连铸方坯漏钢原因分析以及预防措施--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

连铸方坯漏钢原因分析以及预防措施

发表时间：2020/11/11 来源：《基层建设》2020年第22期作者：曹文香

[导读] 摘要：本文分析了新疆伊犁钢铁有限责任公司炼钢厂连铸小方坯漏钢的成因和影响因素，并在此基础上提出了在实际生产过程中解决连铸小方坯漏钢的基本思路以及解决措施，取得了良好的效果。

        新疆伊犁钢铁有限责任公司炼钢厂新疆伊宁市 835800
        摘要：本文分析了新疆伊犁钢铁有限责任公司炼钢厂连铸小方坯漏钢的成因和影响因素，并在此基础上提出了在实际生产过程中解决连铸小方坯漏钢的基本思路以及解决措施，取得了良好的效果。
        关键词：连铸小方坯漏钢分析措施
        1前言
        近年来，随着国内连铸工艺技术的进步，连铸漏钢事故得到了有效地抑制，但仍是一种不能完全避免的事故。在连铸生产中，漏钢是危害性很大的事故。它不仅产生废品、降低连铸机作业率和影响产量，而且损坏设备，极大地降低企业经济效益。制约着铸机拉速、全流率等主要技术经济指标的提高，因此降低漏钢率是连铸工序历来十分重视的问题。连铸日趋高效化的今天，要保障生产的顺利进行，就必须对漏钢原因进行分析，寻找防范措施，促进连铸高效化。
        2漏钢原因
        2012年伊钢连铸车间漏钢共计58次。以纵裂漏钢和角裂漏钢为主要漏钢类型，其中纵裂漏钢占41%，角裂漏钢占36%。由于发生漏钢事故主要表现在纵裂漏钢和角部纵裂漏钢。因此下面主要分析这两种漏钢类型的特点和机理以及产生的原因。
        2.1形成的原因
        铸坯的表面纵裂纹产生于结晶器[1.2]，由于热流分布不均匀，造成坯壳厚度不均匀，在坯壳薄的地方产生应力集中，结晶器壁与坯壳表面间的摩擦力使坯壳承受较大的负荷，在牵引坯壳向下运动时产生纵向应力，这种应力与从结晶器窄面，到宽面中心线的距离呈直线增加，最大处在铸坯的中间，而钢水静压力随着坯壳往下移动呈直线增加，静压力使得坯壳向外鼓，表面裂纹得到进一步增大,当不能承受钢水静压力时出现纵裂漏钢。
        在结晶器内，初生凝固坯壳由于角部为二维传热,凝固较其它部位快，气隙形成早，热阻增加，坯壳在结晶器中下部运行过程中生长慢，故坯壳较其它部位薄,在各种因素引起的拉应力作用下，便产生应力集中。当坯壳薄弱处承受不住应力作用时，形成角部微小纵裂纹，出结晶器后失去支撑以及受二冷强冷影响，裂纹进一步扩大，出现漏钢。
        2.2影响因素
        1结晶器的影响
        结晶器的锥度对纵裂纹形成具有决定性的作用[3]。钢水在结晶器内角部是二维传热，冷却较其它部位快，初生坯壳的角部因此也不易变形，坯壳其它部位较角部薄弱。结晶器锥度过小，与铸坯的凝固线收缩率不适应，产生的气隙大，热阻增加，坯壳生长慢，回温快;锥度过大，虽有利于传热和坯壳的生长，但铸坯与结晶器间的摩擦力增加，使铸坯纵向受力增大，而角部是铸坯的薄弱部位，坯壳易在角部被拉裂。因此，保持结晶器合理的倒锥度是减少连铸小方坯出现变形和角裂漏钢的重要手段。
        2结晶器冷却水量的影响
        实际上几乎所有的铸坯缺陷都在结晶器中形成[4]，特别是小方坯的变形和角裂的产生与结晶器的传热有直接的关系。因此冷却水量分布应均匀适中。若水量过大，使铸坯在结晶器内强冷，过早地形成较大气隙，使坯壳生长缓慢，尤其角部的气隙更大，坯壳更薄，若冷却不均匀，形成的气隙不均匀，使坯壳厚度不均匀，严重时局部收缩造成角部附近出现纵向凹陷，导致纵向裂纹和纵向漏钢。
        3铸机工况条件的影响
        结晶器与二冷区支撑系统对中不良往往造成足辊移位以及结晶器铜管磨损，可能引起铸坯在结晶器内冷却不均匀，而且连铸机对弧不准使铸坯承受额外的应力，在坯壳强度不变的情况下，应力增加使在结晶器内产生的微细裂纹易于扩展和延伸。在小方坯连铸生产过程中，要保证结晶器足辊对中及安装精度，严格控制结晶器与二冷段的对弧精度，并加强铸坯导向装置的维护保证全程对弧。
        4浇铸温度和拉速的影响
        理论上，浇铸温度和拉速增加，缩短了钢水在结晶器内的停留时间，使出结晶器的坯壳变薄，增加了纵裂纹及纵裂漏钢的机会。当结晶器冷却水量和浇铸温度一定时，拉速决定坯壳的厚度。拉速过低，在结晶器上部已形成一定厚度的坯壳。在结晶器中下部由于凝固收缩而过早形成气隙，导致坯壳厚度不均匀，坯壳内部热应力分布不均匀，在热应力、钢水静压力、摩擦力作用下，在坯壳薄弱处易发生裂纹。拉速过高，坯壳较薄，液态钢水在静压力作用下易形成鼓肚，甚至漏钢。因此，浇铸温度与拉速的匹配可以有效控制小方坯的变形和角裂。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

        5结晶器液面波动的影响
        拉速频繁变动时导致结晶器液面不稳定，液面波动大时，会阻碍液渣均匀流入，会破坏保护渣的三层结构，导致坯壳凝固不均匀。因此结晶器内钢液面波动越小，铸坯表面缺陷也会随之减少。
        6保护渣的影响
        结晶器保护渣的主要功能是保证坯壳与铜管之间良好的润滑，以减轻摩擦力，其性能是影响铸坯产生纵裂纹的重要原因之一。坯壳与结晶器壁间的保护渣是由液渣层、玻璃态固相渣层和结晶相固态渣层构成。保护渣性能出现偏差、熔化速度过慢，液渣层过薄时，不能保证坯壳与结晶器壁之间良好的润滑，如果保护渣铺展性差易结块或熔化均匀性差,都可能造成润滑不良而发生漏钢。性能良好的保护渣，使铸坯与结晶器润滑良好，能减小坯壳与铜壁间的摩擦力，又能均匀地填充气隙改善传热，促使坯壳均匀生长。
        7浸人式水口的影响
        浸入式水口与结晶器不对中(偏离结晶器中心5 mm以上)时会产生偏流，水口偏流会造成结晶器内坯壳形成厚度不均匀，当偏向某角部时该处坯壳最薄，最易产生纵裂漏钢。
        3减少漏钢的措施
        3.1结晶器方面的优化
        1选取合适的结晶器锥度
        上线的结晶器必须保证其锥度，铜管表面质量等符合规定的标准。选取合适的结晶器冷却强度，保证结晶器进出水温差、水压、流量符合要求。
        2改进结晶器水套以及水缝
        将调节水缝的定位销改为可调节的螺栓，确保水缝可以调节均匀。调节结晶器水缝，严格控制断面同侧面的水缝精度，将面与面之间的误差控制在±0.1mm之内，保证结晶器四面冷却的均匀性，提高冷却效果。
        3结晶器日常管理和维修精度
        建立结晶器传递卡，规定结晶器的使用寿命。维修过程中要保证结晶器足辊对中及安装精度，严格控制结晶器与二冷段的对弧精度。
        3.2加强对连铸机二冷工况的管理
        在日常检修过程中，加强对喷嘴的检查，将堵塞的喷嘴及时更换，保证铸坯冷却的均匀性。严格对弧，确保结晶器与拉矫机处于同一弧度上，确保设备处于良好的工况。
        3.3加强炉机匹配
        在生产过程中，加强现场的生产协调，加强对转炉冶炼周期、精炼炉温度命中率、连铸传递钢水时间的管理，为连铸稳定拉速创造条件。降低钢水过热度，控制在10-25℃，实现低过热度浇铸。
        3.4选择性能优良的保护渣
        保护渣颗粒度合适，熔化均匀，形成的渣膜厚度适中，从而确保铸坯得到均匀地冷却。结晶器保护渣严格按照先进先用的原则使用，并防止其受潮。适当增加保护渣的消耗量，保证结晶器铜管壁与坯壳之间起到良好的润滑作用。
        3.5保证水口对中
        提高浸入式水口使用寿命，减少水口更换次数造成的结晶器内液面大幅度波动；浸入式水口必须要对中，插人深度要合适;保持结晶器内钢液面的稳定，严禁液面大起大落。保护渣加入要坚持“少、勤、匀”的原则，保持保护渣合适的三层结构。
        4结语
        控制漏钢事故一直是连铸生产的一大难题。事故频繁发生，产品质量、生产安全都难以得到保障，实践中应针对漏钢实际情况，通过从设备、工艺参数、原辅料以及操作等各方面因素进行逐一分析，制定合理有效的改进措施，完全可以将漏钢事故控制在基本不影响生产的程度上。通过一系列的措施，平均溢漏率降至0.05%以下，漏钢事故已不再是制约生产的重要因素。
        参考文献
        [1]蔡开科，程士富主编.连续铸钢原理与工艺.北京：冶金工业出版杜.1994.
        [2]史宸兴.实用连铸冶金技术.冶金工业出版社，1998.