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厚板坯连铸机漏钢原因分析及预防措施
摘要:针对南阳汉冶特钢有限公司厚板3#厚板坯连铸机近三年发生漏钢事
故的实际情况,分析探讨每次漏钢事故的原因,我们工程技术人员认为,3#厚板
坯连铸机漏钢原因主要有钢种成分、开浇升速不规范、浸入式水口尺寸设计不合
理、结晶器液面波动、钢水温度、结晶器保护渣及异常情况下的操作等,严格控
制钢水中的Al2O3含量、控制铸机升速幅度、优化浸入式水口尺寸、避免结晶
器液面波动、控制钢水温度、选择适宜的保护渣及加强操作等措施,厚板坯铸机
漏钢可以完全避免。
关键词:厚板坯漏钢保护渣浸入式水口措施
前言
漏钢是板坯连铸生产中的恶性事故,事故危害可造成设备损坏,更换和修
复结晶器和直弧段,滞坯处理时可能造成拉矫设备和扇形段辊列损坏,生产非
正常中断,造成本炉次及后续炉次钢水回炉或该计划,降低了钢水收得率和合
同计划的顺利执行,导致生产成本增加。事故处理需要24~48小时,降低了
连铸作业率。事故处理时,职工劳动强度大、安全隐患多,增加了管理难度。
一次漏钢事故经济损失300~500万元,甚至500万元以上。南阳汉冶特钢炼
钢厂3#铸机是西安重型机械研究所设计的全国第一台超厚板板坯连铸机,该铸
机于2010年底建成投产后,月产可达5万t以上,至2013年5月,共生产板坯
150万t。随着铸机产能的逐渐释放,因管理和操作经验欠缺,漏钢成为威胁
板坯生产稳定的首要问题。不断总结教训、积累经验,降低漏钢事故率,是稳
定连铸机生产、节能降耗、降低成本、增加效益的有效途径之一。
1汉冶特钢厚板板坯连铸机参数及漏钢情况
1.1汉冶特钢厚板板坯铸机主要工艺参数,见表1。
1.2粘结漏钢事故分析表
2010~2013年常规板坯连铸机粘结漏钢情况分析表,见表2。
2板坯连铸机漏钢原因分析
2.1粘结漏钢的机理
在钢水浇注过程中,结晶器弯月面的钢水处于异常活跃的状态。由于各种原
因,浇铸过程中流入坯壳与结晶器铜壁之间的液态渣被阻断,当结晶器铜板与初
生坯壳的摩擦力大于初生坯壳的强度时,初生坯壳被撕裂与铜板产生粘结。这时,
在被粘着的部分和向下拉的铸坯的界面凝固壳撕裂,在撕裂处流入钢液,重新形
成新的薄坯壳。在振动和滑动时坯壳又被撕裂,钢水补充后又形成另一个新的薄
坯壳。这一过程反复进行,直到新坯壳到达结晶器出口就产生粘结漏钢,从事故
坯壳上看,漏钢坯壳表面呈明显的“V”字形(见图1),粘结到的坯壳面比正常坯
壳更厚。
2.2粘结漏钢原因分析
影响粘结漏钢的主要因素有:钢种成分、开浇升速不规范、浸入式水口尺
寸设计不合理、结晶器液面波动、钢水温度、结晶器保护渣及异常情况下的操作
等。
2.2.1钢种成分
据冶金行业相关资料介绍,铝含量高的钢种易发生粘结漏钢,这是由于
Al2O3夹杂含量高,在浇铸过程中,保护渣对Al2O3的吸收使保护渣变性,结
晶器润滑不良导致粘结;在浇铸后期水口易堵塞,导致浸入式水口偏流严重,造
成一侧结晶器液面不活跃,保护渣易结渣条且结团,严重影响液渣的流入,从
而导致初生坯壳发生粘结[1]。另外含Ti、V等的低合金钢、高碳钢易发生粘结
漏钢。
2.2.2开浇升速不规范
汉冶3#铸机生产350×2500mm2、400×2100mm2断面时,因操作人员操作不
规范,对铸机的工艺参数及设备性能了解不透,在新浇次开浇升速过程中,对现
场实际情况把握不准(如:钢水温度、液渣层厚度、塞棒氩气大小等),造成开
浇升速过快(见图2),引起铸坯在结晶器内初生坯壳较薄,同时结晶器内液渣
膜不能及时的补充在坯壳与结晶器之间,造成初生坯壳与结晶器铜板之间的摩擦
力增大,当摩擦力、钢水静压力及拉应力大于铸坯初生坯壳的强度时,初生坯壳
被撕裂与结晶器铜板发生粘结,在出结晶器时,发生粘结漏钢。
2.2.3浸入式水口尺寸设计不合理
汉冶3#铸机350mm、400mm断面使用的浸入式水口,由于设计缺陷造成水
口出口的流速较快,流股在冲击结晶器侧边后,上回流方向过于偏向水口(见图
3),从而引起生产中结晶器两侧液面较死,相对应处保护渣化渣不良,引起初生
坯壳与结晶器之间液渣膜断裂,造成初生坯壳与结晶器发生粘结,易造成铸机粘
结漏钢。
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