控制漏钢报警率工艺技术研究

控制漏钢报警率工艺技术研究 黄基红 （ 攀钢集团 西昌钢钒炼钢厂 ） 摘 要 ： 通过对西昌钢钒炼钢厂连铸作业区现场工艺的调查，找出了影响漏钢报警率的主要因素，并有针对性的采取了一系列的技术措施和管理措施，使漏钢报警率显著降低，每月漏钢次数稳定控制在 30次以下。 关键词： 板坯连铸；漏钢；报警率 0 引言 漏钢是连铸生产过程中的重大生产工艺事故，严重影响生产的稳定顺行 。 直接经济损失达到 40万元 /次的连铸漏钢主要包括：开浇漏钢、悬挂漏钢、裂纹漏钢、开浇漏钢、粘结漏钢。据国内外权威统计，粘结漏钢占连铸漏钢的 80%，为了预防和降低粘结漏钢事故， 20 世纪末开发出了漏钢预报系统，大大降低了粘结漏钢事故。 攀钢集团西昌钢钒有限公司因攀钢西昌钒钛资源综合利用项目而诞生，是攀钢实施产品机构调整，实现战略转移的重要工程，始建于 2008 年 9月，于 2011 年 7 月 20 日正式挂牌成立，公司采用了国际先进的设备和工艺技术，共有两台板坯连铸机（一机一流 1930 铸机和两机两流 1650 铸机），年产铸坯 385 万 t，以生产高级别管线、高强度结构钢、高质量汽车面板以及高档家电板等为主。炼钢厂的连铸作业区，拥有水平达到世界一流的液位控制、漏钢预报、结 晶器振动系统。 虽然漏钢预报系统能避免粘结漏钢事故，但报警的时候铸机拉速会由当前拉速（ 1.5 m/动降至爬行速度 (0.2 m/同时伴随着液面大的波动（ D 30 造成铸坯表面大量的接痕，降低铸坯表面质量，造成大量的废品，降低铸坯综合合格率。 1 现状调查 为调查西昌钢钒炼钢厂连铸漏钢报警使用情况，分月对 2013年 1 8月漏钢次数、铸坯表面质量及判废量进行了持续跟踪。 漏钢报警次数 2013年 1 8月， 1930和 1650铸机各月报警次数见图 1。 12416520179116223186881481 . 5 10 . 9 62 . 0 10 . 9 31 . 2 42 . 7 62 . 0 40 . 9 71 . 5 50501001502002501 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 机 1650 铸机 合计 漏钢报警率（ % ）图 1 2013年 1 8月漏钢报警次数及报警率 由图 1可知， 2013年 1 8月 1930和 1650铸机报警次数普遍偏高在 74 223次，其中 6月报警 223次，1930和 1650铸机分别报警 72次和 151次；漏钢报警率在 其中 6月份高达 对 1 8月求平均值得出，漏钢报警次数为 148次 /月，报警率为 报警次数/次报警率/%攀 钢 技 术 29 报警接痕下线块数 2013年 1 8月，各月因漏钢报警导致铸坯下线块数见图 2。 6585104586912113572892 8 . 5 13 3 . 6 3 4 . 9 3 6 . 0 2 3 6 . 3 24 1 . 3 4 3 . 2 72 7 . 5 93 5 . 1 9040801201601 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 平均值铸坯块数 下线比例（ % ）图 2 2013年 1 8月漏钢报警接痕下线铸坯块数 由图 2可知， 2013年 1 8月 1930和 1650铸机每月因漏钢报警造成的铸坯下线偏高在 58 135块 /月，其中 7月因漏钢报警下线铸坯 135块，漏钢报警导致铸坯下线比例 对 1 8月求平均值得出，漏钢报警接痕为 89块 /月，铸坯下线比例为 漏钢报警接痕导致的废品量 2013 年 1 8 月，因漏钢报警造成的铸坯废品量如图 3 所示。 8 7 . 7 6 72 0 1 . 2 0 82 9 0 . 7 7 61 3 2 . 1 3 27 1 . 0 1 13 0 1 . 1 7 84 0 4 . 7 73 3 0 . 8 1 42 2 7 . 4 5 701002003004005001 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 平均值 图 3 2013 年 1 8 月 因漏钢报警造成的废品量 由图 3可知， 2013年 1 8月每月因漏钢报警造成的判废量在 t，t，每吨判废铸坯损失约 800元，直接经济损失为 月。 2 现场工艺调查及原因分析 漏钢报警准确率 为调查漏钢预报的准确性，作业区对 2013 年 8月漏钢报警的铸坯，进行下线并专垛堆放，作业区区工每两天对报警铸坯进行现场确认，当报警接痕前出现 V 字形裂口或重皮时，认为报警准确否则认为误报。期间连铸共发生漏钢报警 88 次（见图 4），准报 72 次，报警准 确率为 因此排除了漏钢预报系统的问题，需对 1930 铸机工艺进行优化。 漏钢报警异常原因分析 在漏钢报警的过程中往往伴随着一些异常情况，主要包括换水口、底吹氩不通、液面波动大、温度高、水口开裂、水口堵塞严重、生产节奏差等，为了找出漏钢报警与这些异常情况之间是否存在联系，对近期漏钢报警进行统计。根据 相关历史数据，对 8 月底以来的漏钢报警原因进行分析、统计、归类见表 1。 废品量/t 铸坯下线数/块，下线比例/% 30 2014 年第 37 卷第 5 期 3058882349728 4 . 4 8 % 8 1 . 8 2 %7 6 . 6 7 %0204060801001930 铸机 1650 铸机 合计7 2 . 0 0 %7 4 . 0 0 %7 6 . 0 0 %7 8 . 0 0 %8 0 . 0 0 %8 2 . 0 0 %8 4 . 0 0 %8 6 . 0 0 %报警次数 准报次数 准确率（ % ）图 4 2013 年 8 月漏钢报警准确率 表 1 漏 钢报警原因及比例 漏钢报警原因 比例 /% 开浇第一炉升速 中水口故障 水口操作 异常 它 连铸现场工艺调查 通过对查阅相关资料，结合漏钢报警异常原因分析确定影响漏钢报警的主要因素有： 保护渣适应性差 ； 水口插入深度不合理，水口故障多； 开浇升速过快； 液面波动大 。 针对上述影响因素进行了现场逐一调查： 1）保护渣适应性调查 为调查不同型号的保护渣使用性能情况，连铸技术组对保护渣液渣层厚度、消耗及铸坯表面质量进行现场调查见 表 2。 表 2 不同型号保护渣现场指标调查 保护渣型号 代表钢种 厂家 液渣厚度 /耗 /kg宇 10 13 成 10 12 235B 龙成 9 11 保 9 12 345B 西保 8 11 宇 8 11 宇 11 13 保 11 13 过查阅资料，保护渣的 吨坯 0.6 kg/t，才能满足坯壳与铜板之间的润滑需求，避免坯壳和铜板之间发生粘结，通过表 2 可知，护渣消耗在 kg/t，无法满足润滑要求，因此需对保护渣理化指标进行优化，提高保护渣消耗。 2）浸入式水口插入深度调查 为调查 1930和 1650铸机浸入式水口插入深度 ,分铸机对 10 支现场换下水口插入深度进行测量 ,结果如表 3 所示。 表 3 不同铸机浸入式水口插入深度 机号 样本 1 样本 2 样本 3 样本 4 样本 5 样本 6 样本 7 样本 8 样本 9 样本 10 平均 1930 150 160 140 155 143 158 149 138 160 165 650 180 175 160 190 185 182 168 210 195 178 点 报准率/%报警次数/次攀 钢 技 术 31 由表 3 可知 ， 1930 铸机水口插入深度为 140165 平均插入深度为 151.8 1650 铸机水口插入深度为 160 210 平均插入深度为 182.3 过查阅结晶器水模试验资 料 ， 水口最优插入深度为 135 170需结合液位设置范围 ， 对1650 铸机水口插入深度进行调整。 3)开浇第一炉升速调查 结合连铸现行升速制度 (开浇后拉速可直接由0.3 m/至 0.6 m/当拉速 0.6 m/升速按每升 0.1 m/留 1 原则进行 ),见图 5。 0 . 4 50 . 60 . 7 0 . 70 . 8 0 . 80 . 9 0 . 91 . 0 1 . 01 . 1 1 . 11 . 2 1 . 21 . 3 1 . 31 . 4 1 . 40 . 6 0 . 60 . 7 0 . 70 . 8 0 . 80 . 9 0 . 91 . 0 1 . 01 . 1 1 . 11 . 2 1 . 21 . 3 1 . 31 . 4 1 . 4 1 . 40 . 30 . 30 . 50 . 70 . 91 . 11 . 31 . 50 2 4 6 8 10 12 14 16 18开浇升速 换水口升速图 5 铸机拉速与升速时间的对应关系 由图 5 可知 ,铸机拉速由 0.3 m/至 1.0 m/时间共需要 10 特别是拉速由 0.3 m/直接升至 0.6 m/升速的过程是单位时间内保护渣消耗不断增加的过程 ， 如果升速过快会造成液渣层的转化不充分 ， 保护渣的转化速度小于消耗速度 ,进而影响保护渣的润滑性能 ， 导致坯壳与铜板发生粘连 ， 出现漏钢报警 ,因此需进一步优化升速制度。 4)现场水口故障调查 小组查阅了相关技术协议，要求浸入式水口使用寿命 360 间铸机共使用浸入式水口 49支，主要构成见表 4，其中因为水口质量问题出现穿孔、开裂、断裂、熔损严重共 12 支，占使用数量的 平均使用时间仅为 131 本无法满足工艺要求 ；水口质量差，出现穿孔、开裂现象，改变了结晶器内热流分布，造成热流分布不均匀，影响保护渣的润滑效果，增加坯壳与铜板之间发生粘连的几率，从而导致漏钢报警。 表 4 浸入式水口更换原因构成 水口更换原因 比例 /% 包次结束 划换水口 裂 口断 孔 它 时对水口烘烤情况进行了跟踪，期间共烘烤水口 45 支见表 5。 表 5 水口烘烤时间统计 支数 /支 烘烤时间 / 月 2 日 4 234 7 月 3 日 6 219 7 月 4 日 4 190 7 月 5 日 5 250 7 月 6 日 7 245 7 月 7 日 8 198 7 月 8 日 6 213 7 月 9 日 5 197 由表 5 可看出，浸入式水口的烘烤时间均 180 口烘烤时间过长会导致过氧化严重，从而影响水口使用寿命。 3 采取主要措施 结合现场工艺及操作调查结果，确定了影响漏钢报警的主要原因有：部分保护渣性能不稳定，主要表现为渣耗低； 1650 铸机水口插入深度偏深；开浇或换水口升速过快，造成保护渣转化速度跟不上消耗速度；浸入式水口烘烤时间太长，造成过氧化严重。采取以下 主要措施： 推进 护渣开发 针对现场试验过程中发现 护渣消耗在 kg/t，无法满足润滑要求的情况，拉速/(时间 / 32 2014 年第 37 卷第 5 期 同重庆大学一起加快推进中碳低合金钢保护渣和包晶钢保护渣的现场试验，优化前后保护渣主要指标对比见表 6。 表 6 优化前后保护渣主要指标对比 保护渣型号 熔化温度 / 黏 度 /Pas 碱度 合金钢保护渣） 107530 晶钢保护渣） 109030 碳低合金钢保护渣） 107030 表 6 可知 ,护渣在护渣的基础上 ,通过降低保护渣的 黏 度 ，提高保护渣的碱度 ， 增加 含量 ， 提高保护渣的流动流动和铺展性能 ， 增加保护渣的消耗 ， 防止铸中坯壳与铜板发生粘接 ， 优化前后保护渣消耗情况对比见表 7。 表 7 优化前后保护渣使用性能对比 保护渣型号 代表钢种 厂家 液渣厚度 /耗 /（ kg 345B 西保 8 11 宇 8 11 510L 冶材 10 13 345B 冶材 10 12 表 7 可知 ,优化后保护渣液渣层厚度提高了2 3 保护渣消耗大幅提高至 kg/t 以上 ，满足正常的润滑需求。 优化浸入式水口插入深度 决定水口插入深度的主要有铸中中包车的位置和结晶器液位设置范围 ， 其中结晶器液位设置范围为 :这样既能保证液位传感器的检测精 度 ， 又能防止传感器温度过高。所以必须通过改变中包车的位置来保证水口的插入深度在130 180 同时作业区规定开浇第一炉结晶器液位必须设置在 这样保证了开浇时水口插入深度在最优的 155 升速制度优化 针对升速过快会造成液渣层的转化不充分的情况 ， 作业区提出了降低升速速率的建议 ， 采用每升 留 1方法 ， 对比前后升速方法见图 6。 0 . 4 50 . 60 . 7 0 . 70 . 8 0 . 80 . 9 0 . 91 . 0 1 . 01 . 1 1 . 11 . 2 1 . 21 . 3 1 . 31 . 4 1 . 40 . 6 0 . 60 . 7 0 . 70 . 8 0 . 80 . 9 0 . 91 . 0 1 . 01 . 1 1 . 11 . 2 1 . 21 . 3 1 . 31 . 4 1 . 4 1 . 40 . 3 0 0 . 3 5 0 . 3 50 . 4 0 0 . 4 00 . 4 5 0 . 4 50 . 5 0 0 . 5 00 . 5 5 0 . 5 50 . 6 0 0 . 6 00 . 6 5 0 . 6 50 . 7 0 0 . 7 00 . 7 5 0 . 7 50 . 6 0 0 . 6 00 . 6 5 0 . 6 50 . 7 0 0 . 7 00 . 7 5 0 . 7 50 . 8 0 0 . 8 00 . 8 5 0 . 8 50 . 9 0 0 . 9 00 . 9 5 0 . 9 51 . 0 0 1 . 0 01 . 0 50 . 30 . 30 . 50 . 70 . 91 . 11 . 31 . 50 2 4 6 8 10 12 14 16 18开浇升速 换水口升速 优化后开浇升速 优化后换水口升速图 6 优化前后铸机拉速与升速时间的对应关系 拉速/(m时间 / 钢 技 术 33 由图 6 可知 ， 通过采用半 档升速法在相同的时间内升速速率降低了 50%， 留足了保护渣从粉渣到液渣的转化时间 ， 保证了保护渣的润滑效果。 规范水口烘烤制度 针对水口烘烤过程中的过度烘烤 ， 造成表面过氧化影响水口使用时间的问题提出了 : 1）烘烤在线浸入式水口烘烤，应在中包温度升到 900 C 以上再烤水口，在 350 800 C 的烘烤时间应尽可能短，最好 20 内；线外浸入式水口烘烤，应先小火烘烤 10 20 大火烘烤30 60 烘烤总时间应 180 烤水口必须小火烘烤 15 用。 2）更换浸 入式水口的使用时间应 380 烤水口的使用时间应 120 入式水口未经烘烤或烘烤时间 30 止使用；烘烤过程中水口出现裂纹禁止使用；使用过的水口禁止重复使用；浸入式水口发生裂纹、穿孔、断裂等异常情况时，按浇钢工岗位作业标准中相关内容执行；将尾坯拉至换包位进行换水口时，必须进行捞渣操作，出苗时间控制按关于预防开浇漏钢的通知中相关内容执行；交接班时，对水口的使用及烘烤时间要交清接明。 建立完善的技术培训及正向激励机制 1)作业区对影响漏钢报警的因素进行了全面梳理，由 作业长、生产准备员及区域工程师利用班前会开展技术讲课，逐步提高职工的技术水平和操