控制漏鋼報警率工藝技術研究 黃基紅 （ 攀鋼集團 西昌鋼釩煉鋼廠 ） 摘 要 ： 通過對西昌鋼釩煉鋼廠連鑄作業區現場工藝的調查，找出了影響漏鋼報警率的主要因素，并有針對性的采取了一系列的技術措施和管理措施，使漏鋼報警率顯著降低，每月漏鋼次數穩定控制在 30次以下。 關鍵詞： 板坯連鑄；漏鋼；報警率 0 引言 漏鋼是連鑄生產過程中的重大生產工藝事故，嚴重影響生產的穩定順行 。 直接經濟損失達到 40萬元 /次的連鑄漏鋼主要包括：開澆漏鋼、懸掛漏鋼、裂紋漏鋼、開澆漏鋼、粘結漏鋼。據國內外權威統計，粘結漏鋼占連鑄漏鋼的 80%，為了預防和降低粘結漏鋼事故， 20 世紀末開發出了漏鋼預報系統，大大降低了粘結漏鋼事故。 攀鋼集團西昌鋼釩有限公司因攀鋼西昌釩鈦資源綜合利用項目而誕生，是攀鋼實施產品機構調整，實現戰略轉移的重要工程，始建于 2008 年 9月，于 2011 年 7 月 20 日正式掛牌成立，公司采用了國際先進的設備和工藝技術，共有兩臺板坯連鑄機（一機一流 1930 鑄機和兩機兩流 1650 鑄機），年產鑄坯 385 萬 t，以生產高級別管線、高強度結構鋼、高質量汽車面板以及高檔家電板等為主。煉鋼廠的連鑄作業區，擁有水平達到世界一流的液位控制、漏鋼預報、結 晶器振動系統。 雖然漏鋼預報系統能避免粘結漏鋼事故，但報警的時候鑄機拉速會由當前拉速（ 1.5 m/動降至爬行速度 (0.2 m/同時伴隨著液面大的波動（ D 30 造成鑄坯表面大量的接痕，降低鑄坯表面質量，造成大量的廢品，降低鑄坯綜合合格率。 1 現狀調查 為調查西昌鋼釩煉鋼廠連鑄漏鋼報警使用情況，分月對 2013年 1 8月漏鋼次數、鑄坯表面質量及判廢量進行了持續跟蹤。 漏鋼報警次數 2013年 1 8月， 1930和 1650鑄機各月報警次數見圖 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 機 1650 鑄機 合計 漏鋼報警率（ % ）圖 1 2013年 1 8月漏鋼報警次數及報警率 由圖 1可知， 2013年 1 8月 1930和 1650鑄機報警次數普遍偏高在 74 223次，其中 6月報警 223次，1930和 1650鑄機分別報警 72次和 151次；漏鋼報警率在 其中 6月份高達 對 1 8月求平均值得出，漏鋼報警次數為 148次 /月，報警率為 報警次數/次報警率/%攀 鋼 技 術 29 報警接痕下線塊數 2013年 1 8月，各月因漏鋼報警導致鑄坯下線塊數見圖 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 平均值鑄坯塊數 下線比例（ % ）圖 2 2013年 1 8月漏鋼報警接痕下線鑄坯塊數 由圖 2可知， 2013年 1 8月 1930和 1650鑄機每月因漏鋼報警造成的鑄坯下線偏高在 58 135塊 /月，其中 7月因漏鋼報警下線鑄坯 135塊，漏鋼報警導致鑄坯下線比例 對 1 8月求平均值得出，漏鋼報警接痕為 89塊 /月，鑄坯下線比例為 漏鋼報警接痕導致的廢品量 2013 年 1 8 月，因漏鋼報警造成的鑄坯廢品量如圖 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 圖 3 2013 年 1 8 月 因漏鋼報警造成的廢品量 由圖 3可知， 2013年 1 8月每月因漏鋼報警造成的判廢量在 t，t，每噸判廢鑄坯損失約 800元，直接經濟損失為 月。 2 現場工藝調查及原因分析 漏鋼報警準確率 為調查漏鋼預報的準確性，作業區對 2013 年 8月漏鋼報警的鑄坯，進行下線并專垛堆放，作業區區工每兩天對報警鑄坯進行現場確認，當報警接痕前出現 V 字形裂口或重皮時，認為報警準確否則認為誤報。期間連鑄共發生漏鋼報警 88 次（見圖 4），準報 72 次，報警準 確率為 因此排除了漏鋼預報系統的問題，需對 1930 鑄機工藝進行優化。 漏鋼報警異常原因分析 在漏鋼報警的過程中往往伴隨著一些異常情況，主要包括換水口、底吹氬不通、液面波動大、溫度高、水口開裂、水口堵塞嚴重、生產節奏差等，為了找出漏鋼報警與這些異常情況之間是否存在聯系，對近期漏鋼報警進行統計。根據 相關歷史數據，對 8 月底以來的漏鋼報警原因進行分析、統計、歸類見表 1。 廢品量/t 鑄坯下線數/塊，下線比例/% 30 2014 年第 37 卷第 5 期 3058882349728 4 . 4 8 % 8 1 . 8 2 %7 6 . 6 7 %0204060801001930 鑄機 1650 鑄機 合計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 %報警次數 準報次數 準確率（ % ）圖 4 2013 年 8 月漏鋼報警準確率 表 1 漏 鋼報警原因及比例 漏鋼報警原因 比例 /% 開澆第一爐升速 中水口故障 水口操作 異常 它 連鑄現場工藝調查 通過對查閱相關資料，結合漏鋼報警異常原因分析確定影響漏鋼報警的主要因素有： 保護渣適應性差 ； 水口插入深度不合理，水口故障多； 開澆升速過快； 液面波動大 。 針對上述影響因素進行了現場逐一調查： 1）保護渣適應性調查 為調查不同型號的保護渣使用性能情況，連鑄技術組對保護渣液渣層厚度、消耗及鑄坯表面質量進行現場調查見 表 2。 表 2 不同型號保護渣現場指標調查 保護渣型號 代表鋼種 廠家 液渣厚度 /耗 /kg宇 10 13 成 10 12 235B 龍成 9 11 保 9 12 345B 西保 8 11 宇 8 11 宇 11 13 保 11 13 過查閱資料，保護渣的 噸坯 0.6 kg/t，才能滿足坯殼與銅板之間的潤滑需求，避免坯殼和銅板之間發生粘結，通過表 2 可知，護渣消耗在 kg/t，無法滿足潤滑要求，因此需對保護渣理化指標進行優化，提高保護渣消耗。 2）浸入式水口插入深度調查 為調查 1930和 1650鑄機浸入式水口插入深度 ,分鑄機對 10 支現場換下水口插入深度進行測量 ,結果如表 3 所示。 表 3 不同鑄機浸入式水口插入深度 機號 樣本 1 樣本 2 樣本 3 樣本 4 樣本 5 樣本 6 樣本 7 樣本 8 樣本 9 樣本 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 點 報準率/%報警次數/次攀 鋼 技 術 31 由表 3 可知 ， 1930 鑄機水口插入深度為 140165 平均插入深度為 151.8 1650 鑄機水口插入深度為 160 210 平均插入深度為 182.3 過查閱結晶器水模試驗資 料 ， 水口最優插入深度為 135 170需結合液位設置范圍 ， 對1650 鑄機水口插入深度進行調整。 3)開澆第一爐升速調查 結合連鑄現行升速制度 (開澆后拉速可直接由0.3 m/至 0.6 m/當拉速 0.6 m/升速按每升 0.1 m/留 1 原則進行 ),見圖 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開澆升速 換水口升速圖 5 鑄機拉速與升速時間的對應關系 由圖 5 可知 ,鑄機拉速由 0.3 m/至 1.0 m/時間共需要 10 特別是拉速由 0.3 m/直接升至 0.6 m/升速的過程是單位時間內保護渣消耗不斷增加的過程 ， 如果升速過快會造成液渣層的轉化不充分 ， 保護渣的轉化速度小于消耗速度 ,進而影響保護渣的潤滑性能 ， 導致坯殼與銅板發生粘連 ， 出現漏鋼報警 ,因此需進一步優化升速制度。 4)現場水口故障調查 小組查閱了相關技術協議，要求浸入式水口使用壽命 360 間鑄機共使用浸入式水口 49支，主要構成見表 4，其中因為水口質量問題出現穿孔、開裂、斷裂、熔損嚴重共 12 支，占使用數量的 平均使用時間僅為 131 本無法滿足工藝要求 ；水口質量差，出現穿孔、開裂現象，改變了結晶器內熱流分布，造成熱流分布不均勻，影響保護渣的潤滑效果，增加坯殼與銅板之間發生粘連的幾率，從而導致漏鋼報警。 表 4 浸入式水口更換原因構成 水口更換原因 比例 /% 包次結束 劃換水口 裂 口斷 孔 它 時對水口烘烤情況進行了跟蹤，期間共烘烤水口 45 支見表 5。 表 5 水口烘烤時間統計 支數 /支 烘烤時間 / 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，浸入式水口的烘烤時間均 180 口烘烤時間過長會導致過氧化嚴重，從而影響水口使用壽命。 3 采取主要措施 結合現場工藝及操作調查結果，確定了影響漏鋼報警的主要原因有：部分保護渣性能不穩定，主要表現為渣耗低； 1650 鑄機水口插入深度偏深；開澆或換水口升速過快，造成保護渣轉化速度跟不上消耗速度；浸入式水口烘烤時間太長，造成過氧化嚴重。采取以下 主要措施： 推進 護渣開發 針對現場試驗過程中發現 護渣消耗在 kg/t，無法滿足潤滑要求的情況，拉速/(時間 / 32 2014 年第 37 卷第 5 期 同重慶大學一起加快推進中碳低合金鋼保護渣和包晶鋼保護渣的現場試驗，優化前后保護渣主要指標對比見表 6。 表 6 優化前后保護渣主要指標對比 保護渣型號 熔化溫度 / 黏 度 /Pas 堿度 合金鋼保護渣） 107530 晶鋼保護渣） 109030 碳低合金鋼保護渣） 107030 表 6 可知 ,護渣在護渣的基礎上 ,通過降低保護渣的 黏 度 ，提高保護渣的堿度 ， 增加 含量 ， 提高保護渣的流動流動和鋪展性能 ， 增加保護渣的消耗 ， 防止鑄中坯殼與銅板發生粘接 ， 優化前后保護渣消耗情況對比見表 7。 表 7 優化前后保護渣使用性能對比 保護渣型號 代表鋼種 廠家 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 ,優化后保護渣液渣層厚度提高了2 3 保護渣消耗大幅提高至 kg/t 以上 ，滿足正常的潤滑需求。 優化浸入式水口插入深度 決定水口插入深度的主要有鑄中中包車的位置和結晶器液位設置范圍 ， 其中結晶器液位設置范圍為 :這樣既能保證液位傳感器的檢測精 度 ， 又能防止傳感器溫度過高。所以必須通過改變中包車的位置來保證水口的插入深度在130 180 同時作業區規定開澆第一爐結晶器液位必須設置在 這樣保證了開澆時水口插入深度在最優的 155 升速制度優化 針對升速過快會造成液渣層的轉化不充分的情況 ， 作業區提出了降低升速速率的建議 ， 采用每升 留 1方法 ， 對比前后升速方法見圖 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開澆升速 換水口升速 優化后開澆升速 優化后換水口升速圖 6 優化前后鑄機拉速與升速時間的對應關系 拉速/(m時間 / 鋼 技 術 33 由圖 6 可知 ， 通過采用半 檔升速法在相同的時間內升速速率降低了 50%， 留足了保護渣從粉渣到液渣的轉化時間 ， 保證了保護渣的潤滑效果。 規范水口烘烤制度 針對水口烘烤過程中的過度烘烤 ， 造成表面過氧化影響水口使用時間的問題提出了 : 1）烘烤在線浸入式水口烘烤，應在中包溫度升到 900 C 以上再烤水口，在 350 800 C 的烘烤時間應盡可能短，最好 20 內；線外浸入式水口烘烤，應先小火烘烤 10 20 大火烘烤30 60 烘烤總時間應 180 烤水口必須小火烘烤 15 用。 2）更換浸 入式水口的使用時間應 380 烤水口的使用時間應 120 入式水口未經烘烤或烘烤時間 30 止使用；烘烤過程中水口出現裂紋禁止使用；使用過的水口禁止重復使用；浸入式水口發生裂紋、穿孔、斷裂等異常情況時，按澆鋼工崗位作業標準中相關內容執行；將尾坯拉至換包位進行換水口時，必須進行撈渣操作，出苗時間控制按關于預防開澆漏鋼的通知中相關內容執行；交接班時，對水口的使用及烘烤時間要交清接明。 建立完善的技術培訓及正向激勵機制 1)作業區對影響漏鋼報警的因素進行了全面梳理，由 作業長、生產準備員及區域工程師利用班前會開展技術講課，逐步提高職工的技術水平和操