摘要：本文将从几个方面分析宽厚板连铸粘结漏钢的原因，并深入分析和探讨相关的处理措施，希望可以有效避免该事故的发生。
关键词：宽厚板；连铸；粘结漏钢
一、概述
作为一种高技术含量和高附加值产品，宽厚板产品近年发展迅速，广泛应用于桥梁工程、压力容器、重型机械、油气管线、海洋平台、造船工业及大型舰船等军事工业。连铸宽厚板坯断面和尺寸跨度均较大，厚度通常为200/220/250/300/320/350/400mm，宽度从1200至2700mm，甚至更宽。为满足愈加严格的成本、市场和极端性能需求，低合金、高强度宽厚板在成分与性能控制要求更加苛刻，不仅要具有高的强度等级，还要具有高纯净度、高的韧性和抗疲劳特性，以及良好的焊接、加工性与其他特殊性能，是国家钢铁工业装备、工艺与技术能力的综合体现。
在连铸生产期间，漏钢属于一种重大事故，经过最近几年的生产与实践，对常规板坯粘结漏钢机理已形成了统一认识，对于结钢器铜板热电偶温度的时间滞后和空间倒置的现象，发展出许多基于逻辑判断和人工智能的预防方法，在预防粘结和保障连铸顺行等方面发挥了极为重要的作用。对于宽厚板坯连铸，粘结漏钢依然是阻碍其生产作业的重要因素，这是由于宽厚板连铸的特殊因素所导致的，具体表现在两个方面，一方面，现阶段宽厚板大多覆盖中碳钢、包晶钢、合金钢等钢种，具有浇铸难度大、裂纹敏感性强等特点，再加上由于断面和尺寸较大，尤其是其过大的宽度，保护渣流入均匀性恶化，在这些因素的共同作用下使得收缩不均，很容易出现粘结、纵裂等表面缺陷。另一方面，和常规板坯进行比较，宽厚板连铸拉速低，结晶器下口铸坯表面温度明显下降，保护渣沿浇铸方向的服役温度区间显著拉长，这就对保护渣的均匀熔化、流入、铺附、相变以及稳定的渣耗提出了更高的要求，是造成结晶器和铸坯粘结的最主要因素，同时也是宽厚板区别于普通板坯的特殊性。除此之外，在调查过程中了解到，当前的漏钢预报模型通常是直接沿用常规板坯的温度阈值、报警门槛或处罚条件。不过，由于拉速、断面和保护渣服役条件等因素有着明显的差异，结晶器粘结的温度行为和预报算法很难被直接发现，所以就造成宽厚板漏钢报警的准确地较低，其误报率始终保持在较高水平。
二、粘结漏钢产生的机理
在结晶器内，坯壳和结晶器之间摩擦力必须克服结晶器内坯壳在该点受到的拉坯力，如果该点的摩擦力产生的应力大于拉坯产生的应力时就会发生粘结现象。受钢水温度、拉速、结晶器传热及润滑等条件的影响，当结晶器内（尤其是坯壳相对薄弱的弯月面处）局部摩擦力产生的应力大于拉坯产生的应力时，初生坯壳被撕裂，就会与铜板产生粘结，此时，被粘着的部分和向下拉的铸坯的界面凝固坯壳撕裂，钢液沿着坯壳撕裂处渗出，重新形成新的薄坯壳，在振动和滑动时坯壳又被拉断，钢水补充后又形成另一个新的薄坯壳。这一过程反复进行，直到新坯壳到达结晶器出口就产生了漏钢。
三、粘结漏钢主要原因
坯壳在结晶器黏结受影响的因素比较多，与漏钢预报系统不稳定，钢水H含量高，钢水条件不好，操作不当等都可能导致结晶器黏结。第一，漏钢预报系统的不稳定。漏钢预报系统的结晶器热电偶温度检测不稳定，导致漏钢预报系统不参与报警，而出现黏结时没有及时报警而导致漏钢事故。第二，钢水成分N含量高。精炼炉脱气效果不是很好，后期加铁矿石，在浇注过程中，H含量大于5ppm容易在弯月面析出H，造成气隙增大。气隙增大，结晶器铜板润滑不好，板坯容易发生黏结。熔融的渣圈内若有气泡，就会影响保护渣在结晶器内的行为。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在浇注过程中，随着液渣的不断下渗，在冷却的作用下所形成的固态渣膜中就会产生大量微孔，大量的微孔就产生了气隙的作用，气隙是热量传输的最大热阻，大大降低了钢液的热量传输率，表现为结晶器热流持续走低，当结晶器内局部热量传输率降低到一定值时，此处生成的坯壳就相对减薄，薄弱的坯壳屈服强度将无法克服摩擦力产生的应力，就会产生粘结，被粘着的部分和向下拉的铸坯的界面凝固坯壳撕裂，钢液沿着坯壳撕裂处渗出，重新形成新的薄坯壳，在振动和滑动时坯壳又被拉断，钢水补充后又形成另一个新的薄坯壳。这一过程反复进行，直到新坯壳到达结晶器出口时就产生了漏钢。第三，操作因素。（1）保护渣渣条捞渣或者保护渣渣况不好换渣不规范.保护渣的液态渣在结晶器壁周围容易形成大小不同的渣条。渣条较大时，结晶器钢液面上升到与渣条相接触后，液渣向下流动的通道往往被堵死，这种渣条必须及时捞走或敲断。但如果在结晶器内温度低时捞走渣条，而保护渣的熔化效果又较差时，液渣则难以持续稳定地流入结晶器与坯壳之间，不能起到润滑作用，使坯壳与结晶壁粘结在一起；若在钢液面上涨时捞渣条，渣条与固态渣膜断开，将造成钢水直接与结晶器壁接触并粘结在一起，容易引起粘结。（2）拉速升降操作不规范.拉速升降操作不规范引起结晶器液面波动大，使保护渣液渣流入不均匀而导致粘结。
四、粘结漏钢处理措施
1.提高漏钢预报系统的稳定性
第一，引进离线漏钢预报系统热电198009偶检测装置，对上线结晶器热电偶进行离线检测，保证结晶器上线前热电偶无故障才允许上线。第二，规范热电偶使用寿命，由于热电偶的特性，使用时间越长检测稳定性、灵敏度就越差。为保证热电偶的稳定性，并考虑与结晶器铜板寿命同步的问题，热电偶使用寿命规定为1500炉，超过1500炉的热电偶不再重复使用。第三，优化漏钢预报系统的程序，减少漏钢预报系统的误报和漏报，从而提高漏钢预报系统的稳定性。
2.严控钢水成分H含量
第一，严格控制吹炼后期加矿石。第二，钢水软吹搅拌时间大于6min。第三，各工序加强钢水中[H]的监控，上工序出现无法避免增[H]的情况下要及时采取相关措施，如钢水过RH 或延长软吹时间，同时连铸工序采取适当的降拉速措施，主控加强对漏钢预报系统的监控，防止漏钢事故的发生。
3.加强微量元素的控制管理
第一，认真做好微量元素的控制，确保提供合格的钢水给铸机。第二，优化精炼炉工艺，减少低碳铝镇静钢冶炼时的深吹操作，严格控制钢中微量元素含量。
4.规范现场操作
第一，规范操作。正常浇注时严禁用挑渣棒过分搅动液面，大块渣条必须挑出挑渣条时动作要慢，不允许猛力瞬间将渣条往上挑。不允许用结团的捞渣棒点液面。如果窄面或局部翻滚严重要点液面检查结冷钢情况；结晶器液面严格执行“黑渣”操作，保护渣总渣层厚度控制在40-50mm，液渣层8-12mm，并确保均匀铺展和水口周围的渣高于其他部位，当发现保护渣化渣不良或者保护渣烧结层明显结块，液渣层减少等现象时，采取过程换渣操作。第二，严格按标准操作。稳定拉速，尽量保持恒温恒速，确保拉速波动在0.1m/min内。第三，认真做好全过程保护浇注推广“结晶器保护渣黑渣操作”，并遵循勤加、少加、均匀加的原则，保护渣总厚度小于50cm，有利于保护渣化渣。
结语：综上所述，在采取一些行之有效的处理措施后，粘结漏钢会在整体上得到控制，不仅会避免粘结漏钢的发生，同时在生产各种钢种时也会避免该事故的发生，既确保了连铸机的高效稳定生产，还能在一定程度上给钢企业创造良好的经济效益和社会效益。
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论文作者:冯海涛
论文发表刊物:《基层建设》2018年第28期
论文发表时间:2018/11/14
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