連鑄機漏鋼的原因及防范措施

更新時間：2024-01-08 點擊量：1872

連鑄中遇到的主要操作故障之一是“漏鋼"。當鑄流坯殼破裂時，坯殼內靜止的熔融鋼水溢出，堵塞機器，需要付出昂貴的停機代價。為拉出漏鋼坯殼，就要再延長漏鋼引起的停機時間，因為它可能會堵塞導輥或足輥，需要用氣割清理堵塞，拉出坯殼。當漏鋼坯殼溫度降低時，需要把它切成小塊，用矯直機從機器中取出，而矯直機設計成能在穩定階段逐步地矯直曲冷坯殼，上軋輥可提供足夠的提升重力，弄出不太長的彎曲鑄流。因此，漏鋼對鑄機的有效性有重大影響——影響生產率和生產成本。

漏鋼的影響因素影響漏鋼發生的因素有：

溫度和拉速不一致——鋼水過熱度越高，坯殼厚度越薄。由于結晶器中鋼水施加的靜壓力，導致坯殼發生膨脹。當坯殼強度不夠時，容易發生漏鋼。不一致和不均勻的溫度對漏鋼的產生有很大影響。當拉速增大時，較易發生漏鋼，因為結晶器不夠潤滑，從彎月面到坯殼／結晶器壁面，結晶器保護渣流動性較差，而且增大拉速會導致總放熱量減少。（微信公眾號：軋鋼之家）漏鋼常常是由于拉速太高造成的，當坯殼沒有足夠時間凝固到需要厚度時，或者金屬太熱，這意味著最終凝固正好發生在矯直輥下方，因矯直時施加應力，坯殼撕裂。對于鋼中碳含量一定時，溫度高且拉速快容易發生漏鋼。在振動設置上所作的任何改變都會促使漏鋼發生，因為通過提高振動頻率來減少振痕的做法會增加結晶器速率，從而增加交界面處的摩擦力。

結晶器和坯殼之間潤滑不良——如果使用質量較差的保護渣，彎月面下方的鋼水容易夾渣，導致結晶器和坯殼粘結，拉坯中斷，造成懸掛漏鋼。方坯連鑄時，因潤滑不良或不均，坯殼粘結到結晶器上，影響傳熱，造成粘結漏鋼。

保護渣加入方式不正確——由于現場工人操作習慣，一次性加入過多，且主要集中在內弧，呈斜坡狀，會造成液渣不均勻填充，影響結晶器與坯殼間的潤滑與均勻傳熱。在正常澆注情況下，小渣條沒必要撈出，且應禁止用撈渣棒試探結晶器內是否形成渣條，會破壞彎月面初始坯殼的均勻形成。

結晶器中無效水流——減少進入結晶器的水流會導致傳熱降低，致使形成薄坯殼，最終導致漏鋼。進出口的水溫、壓力和流速的不同直接影響結晶器的冷卻。結晶器冷卻系統堵塞導致壓力增加，流速減小，影響傳熱，易發生漏鋼。因而進出口水溫(高溫) 的巨大差異導致結晶器與坯殼粘結，容易發生拉斷漏鋼。

結晶器幾何形狀不當——為增加鋼水一結晶器接觸面，調節結晶器錐度，以適應鋼的凝固收縮，從而增加結晶器的傳熱，增加坯殼厚度。對于高速方坯連鑄機上帶線性錐度的傳統結晶器而言，彎月面處的熱傳遞迅速使鑄流凝固成一固體外殼，隨著外殼的收縮，角部脫離結晶器，停止熱傳遞。因此，在結晶器底部，除了角部有再熔化之外，坯殼繼續生長。（微信公眾號：軋鋼之家）當坯殼離開結晶器時，坯殼溫度變化較大，此時增加拉速可能導致漏鋼。如果調節的錐度不合要求，結晶器和坯殼之間就會產生氣隙，當空氣對結晶器中熱量傳遞的阻力達到最大時，它將嚴重妨礙所需厚度的坯殼形成，最終導致漏鋼。磨損和變形造成的結晶器錐度損耗會導致角部縱裂顯著增加，這是由于角部再加熱的結果。就結晶器變形而言，產生原因是結晶器銅板厚度較薄，不足以支持銅板的熱膨脹。還可能是在引錠桿插入結晶器時，導致結晶器下部損壞而造成結晶器變形。結晶器錐度過大會增加拉坯阻力，導致結晶器磨損加大。倒錐度加上熱縮造成氣隙厚度增加，進而加大角部磨損，因此，要降低使表面溫度升高的傳熱。此現象始終伴隨著鋼水靜壓力，這會誘發角部表面產生拉伸應變，從而引發裂紋。這種裂紋會以固定方式大大降低坯殼厚度，可能最終導致漏鋼。結晶器圓角半徑越大，氣隙就越大。該氣隙阻礙了熱傳遞，致使形成薄坯殼，容易漏鋼。在板坯／大方坯連鑄機中，4個分離的銅板被固定，形成空穴環繞在其之間。如果2個銅板之間的接合處有氣隙，初始金屬就會滲入氣隙并開始凝固，在后期造成懸掛，導致漏鋼。因而，結晶器調整的不合適就會影響熱傳遞機理，造成漏鋼。

結晶器中鋼液面高度不適——連鑄期間，結晶器中的鋼液面需要維持在結晶器高度的70％～80％。如果鋼液面降到浸入式水口以下，那么隨后加入的鋼水形成的凝固坯殼較薄，容易漏鋼。在換水口、換中間包或中間包水口堵塞期間可能發生鋼液面下降。當限制鋼水從中間包流進結晶器時，如果不調整拉速，可能發生漏鋼。因此，如果塞棒控制不合適導致轉動而造成鋼水溢流，粘結到結晶器頂部，造成懸掛，拉坯受阻，導致漏鋼。鋼液面的降低還會造成夾渣。如果有充足時間使塞棒關閉浸入式水口，鋼液面可降低到允許極限以下。（微信公眾號：軋鋼之家）如果澆注再次開始，鋼水會抑制結晶器保護渣，造成夾渣。因此，在全連鑄換鋼包時，中間包鋼液面下降，如果操作不當，中間包渣可通過浸入式水口進入結晶器內的鋼水中。鋼流的氧化產物、不當的脫氧產物、方坯結晶器中鋁絲噴加不當造成Al2O3偏高而形成的高粘度渣，都可能滲入坯殼形成夾渣，局部抑制坯殼形成，降低坯殼和結晶器間的潤滑度，易粘結，導致拉坯中斷，發生漏鋼。對于定徑水口自動控制系統，結晶器內鋼水液面不穩定會造成拉速的波動，影響保護渣向結晶器和坯殼間的穩定填充，破壞渣膜的連續性，容易使坯殼厚度不均勻，導致表面凹陷或角裂漏鋼。生產中更換浸入式水口時液面波動比較大，也容易造成角裂或卷渣漏鋼。

中間包澆注流偏心——中間包澆注流偏心導致傳熱不均，造成凝固坯殼厚薄不均，坯殼薄弱處強度降低，難以承受鋼水靜壓力，因而漏鋼。浸入式水口的不對中，鋼流中心偏斜，坯殼局部沖刷嚴重，結晶器內坯殼冷卻的均勻性會受到很大影響，嚴重時也會導致漏鋼。中間包殼使用時間較長容易發生局部變形，造成水口不對中或插入深度不統一；修砌中包時上水口和座磚安裝不當也會造成浸入式水口的不對中。生產中可以通過對比漏鋼坯殼各表面的振痕深度來判斷水口對中與否。

氣霧冷卻噴嘴堵塞——足輥區設在結晶器下方，在此水經噴嘴直接噴于坯殼上。坯殼受到輥子的壓力，使坯殼更光滑。此時，傳遞的熱量最大，便于形成更厚的坯殼。如果噴嘴堵塞，坯殼厚度將變薄，易造成漏鋼。萬一堵塞，需要靠拉輥施加外力，如果超過極限，就會造成坯殼表面破裂，漏鋼。

引錠桿不規則性——鋼水一旦在結晶器引錠桿上方凝固，形成足夠厚度的坯殼，就將引錠桿慢慢拉出。如果不按規律拉出引錠桿，則易發生漏鋼。同樣地，引錠桿裝配不牢固會使鋼水從結晶器流出，導致漏鋼。如果引錠桿在引錠桿頭提升前從坯殼中過早的分離出來，易導致漏鋼。

漏鋼類型

根據漏鋼坯殼的外觀，大致把漏鋼分成以下幾類：

懸掛或粘結引起漏鋼——鋼水粘結到結晶器上，因而稱為粘結或懸掛。這可能是由結晶器和坯殼之間潤滑不適或者結晶器調節不當引起的，而潤滑不適可能是由質量較差的保護渣、結晶器中坯殼夾渣、結晶器鋼水溢流、結晶器角縫、方坯連鑄機潤減不良／不均等原因造成的。

裂紋引起漏鋼——坯殼角部縱裂和寬面縱向裂紋都會造成漏鋼發生。如果縱向裂紋引起漏鋼，則保護渣流動不均，結晶器傳熱不均導致坯殼厚度不均，保護渣選擇不當和結晶器冷卻不均造成冷卻時坯殼破裂。對角部縱裂引起漏鋼來說，沿結晶器窄面凝固厚度不夠的坯殼因收縮時受到拉伸應力而破裂，拉伸應力是由結晶器窄面錐度減小和窄面傳熱不均造成的。

夾渣漏鋼——坯殼夾帶保護渣或大粒夾雜物導致傳熱減少，形成薄坯殼而漏鋼。方坯連鑄時，二次氧化產物、低碳鋼冶煉時高粘性渣中不當的脫氧產物，結晶器中鋁絲噴加不當造成Al2O3偏高，這些都促使坯殼夾渣，抑制坯殼生長，造成漏鋼。

薄殼漏鋼——觀察方坯連鑄機中這類漏鋼是由結晶器中坯殼厚度不均造成的，原因可能是結晶器中澆注流偏心，或結晶器冷卻管嚴重變形。

停止澆注引起漏鋼——連鑄過程中發生中斷而未能斷開停止澆注，如果銜接點不能承受重新澆鑄施加的拉力，則整爐鋼都會溢漏。（微信公眾號：軋鋼之家）控制漏鋼的措施考慮到漏鋼對連鑄機利用率和有效性的影響，須采取必要措施控制漏鋼的發生。

●僅在澆注平臺吹氬后進行測溫，確保溫度的均勻性。根據鋼的化學成分，澆注流溫度必須保持過熱約60℃，才能把鋼包放置在回轉臺上，以確保鋼水在中間包內過熱25～35℃。

●根據在鋼包中監測的溫度控制拉速。鋼中的碳含量一一定時，確保溫度隨拉速減小而升高，拉速隨溫度降低而增大。因此，要依據鋼的溫度和碳含量正確調整拉速。逐步增加拉速，通過一定的拉速來保持穩態連鑄。連鑄中的任何中斷都要降低拉速。

●任何保護渣都有有效期，因此過期后不應使用。保護渣只有在鑄造期間才能打開，放在高瓦數燈泡下使其干燥。再次鑄造時不能使用敞開袋的保護渣。按照規定的鋼化學成分選擇合適的保護渣。鑄造開始時，要用粘性低和熔點低的初始保護渣。對于方坯連鑄機，要確保結晶器中亞麻籽油分布均勻。

●對于板坯／大方坯連鑄機，測量熔渣池厚度，以判斷渣池厚度是否超過10mm及由附著于鋼板上的鋼、銅和鋁絲組成的設備行程，這有助于避免夾渣、坯殼潤滑均勻。

●對于高速方坯連鑄機，可使用多種錐度的結晶器，代替傳統線性錐度結晶器。要檢查結晶器的變形情況(如果有)。選擇合適的結晶器錐度并根據鋼韻等級和其在板坯／大方坯連鑄機上的凝固方式，調節錐度以適應窄面。

●在連鑄開始前，通過測量水壓的增加，檢查結晶器中的水流量，查明堵塞情況(

如果有)。總的說來，檢查進出口水溫、壓力和流量的差異，還有流量設備。水質也要檢查。根據鋼的等級和其凝固方式，調整結晶器冷卻模式，即水流量(1／min)，以適應各種結晶器表面。為控制粘結，使用熱電偶檢測結晶器壁溫變化，并降低拉速，以使坯殼繼續均勻生長。對于給定的連鑄機，要確保進出口水溫之間的差異不能在連鑄期間超過規定值。

●保證沿銅板的圓角半徑最大值是0．2mm。如果角縫存在于銅板接合處，在開始連鑄前要用石膏或石灰填充角縫。

●在連鑄機上安裝結晶器液面自動控制器，以保持結晶器的鋼液面。為區別結晶器中的鋼水和爐渣，并檢查夾渣情況，在結晶器上安裝電磁傳感器。

●在鑄造前，要調整中間包水口，進行對中。（微信公眾號：軋鋼之家）處理中間包水口堵塞，把鋼包放置在回轉臺上之前，要確保Ca—Si芯的金屬絲噴入，符合高鋁鋼的要求，以便形成低熔點鋁酸鈣。使用冷凍器避免塞棒轉動。

●通過使用中間包金屬保護性熔劑和在鋼包和中間包之間使用屏蔽板，確保脫氧產物適當，防止二次氧化產物生成，對于方坯連鑄機要維持Mn／Si>3。

●用石棉繩密封引錠桿頭，使用激冷箱，保證鑄造前激冷箱的正確分布。

●為確定堵塞情況(如果有)，檢查噴霧冷卻噴嘴和水流量。

摘要

連鑄漏鋼是連鑄嚴重生產事故，本文結合連鑄漏鋼現象及原因全面分析，較詳細地討論漏鋼產生的原因。

關鍵詞：結晶器、漏鋼、保護渣、過熱度。

從小方坯連鑄漏鋼現象可分為：角裂漏鋼、中部漏鋼、拉斷漏鋼、起步漏鋼。從連鑄漏鋼的原因分析可分為：1.操作不當引起的漏鋼。2.鋼的過熱度不合理。3.結晶器保護渣引起的漏鋼。4.結晶器對弧不好。5.結晶器振動頻率、振幅不合理。6.二冷噴淋水不合理。7.結晶器裝配不合理。

具體分析：

一．操作不當引起的原因:

1.結晶器水口不對中,造成結晶器中的鋼液溫度冷卻不均，造成鑄坯殼薄厚不均漏鋼.

2.鋼液位沒有看住,造成鋼液過低漏鋼或溢鋼后造成鋼坯拉斷漏鋼。（微信公眾號：軋鋼之家）或由于生產各種原因造成節奏不穩定，導致拉速波動大，凝固曲線偏離銅管內腔曲線，易發生坯殼厚度不均勻，在結晶銅管使用后期易發生出結晶器口角裂漏鋼，角裂漏鋼往往發生在拉速調整后的短時間內，因此，要盡可能保證拉速穩定，不能以調整拉速來適應鋼水溫度、冶煉周期和供鋼節奏，而是應積極保證鋼水供應和鋼水質量，滿足連鑄需求；浸入式水口壽命短，更換頻繁，更換時需將中間包整體升高，出現其它流次水口插入深度過淺，液面不穩定現象，易造成卷渣漏鋼；原水口耐材不配套，上下水口之間接冷鋼，用小氧管吹燒形成的氧化渣進入結晶器，易造成下渣漏鋼。

3.結晶器中的渣圈撈不及時,造成鑄坯卷渣漏鋼.

4.水口堵塞或機械折斷,造成漏鋼。

二．鋼的過熱度不合理:

1)裂紋漏鋼與中包溫度和拉速關系密切，保證鋼水有一定的過熱度，能保證鋼水順利澆完。理論研究表明，過熱度每增加10℃，結晶器出口坯殼厚度減少3%，溫度過高，就會造成出結晶器坯殼薄和高溫強度低，受到的應力一旦撕破坯殼，就容易產生裂紋漏鋼.

三．結晶器保護渣引起的漏鋼:

1)加保護渣不及時，造成鑄坯與結晶器銅管之間沒有潤滑。

2)保護渣選擇不合理，即：熔點、溶速不合理。

結晶器保護渣作用：絕熱保溫、防止二次氧化、吸收夾雜物、潤滑坯殼與結晶器銅管，減少摩擦阻力。連鑄結晶器保護渣的品種繁多．

(1)按基科的化學成分可分為：SiO2一A12O3一CaO系、SiO2一A1203一FeO、SiO2一A12O3．Na2O系，其中以前者的應用最為普通．在此基礎上加入少量添加劑(堿金屬或堿金屬氧化物、氟化物、硼化物等)和控制熔速的炭質材料(炭黑、石墨和焦炭等)．

(2)按保護渣的形狀可分為粉狀渣(機械混合成型)、顆粒渣(擠壓成型的產品呈長條形，圓盤法成型的產品呈圓形，噴霧法成型的產品呈空心圓顆粒)．

(3)按使用的原材料可分為原始材料混合型、半預熔型和預熔型．

(4)按其使用特性，根據鋼種特性、連鑄設備特點和連鑄工藝條件可分為各種規格的保護(低、中、高碳鋼保護渣和特種鋼專用渣)、發熱型開澆渣等。

連鑄結晶器保護渣的選擇原則：

連鑄結晶器保護渣應遵循具有合理的熔化溫度、熔化速度和在結晶器中的熔融層結構；穩定且適宜的粘度；足夠吸收鋼中夾雜物的能力。

四．對弧由于對弧不好造成結晶器運動對鑄坯有剪切力漏鋼。

五．結晶器振動頻率、振幅。

1.結晶器振動頻率、振幅選擇不合理。結晶器無負滑脫或負滑脫小造成漏鋼。

2.振動仿弧差，偏擺量大，會對坯殼產生剪力，影響保護渣的潤滑，增大拉坯阻力。從傳熱角度分析，振動仿弧差，偏擺量大，會增大坯殼與銅管間氣隙的不均勻性，導致坯殼厚度的差異增大。（微信公眾號：軋鋼之家）一般原因為振動框架內東側卡鋼渣或板簧損壞造成振動不平穩，結晶器偏擺嚴重，坯殼對銅管內腔兩側和內東角磨損嚴重，偏角部傳熱不均勻導致角裂漏鋼。

六．二冷噴淋水。

鑄坯剛出結晶器的坯殼溫度高又失去支撐，此時，需要均勻

強冷促使坯殼快速生長。如果二冷上部局部冷卻過弱出現返熔現象，

造成漏鋼。

七．結晶器

1）結晶器在裝配時，水套與銅管水逢不均造成銅管冷卻不勻，流量小那一面熱傳導低，造成鑄坯皮殼薄漏鋼。

2）結晶器銅管錐度不合理：2)銅管內腔倒錐度的影響：結晶器傳熱的熱阻主要是氣隙，氣隙小，則熱阻小，氣隙大，則熱阻大。結晶器使用前期，銅管內腔曲線比較接近坯殼收縮曲線，氣隙均勻，傳熱均勻，坯殼厚度也較均勻。在使用過程中，銅管不斷磨損和受熱變形。（微信公眾號：軋鋼之家）到使用中、后期，總錐度變小，而且，彎液面下傳熱量大，銅管局部發生變形，也增加了坯殼的不均勻性。坯殼在結晶器下部易發生鼓肚，取樣顯示，150 mm×150 mm鑄坯鼓肚量大于2 mm易發生偏離角內裂，出結晶器后坯殼失去支撐，易發生漏鋼。銅管內表面的影響：銅管在使用過程中，由于處理漏鋼事故放置冷鋼過量且歪斜，造成面部和角部劃傷，深度大于1 mm以上，在拉鋼過程中，劃傷處坯殼與銅管壁之問熱阻大，坯殼薄，容易出現凹陷，且凹陷底部有明顯裂紋，此時如過熱度增加或突然提高拉速，容易在裂紋處漏鋼。銅管制作質量差，特別是銅管面部和角部局部鍍層的脫落。增加了熱阻，造成傳熱不穩定，容易引起漏鋼。另外，銅管坯料中有沙眼，隨著結晶器過鋼量的增加，銅管內表面磨損，沙眼漏出，出現掛鋼現象，嚴重時造成裂紋漏鋼。

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