LZ钢小方坯漏钢的原因分析及控制措施

黄正华

摘要：文章介绍了第一炼钢厂150t连铸作业区为减少LZ钢漏钢而采取的一系列改进措施：优化结晶器软水流量，优化二冷制度，对在线结晶器过钢量的控制，优化温度拉速制度等，并取得了较好的效果，150t连铸生产LZ钢的溢漏率由原来的0.5%减少到现在的0.1%。

关键词：LZ钢；漏钢；软水流量；二冷制度；过钢量；温度拉速制度

中图分类号：TF777 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）19-0056-02

2012年随着八一钢铁股份有限公司第一炼钢厂150t转炉产线工程的结束，第一炼钢厂150t连铸10机10流小方坯连铸机于8月份开始投产，主要生产钢种包括热轧光圆钢筋系列、热轧带肋钢筋系列、抽油杆钢系列、弹簧钢系列、硬线钢系列、焊丝钢系列、齿轮钢、77Mn、82B等50个钢种。150t连铸10机10流小方坯连铸机于2013年1月份开始生产LZ钢，在浇铸LZ钢的过程中漏钢事故较多，平均拉速慢，产能受到很大影响。为此，对浇铸LZ钢时漏钢的成因进行分析，找出解决漏钢的办法。通过对浇铸工艺的优化，取得了良好的效果。

1 装备与工艺条件

1.1 装备条件

铸机：10机10流弧形连铸机；浇铸半径：R10000；浇铸断面：150×150mm；炉机匹配：一机对一炉；定尺：10m，12m；中间包浇注形式：塞棒-浸入式水口，保护渣保护浇注；引锭杆形式：刚性引锭杆；拉矫形式：渐近矫直；切割形式：火焰切割机。

1.2 工艺条件

结晶器：窄缝导流水套式结晶器；

水缝：4mm；

软水压力：≥1.0MPa；

长度：900mm；

材质：磷脱氧铜；

铜管形式：带锥度弧管式（连续锥度）；

二次冷却区分四段。

2 LZ钢漏钢产生的原因分析

2.1 LZ钢坯壳的裂纹敏感性强

LZ钢属于低碳钢，其在结晶器内形成的初生坯壳，在固相线以下25℃～50℃时发生包晶反应（δ+L=γ），并伴随较大的线性收缩，坯壳与结晶器脱离产生较大的缝隙，导出热流减少，坯壳变薄，而且厚度不均匀。当坯壳所受应力超过其抗拉强度时，在坯壳薄弱处产生应力集中出现细小纵裂纹，出结晶器坯壳由于失去支撑以及受二冷强度影响，裂纹进一步扩大，发生漏钢。相同冷却条件下，低合金钢比普碳钢温降速度大，凝固快，在一次冷却不均匀时，坯壳厚度差别更大，裂纹敏感性更强，在热应力和形变应力的作用下，易在坯壳薄弱处开裂，从而极易发生角裂漏钢。2013年1～5月份150t连铸共生产LZ钢515炉，漏钢次数26次，除2次卷渣漏钢，1次结晶器振动跳钢壳漏钢外，其余23次均为角部纵裂漏钢。在23次角部纵裂漏钢中有22次发生在出结晶器和二冷一区间。

2.2 结晶器的影响

（1）铜管内腔倒锥度的影响，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。结晶器使用前期，铜管内腔曲线比较接近坯壳收缩曲线，气隙均匀，传热均匀，坯壳厚度也较均匀。在使用的过程中铜管不断的磨损和受热变形。在使用的中后期总锥度不断变小，而且弯月面下传热量大，铜管局部发生变形，也增加了坯壳的不均匀性。

（2）结晶器内软水流量的影响，通过对LZ钢的漏钢铸坯切样分析，发现漏钢的铸坯四面坯壳厚度明显不等，这说明主要原因是由于铸坯在结晶器内的冷却不均匀。针对LZ钢的包晶反应、线收缩大等特点，采用适当的降低结晶器内软水流量的方法，有利于提高铸坯坯壳与结晶器整个长度上的接触，使坯壳均匀、充分地生长，减少裂纹的产生。

2.3 过热度和拉速的影响

角部裂纹漏钢与中包温度与拉速关系密切，保证钢水有一定的过热度，能保证钢水顺利浇完。理论研究表明，过热度每增加10℃，结晶器出口坯壳厚度减少3%，温度过高，拉速偏快，就会造成出结晶器坯壳厚度较薄，出结晶器后容易产生角部裂纹漏钢。

3 具体措施

4 取得的效果

经过工艺优化，150t连铸生产LZ钢的浇铸情况得到很大的改观，漏钢事故大幅降低。2013年1～5月份生产LZ钢的溢漏率为0.5%（共浇注515炉，漏钢26次），调整后，2013年6～8月份生产LZ钢的溢漏率为0.1%（共浇注299炉，漏钢3次）。

5 结论

（1）铜管内腔尺寸不合理和结晶器软水流量偏大是造成150t连铸10机10流连铸机LZ钢角裂漏钢的主要原因。

（2）二冷一区、二区冷却强度偏弱是造成LZ钢角裂漏钢的重要原因。

（3）高过热度情况下拉速偏快是造成LZ钢角裂漏钢的重要原因。

参考文献

[1] 陈家祥.连铸炼钢手册[M].北京：冶金工业出版社，1995.

[2] 徐志洋，姜红军.小方坯连铸机漏钢事故分析及防止措施[J].马钢科研，1999，（4）.endprint

摘要：文章介绍了第一炼钢厂150t连铸作业区为减少LZ钢漏钢而采取的一系列改进措施：优化结晶器软水流量，优化二冷制度，对在线结晶器过钢量的控制，优化温度拉速制度等，并取得了较好的效果，150t连铸生产LZ钢的溢漏率由原来的0.5%减少到现在的0.1%。

关键词：LZ钢；漏钢；软水流量；二冷制度；过钢量；温度拉速制度

中图分类号：TF777 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）19-0056-02

2012年随着八一钢铁股份有限公司第一炼钢厂150t转炉产线工程的结束，第一炼钢厂150t连铸10机10流小方坯连铸机于8月份开始投产，主要生产钢种包括热轧光圆钢筋系列、热轧带肋钢筋系列、抽油杆钢系列、弹簧钢系列、硬线钢系列、焊丝钢系列、齿轮钢、77Mn、82B等50个钢种。150t连铸10机10流小方坯连铸机于2013年1月份开始生产LZ钢，在浇铸LZ钢的过程中漏钢事故较多，平均拉速慢，产能受到很大影响。为此，对浇铸LZ钢时漏钢的成因进行分析，找出解决漏钢的办法。通过对浇铸工艺的优化，取得了良好的效果。

1 装备与工艺条件

1.1 装备条件

铸机：10机10流弧形连铸机；浇铸半径：R10000；浇铸断面：150×150mm；炉机匹配：一机对一炉；定尺：10m，12m；中间包浇注形式：塞棒-浸入式水口，保护渣保护浇注；引锭杆形式：刚性引锭杆；拉矫形式：渐近矫直；切割形式：火焰切割机。

1.2 工艺条件

结晶器：窄缝导流水套式结晶器；

水缝：4mm；

软水压力：≥1.0MPa；

长度：900mm；

材质：磷脱氧铜；

铜管形式：带锥度弧管式（连续锥度）；

二次冷却区分四段。

2 LZ钢漏钢产生的原因分析

2.1 LZ钢坯壳的裂纹敏感性强

LZ钢属于低碳钢，其在结晶器内形成的初生坯壳，在固相线以下25℃～50℃时发生包晶反应（δ+L=γ），并伴随较大的线性收缩，坯壳与结晶器脱离产生较大的缝隙，导出热流减少，坯壳变薄，而且厚度不均匀。当坯壳所受应力超过其抗拉强度时，在坯壳薄弱处产生应力集中出现细小纵裂纹，出结晶器坯壳由于失去支撑以及受二冷强度影响，裂纹进一步扩大，发生漏钢。相同冷却条件下，低合金钢比普碳钢温降速度大，凝固快，在一次冷却不均匀时，坯壳厚度差别更大，裂纹敏感性更强，在热应力和形变应力的作用下，易在坯壳薄弱处开裂，从而极易发生角裂漏钢。2013年1～5月份150t连铸共生产LZ钢515炉，漏钢次数26次，除2次卷渣漏钢，1次结晶器振动跳钢壳漏钢外，其余23次均为角部纵裂漏钢。在23次角部纵裂漏钢中有22次发生在出结晶器和二冷一区间。

2.2 结晶器的影响

（1）铜管内腔倒锥度的影响，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。结晶器使用前期，铜管内腔曲线比较接近坯壳收缩曲线，气隙均匀，传热均匀，坯壳厚度也较均匀。在使用的过程中铜管不断的磨损和受热变形。在使用的中后期总锥度不断变小，而且弯月面下传热量大，铜管局部发生变形，也增加了坯壳的不均匀性。

（2）结晶器内软水流量的影响，通过对LZ钢的漏钢铸坯切样分析，发现漏钢的铸坯四面坯壳厚度明显不等，这说明主要原因是由于铸坯在结晶器内的冷却不均匀。针对LZ钢的包晶反应、线收缩大等特点，采用适当的降低结晶器内软水流量的方法，有利于提高铸坯坯壳与结晶器整个长度上的接触，使坯壳均匀、充分地生长，减少裂纹的产生。

2.3 过热度和拉速的影响

角部裂纹漏钢与中包温度与拉速关系密切，保证钢水有一定的过热度，能保证钢水顺利浇完。理论研究表明，过热度每增加10℃，结晶器出口坯壳厚度减少3%，温度过高，拉速偏快，就会造成出结晶器坯壳厚度较薄，出结晶器后容易产生角部裂纹漏钢。

3 具体措施

4 取得的效果

经过工艺优化，150t连铸生产LZ钢的浇铸情况得到很大的改观，漏钢事故大幅降低。2013年1～5月份生产LZ钢的溢漏率为0.5%（共浇注515炉，漏钢26次），调整后，2013年6～8月份生产LZ钢的溢漏率为0.1%（共浇注299炉，漏钢3次）。

5 结论

（1）铜管内腔尺寸不合理和结晶器软水流量偏大是造成150t连铸10机10流连铸机LZ钢角裂漏钢的主要原因。

（2）二冷一区、二区冷却强度偏弱是造成LZ钢角裂漏钢的重要原因。

（3）高过热度情况下拉速偏快是造成LZ钢角裂漏钢的重要原因。

参考文献

[1] 陈家祥.连铸炼钢手册[M].北京：冶金工业出版社，1995.

[2] 徐志洋，姜红军.小方坯连铸机漏钢事故分析及防止措施[J].马钢科研，1999，（4）.endprint

摘要：文章介绍了第一炼钢厂150t连铸作业区为减少LZ钢漏钢而采取的一系列改进措施：优化结晶器软水流量，优化二冷制度，对在线结晶器过钢量的控制，优化温度拉速制度等，并取得了较好的效果，150t连铸生产LZ钢的溢漏率由原来的0.5%减少到现在的0.1%。

关键词：LZ钢；漏钢；软水流量；二冷制度；过钢量；温度拉速制度

中图分类号：TF777 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）19-0056-02

2012年随着八一钢铁股份有限公司第一炼钢厂150t转炉产线工程的结束，第一炼钢厂150t连铸10机10流小方坯连铸机于8月份开始投产，主要生产钢种包括热轧光圆钢筋系列、热轧带肋钢筋系列、抽油杆钢系列、弹簧钢系列、硬线钢系列、焊丝钢系列、齿轮钢、77Mn、82B等50个钢种。150t连铸10机10流小方坯连铸机于2013年1月份开始生产LZ钢，在浇铸LZ钢的过程中漏钢事故较多，平均拉速慢，产能受到很大影响。为此，对浇铸LZ钢时漏钢的成因进行分析，找出解决漏钢的办法。通过对浇铸工艺的优化，取得了良好的效果。

1 装备与工艺条件

1.1 装备条件

铸机：10机10流弧形连铸机；浇铸半径：R10000；浇铸断面：150×150mm；炉机匹配：一机对一炉；定尺：10m，12m；中间包浇注形式：塞棒-浸入式水口，保护渣保护浇注；引锭杆形式：刚性引锭杆；拉矫形式：渐近矫直；切割形式：火焰切割机。

1.2 工艺条件

结晶器：窄缝导流水套式结晶器；

水缝：4mm；

软水压力：≥1.0MPa；

长度：900mm；

材质：磷脱氧铜；

铜管形式：带锥度弧管式（连续锥度）；

二次冷却区分四段。

2 LZ钢漏钢产生的原因分析

2.1 LZ钢坯壳的裂纹敏感性强

LZ钢属于低碳钢，其在结晶器内形成的初生坯壳，在固相线以下25℃～50℃时发生包晶反应（δ+L=γ），并伴随较大的线性收缩，坯壳与结晶器脱离产生较大的缝隙，导出热流减少，坯壳变薄，而且厚度不均匀。当坯壳所受应力超过其抗拉强度时，在坯壳薄弱处产生应力集中出现细小纵裂纹，出结晶器坯壳由于失去支撑以及受二冷强度影响，裂纹进一步扩大，发生漏钢。相同冷却条件下，低合金钢比普碳钢温降速度大，凝固快，在一次冷却不均匀时，坯壳厚度差别更大，裂纹敏感性更强，在热应力和形变应力的作用下，易在坯壳薄弱处开裂，从而极易发生角裂漏钢。2013年1～5月份150t连铸共生产LZ钢515炉，漏钢次数26次，除2次卷渣漏钢，1次结晶器振动跳钢壳漏钢外，其余23次均为角部纵裂漏钢。在23次角部纵裂漏钢中有22次发生在出结晶器和二冷一区间。

2.2 结晶器的影响

（1）铜管内腔倒锥度的影响，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。结晶器使用前期，铜管内腔曲线比较接近坯壳收缩曲线，气隙均匀，传热均匀，坯壳厚度也较均匀。在使用的过程中铜管不断的磨损和受热变形。在使用的中后期总锥度不断变小，而且弯月面下传热量大，铜管局部发生变形，也增加了坯壳的不均匀性。

（2）结晶器内软水流量的影响，通过对LZ钢的漏钢铸坯切样分析，发现漏钢的铸坯四面坯壳厚度明显不等，这说明主要原因是由于铸坯在结晶器内的冷却不均匀。针对LZ钢的包晶反应、线收缩大等特点，采用适当的降低结晶器内软水流量的方法，有利于提高铸坯坯壳与结晶器整个长度上的接触，使坯壳均匀、充分地生长，减少裂纹的产生。

2.3 过热度和拉速的影响

角部裂纹漏钢与中包温度与拉速关系密切，保证钢水有一定的过热度，能保证钢水顺利浇完。理论研究表明，过热度每增加10℃，结晶器出口坯壳厚度减少3%，温度过高，拉速偏快，就会造成出结晶器坯壳厚度较薄，出结晶器后容易产生角部裂纹漏钢。

3 具体措施

4 取得的效果

经过工艺优化，150t连铸生产LZ钢的浇铸情况得到很大的改观，漏钢事故大幅降低。2013年1～5月份生产LZ钢的溢漏率为0.5%（共浇注515炉，漏钢26次），调整后，2013年6～8月份生产LZ钢的溢漏率为0.1%（共浇注299炉，漏钢3次）。

5 结论

（1）铜管内腔尺寸不合理和结晶器软水流量偏大是造成150t连铸10机10流连铸机LZ钢角裂漏钢的主要原因。

（2）二冷一区、二区冷却强度偏弱是造成LZ钢角裂漏钢的重要原因。

（3）高过热度情况下拉速偏快是造成LZ钢角裂漏钢的重要原因。

参考文献

[1] 陈家祥.连铸炼钢手册[M].北京：冶金工业出版社，1995.

[2] 徐志洋，姜红军.小方坯连铸机漏钢事故分析及防止措施[J].马钢科研，1999，（4）.endprint