基本介紹
- 中文名：拉漏
- 外文名：Pull leakage
- 學科：冶金工程
- 領域：冶煉
- 套用：連續鑄鋼煉鐵過程
- 事故：鋼水從坯殼薄弱處流出
造成漏鋼的原因,引起漏鋼的因素,在生產中遇到的縱裂拉漏,鑄坯表面縱裂的影響因素,預防控制措施,實施效果,總結,
造成漏鋼的原因
造成漏鋼的原因是極其複雜的，但大致可有以下6種情況：
(1)開澆漏鋼。開澆後拉坯起步時由於引錠桿頭部密封不良所致。
(2)懸掛漏鋼。結晶器角縫大、角墊板凹陷或銅板劃傷，使結晶器拉坯阻力增大，極易發生起步懸掛漏鋼。
(3)裂紋漏鋼。在結晶器內坯殼產生嚴重縱裂、角裂或脫方(見鼓肚與菱變)，鑄坯出結晶器造成的漏鋼。
(4)夾渣漏鋼。由於在結晶器內渣塊或異物裹入凝固殼局部區域，使坯殼厚度太薄而造成漏鋼。
(5)粘結漏鋼。由於結晶器保護渣潤滑不良，使坯殼粘結在結晶器銅壁而拉斷造成漏鋼。
(6)切割漏鋼。當拉速太快，二次冷卻太弱，致使鑄坯內液相穴過長，鑄坯切割後中心未凝固的鋼液流出。
引起漏鋼的因素
引起漏鋼的因素有5種：
(1)設備因素。結晶器磨損以致失去錐度，鑄坯脫方嚴重，對弧不準，結晶器注流不對中等。
(2)工藝操作因素。拉速過快，注溫過高，水口不對中，結晶器液面波動太大，冷卻強度不足等。
(3)坯殼懸掛。結晶器銅板變形，內壁劃傷，液渣膜潤滑中斷等。
(4)異物嵌入凝固殼。如液面波動太大時結晶器未熔渣塊捲入凝固殼。
(5)保護渣性能不良。
在生產中遇到的縱裂拉漏
連鑄機是一台三機三流兩點矯直小方坯弧形連鑄機，該鑄機採用了多項先進的工藝技術與設備，在生產不鏽鋼 時採用了保護澆注（大包採用保護管，中包有擋渣堰，並有雙層覆蓋劑，浸入式下水口，專用鉻不銹型結晶器液面保護渣等），自動液面控制，結晶器電磁攪拌等工藝技術。從拉漏事故的產生區域看：多發生於二次冷卻區的二段和三段，從拉漏的鑄坯表面看，多發生於鑄坯的側面和內弧面，拉漏事故的時間段看拉漏事故通常發生在拉鋼中途採用自動液面控制時段，從以上三點可以推斷：縱裂是在結晶器內已經生成了縱裂紋，在出結晶器下口後由於二次冷卻過強而均勻，結晶器與二冷段對弧不良，拉速過快，升降拉速幅度過大，造成已有的縱裂紋擴大或熱應力的增加，鑄坯中未凝固的鋼水從縱裂紋處衝出造成拉漏事故。
鑄坯表面縱裂的影響因素
縱裂紋起源於結晶器初凝坯殼厚度的不均勻，作用於坯殼的拉應力超過允許強度，在坯殼薄弱處產生應力集中導致坯殼斷裂或出結晶器後在二次冷卻區裂紋擴展，嚴重時會造成廢品和拉漏。鑄坯表面縱裂的影響因素主要有以下幾方面：
1 結晶器液面波動過大
連鑄操作中拉速升降幅度過大造成液面波動大，破壞了鋼液在結晶器內的流場和保護渣合理的三層結構，對裂紋發生率有極大影響。另外無論是升速還是降速，都屬於不穩定的狀態，也增加了裂紋發生的幾率，因而縱裂大多發生在頭坯和尾坯。如果液面波動區間由±5 mm 增加到±20 mm 時，縱裂紋指數從0 增加到2.0，由此可見，結晶器液面渡動區間應該控制在±5 mm。
2 結晶器錐度的不合理
結晶器內熱的傳遞路線是：鋼水→坯殼→渣衣→氣隙→銅板→冷卻水帶去熱量。其中最大障礙是氣隙，所以錐度調整是關鍵。錐度過小，由於鑄坯收縮，氣隙過大，在整個結晶器內坯殼得不到很好冷卻。相應部位坯殼變薄，出結晶器後，由於鋼水靜壓力產生側面鼓肚，嚴重時造成漏鋼。這就是裂紋性漏鋼。錐度過大，氣隙過小，拉坯阻力較大，嚴重也可能造成漏鋼的危險。
3 澆鑄溫度過高
過熱度控制過高，在結晶器中初生坯殼厚度較薄，高溫強度變弱，坯殼在凝固收縮過程中容易被撕開形成裂紋。此外因溫度偏高，在結晶器中鑄坯的整體收縮量變小，坯殼與結晶器之間的縫隙變小，保護渣流入成膜困難，局部被堵塞，造成坯殼與結晶器之間局部無保護渣，導致傳熱不均勻，形成的坯殼也不均勻，其坯殼薄弱處易成為縱裂的發源地。
4 中間包擋牆損壞
通過調查生產不鏽鋼過程中所用的中間包，擋牆穿洞的爐號縱裂發生率高於擋牆完好的爐號，這說明擋牆穿洞後失去了有效去除夾雜物的作用，在連澆後期進入結晶器的夾雜物增多，惡化了結晶器保護渣的原有性能，破壞了坯殼均勻穩定生成的條件，導致產生縱裂紋。
5 冷卻制度不當
（1）結晶器冷卻採用強冷方式
結晶器的冷卻強度太小對初生坯殼的生長有著重要影響。冷卻強度過大，則初生坯殼生長過快，在凝固收縮過程中易誘發裂紋；冷卻強度過小，會造成坯殼厚度過薄無法承受鋼水的靜壓力和拉矯機的拉力而引發漏鋼。
（2）二冷制度
二冷區的水量和分布與鑄坯質量密切相關，因此應從傳熱和冶金兩方面綜合考慮選擇合適的二冷制度。生產2Cr13 所用二冷制度應該注意：一是水量不應太大，導致溫降速度過快；二是合理配置各段水量分配。這樣坯殼就不會受到很大的熱應力和組織應力且受力均勻，破壞縱裂紋繼續擴展的條件。因此在連鑄機冶金長度允許的情況下，應減小比水量。不鏽鋼屬於裂紋敏感性強的鋼種，在保證一定坯殼厚度的情況下，宜採用弱冷和低拉速工藝。足輥段採用噴淋冷卻，扇形段採用氣霧冷卻。
6 結晶器保護渣性能不良
縱裂發源於結晶器內。因此防止縱裂的理想條件是在鑄坯的周圍形成一層厚度均勻的半融態渣膜，這與保護渣的粘度、熔化速度等性能有關。保護渣的粘度/熔化速度的比值愈大，縱裂指數愈小。粘度過低的保護渣造成渣膜增厚，導致凝固殼導熱性能不均，容易在凝固殼薄弱處產生應力集中，當其超過凝固殼的高溫強度時便產生裂紋。
7 浸入式水口不對中
浸入式水口與結晶器不對中極易產生偏流沖刷坯殼，還能引起結晶器液面翻騰，保護渣不能形成均勻的渣膜，導致傳熱不良，初生坯殼厚薄不均而引起裂紋的發生。水口的傾角與插入深度不合理，造成注流對坯殼沖刷，影響坯殼均勻生長。
預防控制措施
縱裂漏鋼的產生不是一種因素造成的，在實際的生產操作過程中，往往是幾種因素疊加產生的。縱裂拉漏從兩個方面來控制，首先要防止在結晶器內形成縱裂紋，其次要防止縱裂紋在二冷段的進一步擴大。
1 控制縱裂的產生方面
(1) 保持結晶器液面穩定。採用液面自動控制
系統，使結晶器液面波動範圍控制在±5 mm 之內，可大幅度改善鑄坯表面質量。浸入式水口吹Ar 量不能過大；避免水口堵塞的沖棒和偏流引起液面波動，避免自動控制液面檢測器發生故障或操作不當；控制扇形段開口度。把拉速的升降幅度控制在0.1 m/min~0.15 m/min 範圍內，以防止保證結晶器液面波動幅度過大。採用低拉速並保持穩定的速度方案，在原有拉速曲線上下降0.05 m/min~0.1m/min，中包溫差在10 ℃左右時不調整拉速。
(2) 結晶器對縱裂影響尤其重要。
結晶器採用合理的倒錐度。加大結晶器的檢查力度，保證合理的倒錐度防止嚴重銅管內表面磨損和變形（因為結晶器銅板不光潔或有劃痕，造成結晶器內熱流密度不均勻；使結晶器與坯殼之間出現不均勻的氣隙，導致鑄坯產生表面縱裂），我們採用定期檢查測量方式來確保工作狀態的結晶器合格。
(3) 確定合理的澆鑄溫度及拉坯速度：2Cr13熔點1 494 ℃(按內控值計算)，控制好過熱度為20 ℃~30 ℃，中間包控制在1 515 ℃~1 525 ℃拉鋼，拉速能確保在0.80 m/min~0.85 m/min之間，所以組織連包的第一包鋼水吊包溫度1 570 ℃~1 580 ℃，迴轉台溫度1 565℃~1 575 ℃；第二包吊包溫度1 565℃~1575，迴轉台溫度1 560 ℃~1570 ℃。
(4) 澆鑄後期中間包擋牆損壞嚴重，會逐漸失去保護作用，減少連澆爐數，一般控制在3 連包和合理的中包餘量，中包餘量控制在1 噸作用。減少連澆後期進入結晶器的夾雜物增多，惡化了結晶器保護渣的原有性能。
(5) 選用性能優良保護渣和採用合理的加入方式：縱裂紋發源於結晶器內，防止縱裂的理想條件是在鑄坯的周圍形成一層厚度均勻的半融態渣膜，這就要求保護渣要有一定粘度和熔化速度，往結晶器中加渣時一定要做到勤加、少加，並使保護渣在結晶器中均勻鋪散，確保黑渣操作，不得讓表面渣色變紅髮亮。在操作中，一定要有專人認真觀察結晶器中的渣況，如發現渣結團或過粘，要根據具體條件進行調整或換渣操作。注意撈渣時不能過深，並且不能刮著坯殼；要邊撈渣邊添加新保護渣，避免鋼水液面暴露與空氣接觸.適當降低拉速或在拉速較低時進行；換渣時應保持結晶器液面的穩定。
(6) 中間包水口採用浸入式水口，安裝要對中，左右偏差不能大於2 mm，深度要合適，以減輕鑄流對凝固坯殼的沖刷，使其生長均勻，以防出結晶器下口一側的坯殼過薄而拉漏，防止水口穿孔。
2 防止裂紋的擴大措施
(1) 加強二冷段的檢查（特別是二冷一段全水冷噴嘴的檢查）保證噴嘴的通暢；對噴嘴不暢通的要及時更換；結晶器與二次冷卻區上部對弧要對準。
(2) 按要求正確調整各段噴嘴角度，噴嘴至各段鑄坯表面距離，並符合工藝要求。二冷區的水量和分布與鑄坯質量密切相關，水量不宜太大，否則導致溫降速度過快，合理的分配各段水量，這樣鑄坯表面坯殼就不會受到很大的熱應力且受力均勻，破壞裂紋繼續擴展的條件，採用的比水量是0.32 L/min.各段水量的分配為40:30:30。
實施效果
通過對鑄坯裂紋產生原因的研究並制定出預防措施後，攀長特公司連鑄坯的拉漏率從措施未實現前的6.2%的拉漏率降到措施實施後的2.05%。拉漏率未降到0，是因為連鑄設備運行多年，設備精度下降（二冷制度打不到工藝要求）造成的，拉漏率同比下降了4.15%，說明我們的研究方向是正確的，同時制定的措施也是符合實際的。
總結
連鑄縱裂漏鋼是煉鋼連鑄生產中的常發事故，在連鑄生產實踐中，幾乎不可能完全杜絕鑄坯裂紋，但我們可以儘量減少縱裂漏鋼的產生。消除鑄坯裂紋就是要尋找生產中產生過大應力或應變的原因，以及對澆注鋼種的裂紋敏感性的掌握，進而從設備、工藝等角度提出消除過大應力或應變措施，從而達到減少縱裂漏鋼機會甚至杜絕縱裂漏鋼的目的. 並應加大職工對這種特殊鋼種的認識，在生產實踐中採取行之有效的工藝技術，建立建全一套合理連鑄操作規程，來保證連鑄的正常生產。
