板坯連鑄粘結漏鋼的特點與分析

蔣亞強

摘 要： 針對連鑄過程中時常發生的粘結漏鋼情況，分析了造成粘結漏鋼的各種因素，為預防粘結漏鋼的發生提供參考。

關鍵詞： 連鑄；板坯；粘結；漏鋼

引言

漏鋼事故是連鑄生產中危害性很大的生產事故。漏鋼是對連鑄機損害最大的惡性生產事故。漏鋼不僅造成生產中斷，連鑄機作業率下降，更為嚴重的是損壞設備，造成結晶器、結晶器振動機構、扇形段等關鍵設備報廢，增加連鑄設備的維修成本，造成巨大的經濟損失。因此，能夠有效預防漏鋼事故的發生成為現代化鋼廠的必然需求。

1 粘結漏鋼

由于結晶器液位波動，凝固坯殼與銅板之間無液渣，嚴重時粘結使得摩擦阻力增大，粘結處被拉斷，并向下和兩邊擴大，形成“V”形破裂線，到達出結晶器口即漏鋼。

2 粘結漏鋼產生的機理

粘結漏鋼產生的機理見圖l。在澆注過程中，結晶器彎月面的鋼水處于異常活躍的狀態，在鋼水進入結晶器后開始形成凝固坯殼，由于流入坯殼與結晶器銅壁之間的液渣被阻斷，當結晶器銅板與初生坯殼的摩擦力大于初生坯殼的強度時，與銅板產生粘結，被粘結的部分和向下拉的鑄坯的界面凝固殼處振動和滑動時坯殼被拉斷，鋼水流人破裂的坯殼，重新形成新的薄坯殼。這一過程如此反復的進行，直到新坯殼到達結晶器出口時產生漏鋼。粘結漏鋼和保護渣的關系是不可忽視的，熔融的保護渣會填充在結晶器銅板和板坯坯殼之間進行傳熱和潤滑，粘結漏鋼與鋼水成分、溫度、拉速、保護渣的性能以及結晶器振動參數之間存在較大關系。

3 板坯連鑄誘發粘結的因素和預防措施

由粘結導致的漏鋼在各類漏鋼中占據很大比重，因此明確鑄坯與結晶器粘結的各主要因素，采用必要合理的對策和措施防止粘結的產生，對于保證連鑄生產的順行具有重要意義。導致粘結產生的原因很復雜，歸納起來有以下幾點：

（1）結晶器液面波動

保持結晶器液面的穩定性至關重要，液面的波動直接威脅彎月面。結晶器液面波動是坯殼粘結的開始，當液面波動很大時，又提拉速，這時粘結的幾率大大增加。2014年6月份，濟鋼的達涅利連鑄機出現的粘結漏鋼就是因為在涮棒時，提拉速，此時液面波動非常大，又提拉速，顯然保護渣的液渣跟不上，導致粘結漏鋼。

（2）結晶器倒錐度

結晶器傳熱過程中，氣隙熱阻最大，占總熱阻的70-90%。結晶器設計上大下小的具有合適的倒錐度，可以減小下部氣隙厚度，改善傳熱。如果錐度過大，則會增加結晶器銅板與初生坯殼的摩擦力，不僅破壞保護渣層的穩定，易導致發生粘結，而且使結晶器下部磨損加快；如果錐度過小，則熱阻很大，不利于傳熱，坯殼比較薄，當出結晶器下口的時候，如果坯殼經受不住鋼水的靜壓力，就容易造成漏鋼。2015年1月份濟鋼的達涅利連鑄機因為快換導致右窄邊錐度大大減小，幸虧發現的早，立即停機，避免了一次惡性事故的發生

（3）鋼水的溫度（過熱度）

鋼水的過熱度對粘結的影響可以反映在鋼液彎月面表面張力上。一般來說，隨著溫度的升高，彎月面的表面張力減小。鋼水的過熱度越小，對防止粘結的產生越有利；適當的過熱度有利于保護渣的熔化和潤滑，增強保護渣膜在結晶器銅板上的分布均勻性。根據經驗值得出，過熱度每增加10"C，出結晶器的坯殼厚度約減少3%。由此可見，適當的過熱度不僅有利于銅板傳熱，而且有助于坯殼生長。

（4）拉坯速度

拉坯速度越大，彎月面液態金屬的波動程度越大，對鑄坯的表面越不利，極易導致粘結的發生。在正常拉速情況下，中間包水口的鋼液流速、保護渣的供應速度以及結晶器銅板冷卻水的流量都保持在一個穩定的狀態。當拉速變化時，上述各個環節都需要一個緩沖調節的過程，表現為結晶器銅板某處的溫度波動或保護渣供給的不連續性。所以當拉速突然改變，導致保護渣供應不連續時，粘結產生的可能性也就增大。

拉速調整過快，驅動輥迅速提速，易引起結晶器液面波動，而使保護渣供應不足，造成粘結。而迅速提速后的結晶器保護渣液渣層的變化，使粘結現象更加容易出現。一般情況下，提速后，結晶器內的熱流量增大，保護渣熔化較好，液渣層變厚，有利于澆注。而實際測量的數據表明，這需要一個穩定的過程。拉速由0.8m /min提速到1.0m/min后液渣層的變化見圖1。由圖1可知，提速過快時結晶器內的保護渣液渣層迅速下降，結晶器的融池屬于“缺渣”狀態。由于液渣層的減少，結晶器出現粘結的幾率大大增加。

（5）保護渣

良好的結晶器潤滑和保持熔渣流入通道的通暢是減少粘結漏鋼發生的重要前提，保護渣在結晶器內發揮著絕熱保溫、防止鋼液氧化、吸收夾雜、控制傳熱、潤滑鑄坯等五大基本功能，對連鑄過程起著至關重要的作用。保護渣熔融特性不足、絕熱不良、鋼液面溫度過低及彎月面水平波動過大都會造成渣圈的長大，液渣流入通道阻塞，從而導致潤滑不良而產生粘結漏鋼。減少保護渣的粘度可增大保護渣的消耗量，增強液體潤滑，減小結晶器壁和坯殼間的摩擦力，從而減少粘結漏鋼的頻率，所以在實驗新的保護渣時，應該更密切地關注熱電偶的變化，防止事故的發生。

（6）結晶器的振動

結晶器的振動裝置是連鑄非常重要的設備，結晶器實施有規律的往復振動可以防止坯殼與銅板發生粘結，同時還可以減少鑄坯表面缺陷。但是結晶器的振幅越大，彎月面處液態金屬波動程度越大，因此小幅振動對防止粘結漏鋼有利。對于高速連鑄，結晶器振動要求高頻率、小振幅、負滑脫時間不宜太長，正滑脫時間內振動速度與拉坯速度之差要小。

同時在開澆、快換、換水口、封頂、淌澆或者其它異常情況下，結晶器內是一個很不穩定的狀況，此時應更加密切關注熱電偶的變化和試探坯殼，防止粘結事故發生。

綜上所述，粘結的原因主要歸諸于保護渣的潤滑不好，結晶器液面波動太大和不恰當的錐度調節，也可由一般的不穩定條件或操作行為導致，如拉坯速度的突變。連鑄生產過程中，應避免易導致粘結產生的各種因素，同時若己監測到粘結的產生，漏鋼預報系統報警，應立即采取急降拉速的措施，使撕裂的坯殼得到彌補和修復，才能避免漏鋼的發生。■

參考文獻

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[2]馬學忠.板坯連鑄機粘結漏鋼和保護渣的關系[J].煉鋼，1996.

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