑄機的漏鋼問題一定能夠得到完美解決。