常见圆坯连铸漏钢原因及预防措施
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漏钢是指连铸初期或浇注过程中,铸坯坯壳凝固情况不好或因其他外力作用引起坯壳断裂或破漏使内部钢水流出的现象。
主要类型:1、开浇漏钢原理:由于生产准备不足,出现引锭头密封不严、结晶器角缝超标、中包或浸入式水口烘烤温度不达标,开浇时在塞棒头与水口碗部结冷钢使塞棒控流失败,钢流过小多次开浇或出苗时间控制过短、过长,开浇钢水温度过低、过高等均容易造成开浇漏钢。
特征:开浇起步期间,引锭头刚拉出结晶器就发生漏钢。
2、裂纹漏钢原理:浇铸时,由于初生坯壳在结晶器内产生纵裂、角裂或横裂,出结晶器后,因二次冷却强度不匹配,产生裂纹扩大或由于铸坯在二冷段产生严重的变形,随着钢水静压力的增大坯壳破裂,造成漏钢。
特征:漏钢后在残坯部位可看到明显的裂纹,漏钢部位通常在二冷段。
3、粘结漏钢原理:在结晶器弯月面处,钢水与结晶器铜板直接接触,初生坯壳与结晶器铜板的摩擦力大于坯壳的抗拉强度,导致粘结处被拉裂,钢液从裂口流出,形成新的坯壳,新坯壳再次被拉裂,此过程反复进行,若坯壳到了结晶器下口仍无法焊合裂口,出结晶器下口后坯壳撕裂发生漏钢。
特征:粘结漏钢多为结晶器内坯壳上厚下薄,坯壳的振痕是呈不对称分布,振痕紊乱,结晶器内坯壳呈V字型或倒三角状,粘结点明显。
4、卷渣漏钢原理:由于结晶器保护渣、夹杂物、耐火材料等卷入凝固坯壳局部区域,造成坯壳厚薄不均匀,坯壳出结晶器进格栅之前,由于卷渣部位的坯壳强度较低,不熔于基体的高熔点夹杂物被冲刷,在坯壳上产生漏洞,坯壳失去支撑,在钢水静压力导致漏钢。
特征:漏钢后一般可在残坯漏钢部位看到明显的结渣,漏钢部位一般在结晶器出口与格栅之间。
5、飞边(悬挂)漏钢原理:由于结晶器角缝大或铜板划伤,钢水渗入结晶器角缝,凝固后铸坯边角部产生带毛刺的飞边,造成结晶器内边部拉坯阻力增大,坯壳极易被撕裂,产生漏钢。
特征:漏钢后在残坯部位窄边有带毛刺的飞边,漏点多在边部且有明显的撕裂痕迹,振痕呈角拉斜状,可见飞边悬挂。
各类漏钢所占比例:开浇9.1%,夹渣2.3%,粘结54.%,裂纹22.7%,鼓肚4.6%,水口凝钢2.3%,其他4.5%。
连铸坯裂纹的产生与防止措施连铸坯裂纹的分类 :铸坯表面裂纹包括表面纵裂纹、表面横裂纹、网状裂纹(星裂)、发裂、角部纵裂纹、角部横裂纹等;铸坯内部裂纹包括中间裂纹、角部裂纹、中心线裂纹、三角区裂纹、皮下裂纹、矫直裂纹等。
1.1 铸坯表面裂纹部纵裂纹等几种主要的缺陷形式。
铸坯表面裂纹主要有表面纵裂纹、表面横裂纹、网状裂纹、角部横裂纹、边铸坯表面裂纹是在结晶器内产生的,在二冷段得到扩展。
它会导致轧制板材表面的微细裂纹,影响最终产品的表面质量。
图1为表面裂纹示意图图 1 铸坯表面裂纹示意图1-表面纵裂纹;2-表面横裂纹;3-网状裂纹;4-角部横裂纹;5-边部纵裂纹1.1.1 表面纵裂纹连铸坯表面纵裂纹是指沿着拉坯方向在铸坯表面上发生的裂纹。
它可由工艺因素或设备因素引起。
由工艺因素引起的纵裂,大多出现在铸坯宽面的中央部位,是表面裂纹中最常见的一种裂纹缺陷。
纵裂主要是由于初生坯壳在结晶器内冷却强度不均匀,造成应力的集中,在坯壳相对较薄的地方坯壳厚度不足以承受这种应力,致使坯壳裂开而产生裂纹,并在二冷区得到扩展,形成表面纵裂纹。
图2 图3 图4为表面纵裂纹示意图图2图3 图41.影响连铸坯表面纵裂纹因素:实际生产过程中,主要有以下因素影响连铸坯表面纵裂纹的产生:1) 成品成分及钢水质量(1) 成品钢中碳含量处在亚包晶和包晶反应区时,由于初生坯壳在结晶器弯月面内激冷时收缩较大,容易造成初生坯壳厚薄不均,从而使铸坯发生纵裂纹的倾向增加。
因此,在实际生产中各连铸厂家都尽量控制其成品钢中碳含量,使其避开亚包晶和包晶反应区,从而减少铸坯纵裂纹的发生机率。
(2) 成品钢中硫、磷含量也会影响铸坯纵裂纹的产生。
钢中硫、磷含量增加时,钢的高温强度和塑性明显降低,在应力作用下就容易产生裂纹,因此,在实际生产中各连铸厂家都尽量控制其成品钢中硫、磷含量,尽量控制在0.02%以内。
(3) 钢中微合金如铌、钒等对铸坯纵裂纹的产生也有重要影响,因为微合金而产生的铸坯纵裂纹在铸坯表面上分布不规则,缺陷较短、数量较多。
连铸机典型漏钢的特征及成因分析摘要:连铸机在运行过程中,漏钢问题属于常见问题之一,漏钢问题的出现将会严重影响到连铸机运行质量,降低工作效率,所以需要通过分析典型漏钢的特征与出现原因,以此来防止漏钢问题的发生。
本文通过对连铸机的运行进行研究,并结合实际对连铸机漏钢特征、原因提出个人观点,希望为关注连铸机典型漏钢问题的人群提供参考。
关键词:连铸机;典型漏钢;故障分析引言:连铸机的主要作用就是对高温钢水进行持续浇筑,为了保证浇筑质量,需要对漏钢问题进行严格控制,通过控制钢水成分、温度等方式可以较少漏钢带来的危害,进而提高浇筑效果。
因此,有必要对连铸机漏钢特征与原因进行分析。
一、连铸机漏钢类型与原因高温钢水在结晶器内部发生凝固时,将会出现凝固收缩的情况,此时体积将会变小。
通常情况下,凝固收缩问题可以分为相变收缩、温降收缩两个不同的阶段,钢水在凝固时会因为各种原因而导致浇筑出的胚壳出现局部脆弱的问题,进而发生漏钢的情况。
漏钢问题发生时,往往会伴随着非常大的声音,并且在顶弯区域能够看到钢花喷出[1]。
除此之外,还能够在主控室的钢水液位监控中,发现液位大幅下滑,漏钢问题出现时,其曲线多会表现出小幅下降转大幅下降或始终急速下降的趋势。
在钢水浇筑时,漏钢问题非常常见而且很难避免,因为其产生的原因非常复杂,连铸机较为典型的漏钢问题可以分为以下几种。
(一)粘结型漏钢粘结型漏钢是极为常见的漏钢问题,一般会在结晶器出口发生。
在连铸机运行期间,初生坯壳会在结晶器周围生成热点,热点会在拉坯作用下出现破裂,粘结在结晶器钢板上,在坯壳经过下口气隙区时,如果裂口无法及时焊合,就会导致漏钢问题的发生。
在发生粘结型漏钢时,坯壳振痕会出现不对称的情况,而且在多数时间都会在结晶器的内部残留一截坯壳。
粘结型漏钢的出现原因大致可以分为以下几种。
1.保护渣当保护渣自身的理化性能无法与钢种、钢水温度等参数匹配时,就有可能出现粘结型漏钢的问题,因为保护渣的熔化速度、熔点等参数性能都将会影响到连铸机的浇筑质量。
连铸车间危险源点的分布及预防措施连铸车间是钢铁企业中重要的生产车间之一,具有一定的危险源。
本文将就连铸车间的危险源点及相关的预防措施进行详细介绍。
1.高温熔融金属:连铸车间是将高温熔融的金属注入连续铸造模具中进行铸造的区域,因此高温熔融金属是最主要的危险源点之一、预防措施包括:-设立警示标志和警示线,明确禁止非生产人员进入高温区域;-工人必须穿戴防火阻燃的衣物、手套、帽子等个人防护装备;-安装温度监控装置,及时掌握金属液体的温度情况,避免金属溅射及喷溅;-定期进行设备维护,确保设备的正常运行,避免熔融金属泄漏等事故的发生。
2.起重机操作风险:连铸车间需要使用起重机进行铸坯的升降和转运工作,起重机操作存在一定的风险。
预防措施包括:-对起重机操作人员进行专业培训,并持有相应的起重操作证书;-确保起重机的安全系数符合标准要求,定期进行维护和检测;-设立严格的作业区域,禁止非相关人员进入,并设置围栏等限制措施;-明确指挥信号和操作规程,确保起重机操作人员和其他人员的安全。
3.气体泄漏:在连铸车间的高温环境下,金属液体中可能存在气体,并有可能泄漏。
气体泄漏可能对工人的健康造成危害。
预防措施包括:-安装气体泄漏监测装置,及时掌握气体泄漏情况,并采取相应措施;-对工人进行相关的气体防护装备培训,包括防毒面具、防爆工作服等;-确保设备密封性好、管道完整,定期进行检测和维护;-为员工提供紧急避难通道和设备,并进行相应的应急演练。
4.火灾风险:连铸车间存在火灾风险,一旦发生火灾,会对车间及人员造成重大伤害。
预防措施包括:-安装火灾报警系统和自动灭火装置,及时检测和处理火灾;-定期对防火门、防火墙等设施进行维护和检测;-培训员工正确使用灭火器具,并建立相应的火灾应急预案;-定期开展火灾演练,提高员工的火灾逃生能力。
总之,连铸车间的危险源点主要包括高温熔融金属、起重机操作风险、气体泄漏和火灾风险等,为了保障工人的安全,必须采取相应的预防措施,包括提供个人防护装备、设立警示标志、培训工人等。
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。
板坯连铸机漏钢原因及预防措施作者:肖强来源:《中国新技术新产品》2012年第18期摘要:本文主要阐述了连铸机漏钢常见的类型,主要有两种类型,一种是开浇漏钢,另一种是浇注过程中漏钢,从14个方面分别进行介绍分析漏钢的重要原因。
也从保护渣和设备方面对防止漏钢进行了介绍。
关键词:漏钢;结晶器;二冷系统;保护渣中图分类号:TM59 文献标识码:A一、连铸机漏钢常见类型主要有两种情况:1开浇漏钢:是在出苗过程中在引锭头处发生的漏钢。
2浇注过程中漏钢:一般发生在结晶器内,在拉坯的过程中,有些漏钢在没出结晶器口前又被焊合,有些较为严重的漏钢不能在结晶器内焊合,造成真正意义上的漏钢;但有时当结晶器、足辊和零号段严重错位时,在较高拉速情况下,在结晶器下口会产生漏钢;而由于局部卷渣,漏钢甚至可以发生在零号段下部。
二、造成漏钢的原因1保护渣性能不良,(熔点、溶速、黏度)液渣不能均匀流入气隙,造成不均匀导热,形成不均匀的凝固壳,产生纵向裂纹;由于不能形成良好的液渣层,结晶器与坯壳间的润滑状态变差,摩擦力增大,坯壳产生横向裂纹,均可导致漏钢。
2钢水洁净度差,大量夹杂上浮至保护渣中,引起保护渣性能改变,特别是钢水中铝含量过高的话,极易引起保护渣变性。
3拉速或温度的波动较大,造成保护渣无法适应浇注条件的急剧变化。
4推渣工不按要求加入保护渣,液面覆盖不均匀,时多时少,人为造成保护渣性能不良。
5浸入式水口的插入深度不合适,引起结晶器内流场状态不良,造成保护渣融化不好,甚至卷渣,产生了可能漏钢的条件。
6浸入式水口尺寸设计不合适造成局部钢水流动状态不良,甚至产生偏流。
7液面不稳,波动较大,破坏了保护渣的正常流入和弯月面处初生坯壳的形成条件。
8浇钢操作不规范:保护渣加入不均匀;挑渣条过深,破坏了初生坯壳;给Ar气量不够或过大,造成液面死板或大翻等。
9钢水成分:包晶钢及裂纹敏感钢,钢中S、P含量高等。
10开浇漏钢主要是引锭头没堵好或开浇过猛,冲散了封堵料,造成钢水从引锭头与铜板接缝处漏出,引起拉漏或拉不动。
连铸小方坯角部纵裂纹及角部纵裂漏钢的成因及防止措
施
1.连铸小方坯角部纵裂纹的成因:
①角部罩覆不均匀或罩覆层太厚,使液体钢在连铸过程中受到热应力引起膨胀产生断裂;
②炉内温度分布不均匀;
③小方坯结构极差,钢水温度偏低,造成渣覆盖不均匀;
④小方坯温度过低,且温差大;
⑤冶炼操作不当,料柱受冷凝后,小方坯容易出现纵裂现象;
2.防止措施:
①加强实验室指导料柱的冶炼操作,使小方坯温度和温度分布均匀;
②合理控制罩覆层厚度,使其尽量均匀;
③及时缓和小方坯温度过快下降,尤其是角部;
④检验小方坯投料前后温度梯度,避免温度太大;
⑤增加添加剂,提高液体钢的流动性和结晶性;
⑥检查炉内温度分布是否均匀,及时调整炉内温度控制;
⑦加强铸坯结构的矫正,提高钢水温度及其均匀性,消除结晶缺陷。
连铸坯表面缺陷形成机理及预防措施研究摘要:随着钢铁产业的发展和技术水平的提高,连铸技术已经成为钢铁生产的主要生产工艺之一。
连铸坯的表面质量直接影响后续轧制和热处理工艺的质量和效率,表面缺陷对于钢铁制品品质和使用寿命都会产生不良影响。
关键词:连铸坯;表面缺陷;机理;预防措施1铸坯清理情况连铸坯清理主要以低合金高强钢、船板、压力容器钢等品种钢为主,具体情况如表1。
表1各钢种清理情况3月份4#生产铸坯中低合金钢清理量最多达到17085.97t,占总清理量的51.13%,该系列钢中角裂缺陷铸坯包括Q345D、含Al、Nb、V、Ti合金的Q345B 钢、Q345E、Q345GJC、S355JR、S275JR、S275J0钢,以上钢种铸坯裂纹敏感性强,易发生角裂缺陷;其次是船板钢,清理量为8921.80t,占总清理量的26.70%,船板钢中B板、D板、BVA钢铸坯主要清理边裂缺陷,而DH36、DH32、EH36钢等裂纹高级别船板钢铸坯主要清理角裂缺陷。
铸坯边裂缺陷9933.488t,占清理总量的29.72%;角裂缺陷21859.25t,占清理总量的65.42%,其他缺陷1625.11t,占清理总量的4.86%。
2表面缺陷的形成机理凹坑:凹坑通常是由于金属表面受到外力或液态金属中的流动而引起的。
在铸造过程中,液态金属在流动过程中可能会受到不均匀的扰动,从而在铸坯表面形成凹坑。
此外,一些铸造工艺和设备参数也可能对凹坑的形成产生影响,如模具不平整、浇注温度过高等。
气泡:气泡的形成通常是由于金属中存在气体或气体溶解度不足。
当液态金属在流动或冷却过程中受到扰动时,其中的气体可能会聚集成气泡,从而形成铸坯表面的气泡缺陷。
此外,氧化物和其他杂质的存在也可能导致气泡。
夹杂物:夹杂物通常是铸坯中的杂质、氧化物或其他异物导致的。
在液态金属冷却过程中,这些杂质可能会凝固在铸坯表面或内部,形成夹杂物缺陷。
除了杂质和氧化物外,不合适的浇注速度和温度、模具表面不平整等因素也可能导致夹杂物的形成。
连铸保护渣使用及几种漏钢形式介绍保护渣在连铸生产中是十分重要的。
然而保护渣性能的发挥与保护渣的正确使用方法是分不开的。
以下就保护渣的使用方法,及一些常见的铸坯缺陷讲述保护渣的正确使用方法。
一、表面纵横裂纹1、表面纵裂纹板坯表面发生纵裂纹,尤以碳含量在0.08—0.17%这个范围内的碳素结构钢和相应低合金钢为主。
主要原因是该类钢种的碳含量处于铁碳相图上的亚包晶范围或边缘,凝固时线收缩比较大,极易造成应力过于集中而致初生坯壳发生撕裂,从而产生纵裂纹。
1)钢水因素:A、钢水中的有害元素S、P、As等有害元素含量偏高,造成钢的热脆性和冷脆性增加,引发裂纹,根据经验:钢水中的S≥0.02%,P≥0.017%,发生纵裂纹的几率增加。
B、Mn/S比过小,一般Mn/S小于25,纵裂纹几率大大增加。
C、钢水的纯净度差,易引发纵裂纹等。
一、表面纵横裂纹2)设备因素A、结晶器锥度不合理,影响传热效果,易诱发纵裂纹。
B、结晶器铜板内部结构不密实,基体有气孔或杂质或镀层不均匀,易造成纵裂纹。
C、结晶器小槽局部有杂质堵塞或结垢,造成冷却不均易形成纵裂纹。
3)工艺因素A、结晶器水冷强度过大,易造成纵裂纹,主要体现在进出口水温差过大或热流密度过大上。
B、二冷水配水制度不合理,易造成纵裂纹扩张变大。
C、下水口不对中或倾斜,偏流或钢水出口处侵蚀严重,造成流场紊乱,易造成初生坯壳生长厚薄不均而致纵裂纹。
D、高过热度钢水浇铸易产生纵裂纹等等。
一、表面纵横裂纹4)操作因素A、加渣和挑渣造作不规则,易造成保护渣消耗流入不均匀,致使结晶器传热不均匀,影响坯壳的均匀成长而致应力过于集中而产生纵裂纹。
B、结晶器钢液面波动大或拉速单位时间内调整偏快,易产生纵裂纹。
C、拉速与浇钢温度不匹配易造成等。
一、表面纵横裂纹5)保护渣因素A、保护渣熔速、粘度、熔点不合理,易造成消耗过低和液渣层偏薄,容易产生纵裂纹。
B、保护渣的洗净率和析晶温度过低,造成传热过快,易产生纵裂纹。
板坯连铸机漏钢事故的原因分析及防止摘要:本文分析了某某钢二炼钢厂板坯连铸机漏钢事故产生产的原因及防止板坯连铸机漏钢的措施。
采取相应控制措施之后,目前某某钢二炼钢厂常规板坯连铸机频繁漏钢的势头得到了明显的控制。
关键词:板坯粘结漏钢保护渣水口浸入深度1 前言某某钢第二炼钢厂常规板坯连铸机自2005年4月18日投产以来,铸机漏钢问题始终困绕着二炼钢厂的正常生产,对二炼钢厂的正常生产造成了重大的冲击,连铸机的漏钢问题成为制约二炼钢厂生产的瓶颈环节。
频繁的漏钢事故使连铸机设备的劣化趋势明显加剧,铸机检修质量无法保证。
为降低连铸机漏钢事故,二炼钢厂成立了攻关组,经过对漏钢事故的原因进行分析,采取了相应的措施,板坯连铸机结晶器漏钢事故得到了明显的控制。
2 某某钢第二炼钢厂常规板坯连铸机参数及漏钢相关情况简介2.1某某钢第二炼钢厂常规板坯连铸机的主要工艺参数表1 主要工艺参数铸机产量万吨/年2 生产钢种四大类二十多个品种3 连铸坯厚度mm 160,2204 连铸坯宽度mm 850~16005 铸机半径m 9.56 连铸机型式立弯式(连续弯曲,连续矫直)7 连铸机冶金长度m 31.98 铸机正常拉速m/min 1.0~1.49 结晶器长度mm 95010 振动方式液压(正弦,非正弦)11 二冷方式气水冷却(十四个控制回路)2.2漏钢统计情况从某某钢二炼钢厂常规板坯连铸机从2004年4月18日正式投产以来,共发生各种漏钢事故17次。
其中粘结漏钢14次,占到所有漏钢的82%。
其它三次漏钢为卷渣漏钢,裂纹漏钢,尾坯漏钢。
板坯连铸机漏钢事故成为制约全厂正常生产的瓶颈环节。
3 某某钢二炼钢厂常规板坯连铸机漏钢原因分析3.1粘结漏钢结晶器粘结漏钢形成的过程如图1所示。
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。
如图1所示,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,初生坯壳被拉断,与铜板产生粘结。
YJ0701-板坯连铸机粘接漏钢事故分析案例简要说明:依据国家职业标准和冶金技术专业教学要求,归纳提炼出所包含的知识和技能点,弱化与教学目标无关的内容,使之与课程学习目标、学习内容一致,成为一个承载了教学目标所要求知识和技能的教学案例。
该案例是连续铸钢事故分析与处理案例,体现了连续铸钢等岗位工艺参数、凝固理论知识点和具体岗位操作步骤,与本专业连续铸钢等课程事故预防与处理单元的教学目标相对应。
使用,更适合在连续铸钢工等工种的职工培训中使用:通过本案例复习课程内容并将知识系统整理,解决生产实际问题。
本案例可迁移为其他事故预防的教学,学生通过本案例学习,具有加他事故分析的能力。
板坯连铸机粘接漏钢事故分析1背景介绍某中型转炉炼钢厂,采用喷吹颗粒镁预脱硫,拥有三座loot的转炉,采用CAS-OBs LF炉、RH精炼装置,四台不同断面的大型厚板坯连铸机,连铸机采用双排热电偶漏钢预报装置。
该厂主要生产管线、船板等中厚板。
2主要内容2.1事故经过2012年12月26 R,某铸机浇注浇次1212826(断面2000mmX250mm,钢种45-1)第21炉2Q08199浇注4: 46时发生结晶器外弧粘连漏钢,至当日22:00处理完毕,共造成铸机非计划停浇17小时14分,构成粘连漏钢事故。
2.1.1精炼处理2Q08199炉次是3#LF炉处理,使用12#钢包,包龄44次。
钢水到站后热修包报12#钢包为止常周转包,但在处理过程中升温速度慢,温降异常。
铸机要点4:20,要温1538°C。
2Q08199炉次在3廿LF炉处理61min,加热40min,软吹4mino 具体处理过程如下:3:15到站,到站温度1514°C, 3: 17进加热位并加入一批渣料。
3:20第一次升温,3: 33停止(升温13min),测温1506°C,取钢样。
3:35第二次升温,3:45钢样成分回来后,调硅铁133kg、镭铁61kg、碳粉60kg, 3:54升温结束。
常见圆坯连铸漏钢原因及预防措施杨文明胡茂会贾宁波易良刚攀钢集团成都钢矾有限公司摘要:本文通过漏钢形貌的分析和漏钢坯壳的解剖,结合生产现场实际情况,分析漏钢原因,提出解决措施。
0 前言连铸生产过程中所发生的事故,受损害最大的是漏钢,漏钢会造成设备的损坏,连铸停机,生产被迫中断,直接影响连铸机的产量,降低经济效益。
因此,在组织生产中应千方百计来避免连铸漏钢事故的发生。
1 生产工艺攀成钢公司电炉炼钢厂为搬迁改造工程,引进德国西门子70t高阻抗超高功率电弧炉+LF+VD+三流圆坯连铸机的生产工艺。
三流圆坯连铸机为弧型连铸机,弧形半径R=12m,流间距L=1700mm,结晶器铜管长度700mm,单锥度(0.9-1.4%)结晶器,采用长水口(吹Ar)保护+浸入式水口(保护渣)浇注,中间包通过塞棒控制注流,二冷气雾冷却。
主要生产规格为Ф220mm,Ф280mm、Ф350mm 和Ф388mm、Ф430mm的圆坯,相应规格目标拉速分别为1.25、0.90、0.55、0.45、0.36m/min。
最常见的漏钢规格是:Ф220mm和Ф350mm规格,2010年1-6月,所有规格的钢种的综合漏钢率0.61%,Ф350 mm规格浇铸低碳钢180炉,发生漏钢13次,漏钢率为2.41%。
2 常见漏钢形貌从漏钢形貌上可将圆坯的漏钢分为3种:1、裂纹漏钢2、粘结漏钢3、夹渣漏钢,我公司最常见的漏钢是裂纹漏钢,约占总漏钢的80%以上。
2.1夹渣漏钢夹渣漏钢的漏钢口呈圆形,直径10mm左右。
夹渣一般发生在皮下3-5mm,夹渣的直径3-5mm,也呈圆形。
2.2粘结漏钢粘结漏钢的漏钢口呈椭圆形或V形或锯齿形,漏口偏大,一般发生在浇铸前期,特别是第一炉钢。
2.3裂纹漏钢裂纹漏钢漏口纵向破裂,长度500-1000mm,漏口最宽处可达50mm。
从漏钢口往上延伸可以看见有裂纹,且多数伴随凹陷产生。
3 漏钢成因3.1夹渣漏钢出结晶器时,夹渣处铸坯钢质坯壳较薄,且强度低,经受不住钢水的静压产生漏钢。
由于钢水对漏钢口的冲刷,漏钢口尺寸变大。
夹渣分为夹结晶器保护渣和夹中间包覆盖剂渣(或大包渣)。
一般卷入结晶器渣的可能性大,主要是结晶器液位波动大,还有一些操作工喜欢经常挑渣圈。
这样容易将烧结层的保护渣带入初期凝固的坯壳。
在一些低倍样经酸洗后偶有发现卷渣的,从低倍图上可发现铸坯边沿有直径5mm的圆形夹渣(见图1),经过电镜扫描(见图2)成分为表1:图1:圆坯夹渣低倍图图2夹渣电镜扫描图表1:夹渣处电镜扫描化学元素及含量(%)谱图O Na Al Si Ca Ti Mn Fe谱图1 36.87 3.07 3.86 20.49 24.77 7.19 3.75 谱图2 45.69 4.31 14.75 24.11 11.15谱图3 49.62 2.96 3.95 16.52 17.48 1.19 5.3 2.99表2:浇铸该钢种使用的保护渣的成分(%)谱图中有保护渣特有的成分Na 元素,谱图中的成分与连铸保护渣的成分(见表2)接近,可以判定铸坯卷入了结晶器保护渣。
另一种卷渣就是结晶器内卷入中间包(或大包)的液渣,由于操作不精心,大包下渣或中间包液位低于要求值而产生卷渣,这种卷渣最容易发生漏钢事故,应该坚决杜绝,可以上大包下渣预警设备和严格执行连浇炉次中间包液位大于400mm 的规定,如果连浇炉次多,炉渣占的高度增加,相应增加浇铸中间包液位高度。
3.2 粘结漏钢由于结晶器液面的波动,弯月面的凝固壳与铜板之间没有液渣,严重时发生粘结。
当拉坯时摩擦阻力增大,粘结处被拉断,并向下和两边扩大,到达结晶器口就发生漏钢[1]。
发生粘结漏钢的原因:1)结晶器保护渣Al2O3含量高、粘度大、液渣结壳等使渣子的流动性差,不易流入铸坯与铜板之间形成润滑渣膜。
2)异常情况下的高拉速。
如液面波动时的高拉速,钢水温度较低的高拉速。
3)结晶器液面波动较大,如:拉引锭杆时,铸坯发生耸动、水口偏流、更换钢包时水口凝结等会引起液面波动。
措施:1)监视保护渣的使用状况,确保保护渣有良好性能,如:测量结晶器液渣层厚度经常保持在10m-15mm 。
保护渣消耗大于0.6kg/t 。
2)提高操作水平,控制液面波动。
3)确保合适的拉速,拉速变化幅度要小,升降拉速幅度以0.05m/min 为宜。
3.3裂纹漏钢3.3.1纵裂漏钢的形貌对部分凹陷、纵裂漏钢后的坯壳进行了剖析,发现大部分有如下规律: (1)通常在同一圆周上只有一条凹陷,凹陷贯穿整支铸坯,凝固收缩率较大的钢种如:L245NCS 、X60、Gr.6等同一圆周上有2-4条凹陷,凹陷深度较深2-3mm ,长度较长3-5m 。
(2)通常裂纹伴随凹陷产生,长度一般在30-50mm ,有直线裂纹,也有曲线裂T.C SiO 2 Al 2O 3 CaO ∑RO+R 2O F - 水份 11.332.58.133.74.52.50.18纹,裂纹内有液渣膜,严重时,产生裂纹漏钢。
(3)漏钢多发生在Φ280mm 、Φ350mm 的断面上。
(4)从漏钢的种类看:主要是低碳系列钢种,漏钢一般发生在出结晶器100-400mm 的地方,主要是内弧或内弧左右22.5度角范围。
3.3.2纵裂漏钢的坯壳剖析钢水浇入结晶器后凝固坯壳生长的厚度和均匀性对漏钢有重要影响,为了了解结晶器内钢水凝固规律,利用拉漏坯壳沿结晶器高度每隔100mm 锯开,测定横断面坯壳厚度。
在漏口处或紧挨漏口处下方截锯一个完整的圆,在圆的各个方向角上测量坯壳厚度对了解漏钢原因起到帮助的作用。
图4:Φ350mm 规格Gr.6钢图3:Φ280mm 规格20#钢凝固初期坯壳 凝固初期坯厚度 厚度图5:Φ350mm 规格B 钢凝固初期坯厚度从图3-图5可以发现这样的规律:在凝固前期铸坯凝固壳厚度实际测量值与计算值吻合较好,在距结晶器液面500mm 或600mm 后坯壳厚度逐渐降低,到距结晶器液面800mm 时漏钢。
一般铸坯坯壳厚度减薄发生在结晶器内弧末端,出结晶器后坯壳减薄速度加快,在足辊段和二冷一段之间发生漏钢。
在漏口处或紧挨漏口处下方截锯一个完整的圆测量各方向的的厚度见表3:表3:漏钢口圆周各方向测量的厚度值铸坯在凝固前期坯壳生长速度是不一样的,一般情况下,凝固前期的外弧坯壳生产速度大于内弧,主要原因是本身结晶器铜管设计造成,结晶器铜管设计成弧形结晶器钢水总体的重心向外弧侧靠,在外部结晶器水冷却条件同等的条件下,铸坯始终紧靠外弧,冷却强度大于内弧,外弧坯壳生长速度大于内弧。
所以常见的漏钢发生在内弧。
由图3-图5、表3可以看出,超过距结晶器液面500mm 或600mm 坯壳纵向上生长速率与计算生长速率不一致,而在同一圆周上铸坯的生长速率也不均匀。
铸坯在结晶器内前500-600mm 铸坯纵向上实际生长速率与理论计算的一致,超过600mm 后,内弧铸坯表面与结晶器铜管间的间隙大于外弧铸坯表面与结晶器铜管间的间隙外弧铸坯坯壳厚度继续增加,内弧由于铸坯凝固潜热回温铸坯却开始减薄,出结晶器后,若足辊段冷却效果不好,在钢水静压力下,钢水在铸坯坯壳薄弱处漏钢。
3.3.3解决措施1)增加结晶器长度,由图3-图5可以看出,结晶器的冷却强度大于出结晶器二冷气雾水冷的冷却强度,增加结晶器长度至780-800mm 既能保证出结晶器坯壳厚度大于最小漏钢厚度,也能提高拉速提高产能20%以上。
以350mm 规格为例,现在的目标拉速0.55m/min ,而同行业拉速基本在0.70 m/min 左右,按此计算可提高产能27%。
2)使用抛物线或多锥度结晶器铜管,根据结晶器凝固坯壳厚度凝固平方根定律[1]:e=kt 1/2可以看出铸坯的凝固厚度与时间呈抛物线关系,所以将结晶器铜管制成物线将更符合凝固定律,根据图3-图5可以看出:在凝固前期钢水凝固收缩体积大,锥度大,凝固后期钢水凝固收缩速度降低,锥度小,将结晶器铜管制成抛物线或多锥度比单锥度更科学,更适应生产。
我公司试验了3支抛物线结晶器铜管,在线与其它两流单锥度结晶器进行对比,在通钢量11000t 的情况下,抛物线结晶器没有发规格 钢 种 内 弧 内弧左22.5 内弧右22.5 内弧左45 内弧右45 内弧左90 内弧右90 内弧左135 内弧右135 外 弧2802011.022.0 18.0 16.0 22.0 13.0 21.0 22.0 20.0 24.0 350 Gr.6 15.5 15.5 31.0 27.5 25.5 24.0 26.5 26.5 33.0 33.0 350B12.525.520.520.5 27.5 26.5 23.023.023.0 23.0生漏钢事故;单锥度结晶器铜管漏钢率为:1.8%。
3)控制过热度或降低拉速。
4)二冷一段采用大压力大流量水冷喷嘴,让黏附在铸坯表面的保护渣结晶膜快速脱落,增加凝固系数。
或在足辊段内弧侧常漏钢处多加一个或两个喷嘴。
4 结论1、常见圆坯漏钢有:开浇漏钢、粘结漏钢、夹渣漏钢和裂纹漏钢。
2、裂纹漏钢是圆坯最主要的漏钢方式。
预防裂纹漏钢的措施有:增加结晶器长度、使用抛物线或多锥度结晶器铜管、控制过热度或降低拉速、加强二冷足辊段或一段的冷却强度等。
5 参考文献[1]蔡开科.连续铸钢500问[M].北京:冶金工业出版社.1994.。