结晶器保护渣与粘结漏钢的关系

结晶器保护渣与粘结漏钢的关系

摘要：本文着重从结晶器保护渣的选择与使用上阐述了结晶器保护渣与粘结漏钢的关系，并提出了预防措施。

关键词：结晶器保护渣粘结漏钢预防措施

1前言

漏钢是连铸生产中重大的生产事故，是需要极力避免的。近年来，由于生产工操作水平的提高，漏钢预报警的应用以及结晶器保护渣的持续改进，漏钢率大大降低，但是仍不可避免。

漏钢的种类一般有裂纹漏钢、开浇漏钢、悬挂漏钢、夹杂物漏钢、粘结漏钢等，但以粘结漏钢所占的比重为最大。而粘结漏钢往往与结晶器保护渣有很大关系。

本文根据济钢第三炼钢厂多年生产经验及多次漏钢事故的分析，着重阐述了粘结漏钢发生的机理和原因，结晶器保护渣的作用及选择，结晶器保护渣的使用，并以此提出了预防粘结漏钢的措施。

2粘结漏钢发生的机理和原因

2.1粘结漏钢发生的机理

粘结漏钢发生的机理如图1所示：①一部分坯壳与结晶器铜板粘结，在被粘结的坯壳A和下降的坯壳B之间发生坯壳的撕裂；②钢水流入撕裂的坯壳间，形成新的薄坯壳C；③薄坯壳C因坯壳A随结晶器的上升和铸坯(坯壳B)的下降再次被拉裂，再次形成新的薄坯壳；④结晶器每震动一次，就重复一次“撕裂—形成新坯壳”的过程，撕裂点和薄坯壳的位置不断向下移动，直到出结晶器下口而发生漏钢。

2.2粘结漏钢发生的原因

导致粘结漏钢的原因很多，保护渣方面的有：①保护渣性能不良，不能很好的流入坯壳与铜板之间形成润滑；②结晶器壁上形成较大渣圈，阻碍了液渣的正常流入，起不到润滑和传热作用；③结晶器内液面波动过大，弯月面处液渣层断层，造成铜板与坯壳之间渣膜断裂，润滑不好；④保护渣吸附较多脱氧产物或非金属夹杂导致变性，使其粘度上升，不能很好流入铜板与坯壳之间形成润滑；⑤钢水温度偏低时，保护渣化渣不良，使熔渣粘度上升，造成流入不足。

3济钢三炼钢连铸机漏钢情况

漏钢种类粘结漏钢裂纹漏钢开浇漏钢接头漏钢合计

次数% 10 9 2 5 26

4防止漏钢应采取的措施

4.1保护渣的作用及选择

连铸结晶器保护渣在钢水面上形成三层结构, 即粉渣层———烧结层———液渣层,这三层结构对连铸坯的表面及内部质量有决定性的影响, 是影响连铸机生产效率的一个重要因素.

结晶器保护渣在连铸生产中具有如下作用:①防止结晶器内钢液的二次氧化; 在结晶器内钢液表面形成一绝热层, 防止结晶器内钢液表面的凝固; ②吸收结晶器内钢液中上浮的夹杂物, 提高结晶器内钢液的纯净度; ③在结晶器壁和铸坯凝固壳的间隙形成均匀的润滑层, 防止产生粘结性漏钢事故; ④改善铸坯凝固壳与结晶器壁的传热, 减少铸坯的表面缺陷. 选择和应用合理的结晶器保护渣, 使它们的物理、化学性质和热力学、动力学性能达到最佳, 既可减少连铸坯表面的缺陷, 又可防止连铸生产过程中的粘结漏钢事故.

保护渣的选择是根据连铸机工艺和浇注的钢种选择不同类型的保护渣。

一般来说，首先应根据铸机拉速来选择保护渣熔化性能，确保其在结晶器内形成适当厚度的熔渣层（8～15mm）。

开浇时拉速低，结晶器壁温度低，结晶器壁与坯壳的间隙较大，为使保护渣能充分填充空隙，应选择熔点和粘度相对高的保护渣作为开浇渣。

低碳钢，这类钢高温机械性能好，凝固过程中不存在严重的相变体积变化，内应力及裂纹敏感性小，故通常以较高拉坯速度生产，以提高生产率。较高拉速要求尽量增大结晶器热流，加速钢水凝固，防止粘结漏钢，这要求保护渣结晶温度低、凝固温度适中。在高速浇注时，为使足够的液态保护渣能流入坯壳与铜板之间，确保良好的润滑和足够的消耗，通常保护渣粘度选择较低的范围。另外，因为钢中夹杂物含量一般相对较高，宜选择随浇注时间增长，含量变化不大或Al2O3含量增加对性能影响不大的低碱度、低含量的保护渣。

中碳钢钢水凝固过程中发生δ→γ相变，体积强烈收缩，此钢种裂纹敏感性大，容易产生表面裂纹，特别是高拉速时。避免纵横向裂纹是首要考虑的问题,因此，应选用碱度较高、凝固温度高和结晶温度也高的保护渣，利用结晶质膜中的“气隙”，使保护渣传热速度减慢，有助于减小铸坯在冷却过程中产生的热应力。

高碳钢连铸最大的问题是中心偏析，其拉速一般相对较低，且浇注温度较低，易发生结晶器内刚水表面结冷钢，保护渣熔化不良而造成漏钢。另外，高碳钢容易粘结，这与初始生成的坯壳凝固收缩小有关。所以，高碳钢应选择熔点低、熔速快，保温性能好的保护渣。

4.2保护渣的使用

选择了性能适宜的保护渣，还需正确使用才能充分发挥其作用。目前，我厂结晶器保护渣基本都是人工加入并采用“少加、勤加、均匀加”的方法，以不裸露钢液面为原则。结晶器内保护渣应保证适宜的总渣层和熔渣层厚度。一般应保持总渣层厚度在50mm左右，熔渣层厚度在8～15mm。同时应采取措施，使结晶器既保持稳定又相对活跃，如采用结晶器液面自动控制，调整好中间包上水口吹氩量等，促进保护渣熔化。

4.3济钢三炼钢板坯连铸机使用保护渣情况

济钢板坯连铸机浇铸的钢种有低碳钢（[C]=0.02%～0.08%）、低碳合金钢、包晶钢（[C]=0.08%～0.15%）、中碳钢（[C]=0.15%～0.25%）、中碳合金钢、高碳钢（[C]>0.25%）等六大类。

保护渣种类熔点粘度适用钢种

ST-SP/616D3 1.23 1120 0.87 中碳钢

ST-SP/220-D 0.96 1076 1.05 低碳钢

ST-SP/616-D60 1.23 1109 0.7 低碳合金

5结语

1）漏钢是连铸生产中重大的生产事故，需要极力避免。虽然漏钢的种类很多，但以粘结漏钢所占比重最大。粘结漏钢与保护渣的选择和使用有很大关系。

2）保护渣的使用要遵循“少加、勤加、均匀加”的加渣原则，最大限度发挥好其冶金效果。采用结晶器液面自动控制，采用适当的中包上水口吹氩，可以促进保护渣的熔化。

3）虽然漏钢难以完全防止，但只要我们选择合理的工艺，“精心、精准”操