LZ鋼小方坯漏鋼的原因分析及控制措施

黃正華

摘要：文章介紹了第一煉鋼廠150t連鑄作業(yè)區(qū)為減少LZ鋼漏鋼而采取的一系列改進(jìn)措施：優(yōu)化結(jié)晶器軟水流量，優(yōu)化二冷制度，對(duì)在線結(jié)晶器過鋼量的控制，優(yōu)化溫度拉速制度等，并取得了較好的效果，150t連鑄生產(chǎn)LZ鋼的溢漏率由原來的0.5%減少到現(xiàn)在的0.1%。

關(guān)鍵詞：LZ鋼；漏鋼；軟水流量；二冷制度；過鋼量；溫度拉速制度

中圖分類號(hào)：TF777 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）19-0056-02

2012年隨著八一鋼鐵股份有限公司第一煉鋼廠150t轉(zhuǎn)爐產(chǎn)線工程的結(jié)束，第一煉鋼廠150t連鑄10機(jī)10流小方坯連鑄機(jī)于8月份開始投產(chǎn)，主要生產(chǎn)鋼種包括熱軋光圓鋼筋系列、熱軋帶肋鋼筋系列、抽油桿鋼系列、彈簧鋼系列、硬線鋼系列、焊絲鋼系列、齒輪鋼、77Mn、82B等50個(gè)鋼種。150t連鑄10機(jī)10流小方坯連鑄機(jī)于2013年1月份開始生產(chǎn)LZ鋼，在澆鑄LZ鋼的過程中漏鋼事故較多，平均拉速慢，產(chǎn)能受到很大影響。為此，對(duì)澆鑄LZ鋼時(shí)漏鋼的成因進(jìn)行分析，找出解決漏鋼的辦法。通過對(duì)澆鑄工藝的優(yōu)化，取得了良好的效果。

1 裝備與工藝條件

1.1 裝備條件

鑄機(jī)：10機(jī)10流弧形連鑄機(jī)；澆鑄半徑：R10000；澆鑄斷面：150×150mm；爐機(jī)匹配：一機(jī)對(duì)一爐；定尺：10m，12m；中間包澆注形式：塞棒-浸入式水口，保護(hù)渣保護(hù)澆注；引錠桿形式：剛性引錠桿；拉矯形式：漸近矯直；切割形式：火焰切割機(jī)。

1.2 工藝條件

結(jié)晶器：窄縫導(dǎo)流水套式結(jié)晶器；

水縫：4mm；

軟水壓力：≥1.0MPa；

長度：900mm；

材質(zhì)：磷脫氧銅；

銅管形式：帶錐度弧管式（連續(xù)錐度）；

二次冷卻區(qū)分四段。

2 LZ鋼漏鋼產(chǎn)生的原因分析

2.1 LZ鋼坯殼的裂紋敏感性強(qiáng)

LZ鋼屬于低碳鋼，其在結(jié)晶器內(nèi)形成的初生坯殼，在固相線以下25℃～50℃時(shí)發(fā)生包晶反應(yīng)（δ+L=γ），并伴隨較大的線性收縮，坯殼與結(jié)晶器脫離產(chǎn)生較大的縫隙，導(dǎo)出熱流減少，坯殼變薄，而且厚度不均勻。當(dāng)坯殼所受應(yīng)力超過其抗拉強(qiáng)度時(shí)，在坯殼薄弱處產(chǎn)生應(yīng)力集中出現(xiàn)細(xì)小縱裂紋，出結(jié)晶器坯殼由于失去支撐以及受二冷強(qiáng)度影響，裂紋進(jìn)一步擴(kuò)大，發(fā)生漏鋼。相同冷卻條件下，低合金鋼比普碳鋼溫降速度大，凝固快，在一次冷卻不均勻時(shí)，坯殼厚度差別更大，裂紋敏感性更強(qiáng)，在熱應(yīng)力和形變應(yīng)力的作用下，易在坯殼薄弱處開裂，從而極易發(fā)生角裂漏鋼。2013年1～5月份150t連鑄共生產(chǎn)LZ鋼515爐，漏鋼次數(shù)26次，除2次卷渣漏鋼，1次結(jié)晶器振動(dòng)跳鋼殼漏鋼外，其余23次均為角部縱裂漏鋼。在23次角部縱裂漏鋼中有22次發(fā)生在出結(jié)晶器和二冷一區(qū)間。

2.2 結(jié)晶器的影響

（1）銅管內(nèi)腔倒錐度的影響，結(jié)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(jié)晶器使用前期，銅管內(nèi)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。在使用的過程中銅管不斷的磨損和受熱變形。在使用的中后期總錐度不斷變小，而且彎月面下傳熱量大，銅管局部發(fā)生變形，也增加了坯殼的不均勻性。

（2）結(jié)晶器內(nèi)軟水流量的影響，通過對(duì)LZ鋼的漏鋼鑄坯切樣分析，發(fā)現(xiàn)漏鋼的鑄坯四面坯殼厚度明顯不等，這說明主要原因是由于鑄坯在結(jié)晶器內(nèi)的冷卻不均勻。針對(duì)LZ鋼的包晶反應(yīng)、線收縮大等特點(diǎn)，采用適當(dāng)?shù)慕档徒Y(jié)晶器內(nèi)軟水流量的方法，有利于提高鑄坯坯殼與結(jié)晶器整個(gè)長度上的接觸，使坯殼均勻、充分地生長，減少裂紋的產(chǎn)生。

2.3 過熱度和拉速的影響

角部裂紋漏鋼與中包溫度與拉速關(guān)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(jié)晶器出口坯殼厚度減少3%，溫度過高，拉速偏快，就會(huì)造成出結(jié)晶器坯殼厚度較薄，出結(jié)晶器后容易產(chǎn)生角部裂紋漏鋼。

3 具體措施

4 取得的效果

經(jīng)過工藝優(yōu)化，150t連鑄生產(chǎn)LZ鋼的澆鑄情況得到很大的改觀，漏鋼事故大幅降低。2013年1～5月份生產(chǎn)LZ鋼的溢漏率為0.5%（共澆注515爐，漏鋼26次），調(diào)整后，2013年6～8月份生產(chǎn)LZ鋼的溢漏率為0.1%（共澆注299爐，漏鋼3次）。

5 結(jié)論

（1）銅管內(nèi)腔尺寸不合理和結(jié)晶器軟水流量偏大是造成150t連鑄10機(jī)10流連鑄機(jī)LZ鋼角裂漏鋼的主要原因。

（2）二冷一區(qū)、二區(qū)冷卻強(qiáng)度偏弱是造成LZ鋼角裂漏鋼的重要原因。

（3）高過熱度情況下拉速偏快是造成LZ鋼角裂漏鋼的重要原因。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳家祥.連鑄煉鋼手冊[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1995.

[2] 徐志洋，姜紅軍.小方坯連鑄機(jī)漏鋼事故分析及防止措施[J].馬鋼科研，1999，（4）.endprint

摘要：文章介紹了第一煉鋼廠150t連鑄作業(yè)區(qū)為減少LZ鋼漏鋼而采取的一系列改進(jìn)措施：優(yōu)化結(jié)晶器軟水流量，優(yōu)化二冷制度，對(duì)在線結(jié)晶器過鋼量的控制，優(yōu)化溫度拉速制度等，并取得了較好的效果，150t連鑄生產(chǎn)LZ鋼的溢漏率由原來的0.5%減少到現(xiàn)在的0.1%。

關(guān)鍵詞：LZ鋼；漏鋼；軟水流量；二冷制度；過鋼量；溫度拉速制度

中圖分類號(hào)：TF777 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）19-0056-02

2012年隨著八一鋼鐵股份有限公司第一煉鋼廠150t轉(zhuǎn)爐產(chǎn)線工程的結(jié)束，第一煉鋼廠150t連鑄10機(jī)10流小方坯連鑄機(jī)于8月份開始投產(chǎn)，主要生產(chǎn)鋼種包括熱軋光圓鋼筋系列、熱軋帶肋鋼筋系列、抽油桿鋼系列、彈簧鋼系列、硬線鋼系列、焊絲鋼系列、齒輪鋼、77Mn、82B等50個(gè)鋼種。150t連鑄10機(jī)10流小方坯連鑄機(jī)于2013年1月份開始生產(chǎn)LZ鋼，在澆鑄LZ鋼的過程中漏鋼事故較多，平均拉速慢，產(chǎn)能受到很大影響。為此，對(duì)澆鑄LZ鋼時(shí)漏鋼的成因進(jìn)行分析，找出解決漏鋼的辦法。通過對(duì)澆鑄工藝的優(yōu)化，取得了良好的效果。

1 裝備與工藝條件

1.1 裝備條件

鑄機(jī)：10機(jī)10流弧形連鑄機(jī)；澆鑄半徑：R10000；澆鑄斷面：150×150mm；爐機(jī)匹配：一機(jī)對(duì)一爐；定尺：10m，12m；中間包澆注形式：塞棒-浸入式水口，保護(hù)渣保護(hù)澆注；引錠桿形式：剛性引錠桿；拉矯形式：漸近矯直；切割形式：火焰切割機(jī)。

1.2 工藝條件

結(jié)晶器：窄縫導(dǎo)流水套式結(jié)晶器；

水縫：4mm；

軟水壓力：≥1.0MPa；

長度：900mm；

材質(zhì)：磷脫氧銅；

銅管形式：帶錐度弧管式（連續(xù)錐度）；

二次冷卻區(qū)分四段。

2 LZ鋼漏鋼產(chǎn)生的原因分析

2.1 LZ鋼坯殼的裂紋敏感性強(qiáng)

LZ鋼屬于低碳鋼，其在結(jié)晶器內(nèi)形成的初生坯殼，在固相線以下25℃～50℃時(shí)發(fā)生包晶反應(yīng)（δ+L=γ），并伴隨較大的線性收縮，坯殼與結(jié)晶器脫離產(chǎn)生較大的縫隙，導(dǎo)出熱流減少，坯殼變薄，而且厚度不均勻。當(dāng)坯殼所受應(yīng)力超過其抗拉強(qiáng)度時(shí)，在坯殼薄弱處產(chǎn)生應(yīng)力集中出現(xiàn)細(xì)小縱裂紋，出結(jié)晶器坯殼由于失去支撐以及受二冷強(qiáng)度影響，裂紋進(jìn)一步擴(kuò)大，發(fā)生漏鋼。相同冷卻條件下，低合金鋼比普碳鋼溫降速度大，凝固快，在一次冷卻不均勻時(shí)，坯殼厚度差別更大，裂紋敏感性更強(qiáng)，在熱應(yīng)力和形變應(yīng)力的作用下，易在坯殼薄弱處開裂，從而極易發(fā)生角裂漏鋼。2013年1～5月份150t連鑄共生產(chǎn)LZ鋼515爐，漏鋼次數(shù)26次，除2次卷渣漏鋼，1次結(jié)晶器振動(dòng)跳鋼殼漏鋼外，其余23次均為角部縱裂漏鋼。在23次角部縱裂漏鋼中有22次發(fā)生在出結(jié)晶器和二冷一區(qū)間。

2.2 結(jié)晶器的影響

（1）銅管內(nèi)腔倒錐度的影響，結(jié)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(jié)晶器使用前期，銅管內(nèi)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。在使用的過程中銅管不斷的磨損和受熱變形。在使用的中后期總錐度不斷變小，而且彎月面下傳熱量大，銅管局部發(fā)生變形，也增加了坯殼的不均勻性。

（2）結(jié)晶器內(nèi)軟水流量的影響，通過對(duì)LZ鋼的漏鋼鑄坯切樣分析，發(fā)現(xiàn)漏鋼的鑄坯四面坯殼厚度明顯不等，這說明主要原因是由于鑄坯在結(jié)晶器內(nèi)的冷卻不均勻。針對(duì)LZ鋼的包晶反應(yīng)、線收縮大等特點(diǎn)，采用適當(dāng)?shù)慕档徒Y(jié)晶器內(nèi)軟水流量的方法，有利于提高鑄坯坯殼與結(jié)晶器整個(gè)長度上的接觸，使坯殼均勻、充分地生長，減少裂紋的產(chǎn)生。

2.3 過熱度和拉速的影響

角部裂紋漏鋼與中包溫度與拉速關(guān)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(jié)晶器出口坯殼厚度減少3%，溫度過高，拉速偏快，就會(huì)造成出結(jié)晶器坯殼厚度較薄，出結(jié)晶器后容易產(chǎn)生角部裂紋漏鋼。

3 具體措施

4 取得的效果

經(jīng)過工藝優(yōu)化，150t連鑄生產(chǎn)LZ鋼的澆鑄情況得到很大的改觀，漏鋼事故大幅降低。2013年1～5月份生產(chǎn)LZ鋼的溢漏率為0.5%（共澆注515爐，漏鋼26次），調(diào)整后，2013年6～8月份生產(chǎn)LZ鋼的溢漏率為0.1%（共澆注299爐，漏鋼3次）。

5 結(jié)論

（1）銅管內(nèi)腔尺寸不合理和結(jié)晶器軟水流量偏大是造成150t連鑄10機(jī)10流連鑄機(jī)LZ鋼角裂漏鋼的主要原因。

（2）二冷一區(qū)、二區(qū)冷卻強(qiáng)度偏弱是造成LZ鋼角裂漏鋼的重要原因。

（3）高過熱度情況下拉速偏快是造成LZ鋼角裂漏鋼的重要原因。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳家祥.連鑄煉鋼手冊[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1995.

[2] 徐志洋，姜紅軍.小方坯連鑄機(jī)漏鋼事故分析及防止措施[J].馬鋼科研，1999，（4）.endprint

摘要：文章介紹了第一煉鋼廠150t連鑄作業(yè)區(qū)為減少LZ鋼漏鋼而采取的一系列改進(jìn)措施：優(yōu)化結(jié)晶器軟水流量，優(yōu)化二冷制度，對(duì)在線結(jié)晶器過鋼量的控制，優(yōu)化溫度拉速制度等，并取得了較好的效果，150t連鑄生產(chǎn)LZ鋼的溢漏率由原來的0.5%減少到現(xiàn)在的0.1%。

關(guān)鍵詞：LZ鋼；漏鋼；軟水流量；二冷制度；過鋼量；溫度拉速制度

中圖分類號(hào)：TF777 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）19-0056-02

2012年隨著八一鋼鐵股份有限公司第一煉鋼廠150t轉(zhuǎn)爐產(chǎn)線工程的結(jié)束，第一煉鋼廠150t連鑄10機(jī)10流小方坯連鑄機(jī)于8月份開始投產(chǎn)，主要生產(chǎn)鋼種包括熱軋光圓鋼筋系列、熱軋帶肋鋼筋系列、抽油桿鋼系列、彈簧鋼系列、硬線鋼系列、焊絲鋼系列、齒輪鋼、77Mn、82B等50個(gè)鋼種。150t連鑄10機(jī)10流小方坯連鑄機(jī)于2013年1月份開始生產(chǎn)LZ鋼，在澆鑄LZ鋼的過程中漏鋼事故較多，平均拉速慢，產(chǎn)能受到很大影響。為此，對(duì)澆鑄LZ鋼時(shí)漏鋼的成因進(jìn)行分析，找出解決漏鋼的辦法。通過對(duì)澆鑄工藝的優(yōu)化，取得了良好的效果。

1 裝備與工藝條件

1.1 裝備條件

鑄機(jī)：10機(jī)10流弧形連鑄機(jī)；澆鑄半徑：R10000；澆鑄斷面：150×150mm；爐機(jī)匹配：一機(jī)對(duì)一爐；定尺：10m，12m；中間包澆注形式：塞棒-浸入式水口，保護(hù)渣保護(hù)澆注；引錠桿形式：剛性引錠桿；拉矯形式：漸近矯直；切割形式：火焰切割機(jī)。

1.2 工藝條件

結(jié)晶器：窄縫導(dǎo)流水套式結(jié)晶器；

水縫：4mm；

軟水壓力：≥1.0MPa；

長度：900mm；

材質(zhì)：磷脫氧銅；

銅管形式：帶錐度弧管式（連續(xù)錐度）；

二次冷卻區(qū)分四段。

2 LZ鋼漏鋼產(chǎn)生的原因分析

2.1 LZ鋼坯殼的裂紋敏感性強(qiáng)

LZ鋼屬于低碳鋼，其在結(jié)晶器內(nèi)形成的初生坯殼，在固相線以下25℃～50℃時(shí)發(fā)生包晶反應(yīng)（δ+L=γ），并伴隨較大的線性收縮，坯殼與結(jié)晶器脫離產(chǎn)生較大的縫隙，導(dǎo)出熱流減少，坯殼變薄，而且厚度不均勻。當(dāng)坯殼所受應(yīng)力超過其抗拉強(qiáng)度時(shí)，在坯殼薄弱處產(chǎn)生應(yīng)力集中出現(xiàn)細(xì)小縱裂紋，出結(jié)晶器坯殼由于失去支撐以及受二冷強(qiáng)度影響，裂紋進(jìn)一步擴(kuò)大，發(fā)生漏鋼。相同冷卻條件下，低合金鋼比普碳鋼溫降速度大，凝固快，在一次冷卻不均勻時(shí)，坯殼厚度差別更大，裂紋敏感性更強(qiáng)，在熱應(yīng)力和形變應(yīng)力的作用下，易在坯殼薄弱處開裂，從而極易發(fā)生角裂漏鋼。2013年1～5月份150t連鑄共生產(chǎn)LZ鋼515爐，漏鋼次數(shù)26次，除2次卷渣漏鋼，1次結(jié)晶器振動(dòng)跳鋼殼漏鋼外，其余23次均為角部縱裂漏鋼。在23次角部縱裂漏鋼中有22次發(fā)生在出結(jié)晶器和二冷一區(qū)間。

2.2 結(jié)晶器的影響

（1）銅管內(nèi)腔倒錐度的影響，結(jié)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(jié)晶器使用前期，銅管內(nèi)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。在使用的過程中銅管不斷的磨損和受熱變形。在使用的中后期總錐度不斷變小，而且彎月面下傳熱量大，銅管局部發(fā)生變形，也增加了坯殼的不均勻性。

（2）結(jié)晶器內(nèi)軟水流量的影響，通過對(duì)LZ鋼的漏鋼鑄坯切樣分析，發(fā)現(xiàn)漏鋼的鑄坯四面坯殼厚度明顯不等，這說明主要原因是由于鑄坯在結(jié)晶器內(nèi)的冷卻不均勻。針對(duì)LZ鋼的包晶反應(yīng)、線收縮大等特點(diǎn)，采用適當(dāng)?shù)慕档徒Y(jié)晶器內(nèi)軟水流量的方法，有利于提高鑄坯坯殼與結(jié)晶器整個(gè)長度上的接觸，使坯殼均勻、充分地生長，減少裂紋的產(chǎn)生。

2.3 過熱度和拉速的影響

角部裂紋漏鋼與中包溫度與拉速關(guān)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(jié)晶器出口坯殼厚度減少3%，溫度過高，拉速偏快，就會(huì)造成出結(jié)晶器坯殼厚度較薄，出結(jié)晶器后容易產(chǎn)生角部裂紋漏鋼。

3 具體措施

4 取得的效果

經(jīng)過工藝優(yōu)化，150t連鑄生產(chǎn)LZ鋼的澆鑄情況得到很大的改觀，漏鋼事故大幅降低。2013年1～5月份生產(chǎn)LZ鋼的溢漏率為0.5%（共澆注515爐，漏鋼26次），調(diào)整后，2013年6～8月份生產(chǎn)LZ鋼的溢漏率為0.1%（共澆注299爐，漏鋼3次）。

5 結(jié)論

（1）銅管內(nèi)腔尺寸不合理和結(jié)晶器軟水流量偏大是造成150t連鑄10機(jī)10流連鑄機(jī)LZ鋼角裂漏鋼的主要原因。

（2）二冷一區(qū)、二區(qū)冷卻強(qiáng)度偏弱是造成LZ鋼角裂漏鋼的重要原因。

（3）高過熱度情況下拉速偏快是造成LZ鋼角裂漏鋼的重要原因。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳家祥.連鑄煉鋼手冊[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1995.

[2] 徐志洋，姜紅軍.小方坯連鑄機(jī)漏鋼事故分析及防止措施[J].馬鋼科研，1999，（4）.endprint