日照钢铁有限公司 山东日照 276806
摘要：漏钢是连铸工序的重大生产事故，严重影响生产的稳定顺行，给设备、人员操作带来了较大隐患。某炼钢厂小方坯连铸机全部生产HRB400、HRB500等热轧带肋钢筋钢种，随着近年来拉速的不断提高，漏钢生产事故有所上升，要保证连铸机生产顺行、提高作业率，就必须减少和控制漏钢次数。
关键词：小方坯；角部纵裂；漏钢；原因；措施
1、生产条件及漏钢情况
1.1连铸机主要技术参数
机型为全弧形小方坯连铸机；铸机流数为改成5机5流；铸坯断面150mm×150mm；弧型半径8m；中间包满包容量24t；结晶器长度900mm；保护渣润滑；全水冷却；5辊3驱动拉矫机；塞棒浇铸。
1.2工艺流程
80t复吹转炉→吹氩→连铸钢包回转台→中间包→结晶器→二次冷却区→拉矫机→火切机→冷床。
1.3漏钢情况
分类统计伊钢150mm×150mm断面小方坯连铸机2019年全年漏钢情况，主要以正角部纵裂漏钢为主，占比达到70%以上，见表1。
表12019年漏钢统计结果
.png)
2、正角部纵裂漏钢的特点及原因分析
2.1特点
小方坯正角部纵裂见图1，经统计分析，正角部纵裂漏钢主要有以下特点。1）漏钢位置集中在铸坯4个角部，漏钢长度100～300mm，纵裂长度400～1500mm。2）漏钢部位集中在足辊段及一段，距离结晶器下口100～2000mm。3）漏钢的坯壳断面厚度不均，角部坯壳最薄只有7～10mm。
.png)
图1铸坯正角部纵裂
2.2原因分析
1）结晶器铜管倒锥度的影响
结晶器传热的热阻主要是气隙，气隙小，则热阻小，气隙大，则热阻大。结晶器铜管倒锥度与坯壳收缩相适应，有利于延迟气隙的形成，减少气隙的宽度，从而有利于增加热流、改善传热。结晶器铜管倒锥度过大，结晶器壁与坯壳间的气隙变小、摩擦力增大，导致拉断生产事故；结晶器铜管倒锥度过小，结晶器壁与坯壳间的气隙变大、传热效果降低，导致坯壳变薄出结晶器漏钢。莱钢小方坯连铸机结晶器铜管倒锥度设定在0.60!/m～0.90!/m，同类型小方坯连铸机结晶器倒锥度控制在0.80!/m～1.20!/m，倒锥度过小，导致结晶器壁与坯壳间气隙偏大，降低了传热效果，致使出结晶器坯壳整体偏薄，尤其是角部坯壳。
2）结晶器水缝的影响
结晶器冷却水与结晶器壁的对流传热系数与冷却水的流速和结晶器水缝宽度有显著关系。水缝宽度对水的流速有重要影响，水缝宽度不等时冷却水流速不同，当结晶器各面的水缝宽度值相差较大时，结晶器各面的对流传热系数将出现较大差距，导致结晶器冷却不均。莱钢小方坯连铸机结晶器水套采用挤压、拼装、焊接的生产工艺，加工精度低，壁厚8mm偏薄，长时间使用后水套易变形，导致结晶器水缝调整困难；结晶器水缝宽度标准为3.5±0.2mm，对离线维修结晶器水缝宽度进行检测，结晶器4个面水缝宽度在2.9～4.2mm，结晶器水缝宽度精度控制较差，致使结晶器内铸坯冷却不均匀。
3）结晶器铜管圆角半径的影响
方坯结晶器铜管圆角半径的大小对传热、角部表面裂纹和偏离角部内裂纹有着至关重要的影响，由于研究很少，因此结晶器铜管圆角半径设计往往采用经验方法。由于结晶器角部的二维传热作用，结晶器角部采用适当大的圆角半径，可改善铸坯初始凝固区域周向热流密度的均匀性，延缓角部气隙的产生。但随着结晶器角部半径增大，铜管与坯壳之间在角部的接触力呈上升趋势。结晶器圆角半径过大时，结晶器内的凝壳与铜管内壁的摩擦可磨掉结晶器镀层，铜渗入铸坯表层，尤其沿晶界优先扩散渗入，使铸坯表层的热态强度恶化而导致龟裂。莱钢小方坯连铸机结晶器铜管圆角半径为8mm，圆角半径为常规设计，从频繁出现正角部纵裂漏钢来看，设计尺寸偏小，不适应实际生产需要。
3、预防与改进措施
3.1优化结晶器倒锥度
结晶器铜管倒锥度由0.60!/m以上增加至0.70!/m以上，收窄结晶器铜管倒锥度控制范围，正常按照0.75!/m～0.90!/m进行控制，加强结晶器铜管的装配前检查，必须使用倒锥度测量仪进行测量，倒锥度＞0.95!/m、＜0.70!/m的不得上线使用，铜管内外弧与侧弧倒锥度偏差＞0.15!/m的不得上线使用。
3.2提高结晶器水缝精度
结晶器水套壁厚由8mm提高至11mm，提高结晶器水套抗变形能力；强化、规范结晶器水缝调整，水套安装后必须进行水缝调整，按照上、下口4个面角部位置16个点进行测量，保证结晶器铜管面部及角部水缝均匀性，结晶器水缝精度控制在3.5±0.2mm。
3.3降低结晶器水量
在结晶器水缝3.5mm保持不变的前提下，将结晶器水量由平均135m3/h降至120m3/h，理论计算结晶器水流速为12.84m/s，降低结晶器一次冷却强度，提高冷却均匀性。
结语
通过深入分析伊钢小方坯连铸机正角部纵裂漏钢的根本原因，确定了影响因素，制定了相应的预防、改进措施，有效解决了小方坯正角部纵裂漏钢，提高了生产稳定性。
参考文献：
[1]王亚栋，张立峰，张海杰.小方坯齿轮钢连铸过程中的宏观偏析模拟[J].工程科学学报，2021，43（04）：561-568.
[2]范世超，李志敏，刘列喜.小方坯连铸拉矫机的维修保养及改进实践[J].山西冶金，2020，43（05）：89-91.
[3]王新东，常金宝，李杰.小方坯连铸-轧钢“界面”技术的发展与应用[J].钢铁，2020，55（09）：125-131.
[4]李文丁.120/150方坯连铸机翻转冷床升降系统研究[J].通用机械，2020（09）：37-40.
[5]周剑，杨奕兵.小方坯连铸机浊环水系统改造[J].现代冶金，2020，48（04）：55-57.
[6]吕士金，肖朝华，张丹.小方坯连铸机四连杆振动装置机构分析[J].连铸，2019，44（03）：55-58.