降低CSP薄板坯连铸机漏钢率的生产实践

2021-11-30单爱卿

中国金属通报 2021年6期

单爱卿

（河钢集团邯钢公司连铸连轧厂，河北邯郸 056015）

当前大多数CSP薄板坯连铸机均使用漏斗型结晶器，而在此情况下，待凝固坯壳出结晶器后，钢水所产生的拉力、静压力会对坯壳造成损坏，导致漏钢问题，因此，为了改善作业水平，应围绕铸机的生产作业实践展开深入分析，并从实践中归纳可行的漏钢问题预防措施，以降低漏钢现象出现的几率，推动CSP薄板坯连铸机生产水平的发展。

1 在生产实践中降低CSP薄板坯连铸机漏钢率的重要性

CSP薄板坯作为一种常用的制造业材料，其市场需求量一直处于较高的状态，使得配套的机械生产设备也需要长期保持较高的生产水平，以确保该材料的市场供应。为此，人们研发出了连铸机，而这种生产设备的作业效率、质量均比较高，所以被广泛应用于该材料的生产中。但在目前的生产实践中，人们发现，生产设备中的坯壳结构往往不能有效承受钢水凝固过程中向其施加的应力，使得结构出现破损，导致钢水从破损处流出，出现漏钢问题，这不仅会影响生产效率与质量，还会形成额外的生产成本，降低了薄板坯的生产水平。在此过程中，人们通过总结生产实践经验，针对漏钢问题形成的原因，从设备、操作等方面入手，采取相应的漏钢预防措施，来降低漏钢问题发生的几率，可以保证薄板坯的顺利成型，减少生产材料的浪费，以及由坯壳的损坏而形成的额外成本，提高薄板坯的生产效果，由此可见，在生产实践中，采取有效措施，降低CSP薄板坯连铸机漏钢率是一项重要的生产工作内容。

2 降低CSP薄板坯连铸机漏钢率的生产实践

2.1 做好开浇阶段的漏钢预防工作

2.1.1 裹渣漏钢预防

在CSP薄板坯的生产中，漏钢问题主要出现在开浇阶段以及浇注阶段。其中，在开浇阶段，常见的漏钢问题主要有两种，即裹渣漏钢、悬挂漏钢。裹渣漏钢是指由于钢水中团状夹杂物，以及中间包耐采剥落形成的杂质，导致的钢水凝结静压力变大，而造成的漏钢问题。经过对生产实践的总结发现，可以通过改善钢水质量、在烘烤前对中间包结构进行清理，来清除钢水中的渣滓，来降低漏钢问题出现几率，同时，还要注意，在开浇之前做好准备工作，并采用专门的捞渣工具，对钢水进行打捞，以捞出其中的渣滓，如果遇渣滓无法捞出的情况，就需要将其打碎，然后推向结晶器中央，以免其黏结附着在结晶壁上，增加钢水的静压力，提高裹渣漏钢预防工作效果，改善薄板坯生产水平。

2.1.2 悬挂漏钢预防

根据CSP薄板的生产实践，人们发现，当结晶器的角缝较大时，一部分钢水会在受其本身流动性的影响，进入到角缝中，而角缝部分的温度较低，钢水一旦进入缝中就会变成冷钢，并在拉坯操作过程中向坯壳施加更大的拉力，导致配壳撕裂，由此引发漏钢问题。在此过程中，这些冷钢会在角缝处成为挂刚，与初生坯壳相连，一旦操作者进行拉坯操作时，就会将结晶器一同拉出，造成漏钢，因此，人们将这种由角缝过大而引起的漏钢问题命名为悬挂漏钢。为了避免该漏钢问题的发生，工作者需要在结晶器投入使用之前，重点检查角缝尺寸，并将所用结晶器的角缝控制在0.35mm以内，同时，还要用毛毡将角缝位置堵塞严实，以免钢水以飞溅的形式，落入角缝处形成挂刚。此外，还应在开浇之前，对角缝进行检查，以及时使用专业工具，将已经形成的挂刚清除，保证CSP薄板坯生产的正常开展。

2.2 加强浇注期间的漏钢预防工作

2.2.1 黏结漏钢预防

从生产实践来看，在浇筑期间常见的漏钢问题主要包括，黏结漏钢、裹渣漏钢、凹陷漏钢、纵裂漏钢、角裂漏钢这几种类型。其中，黏结漏钢问题是指，因钢水直接接触结晶器铜板而造成的漏钢问题。在此过程中，若钢水与结晶器铜板直接接触，那么其在成型期间，就会黏结到铜板上，而此时，在结晶器振动作业的影响下，黏结位置的坯壳就会因振动、拉坯造成的双重作用被撕裂，形成漏钢现象。基于此，在漏钢问题的预防中，工作者必须保持稳定的拉速，如果需要调节速度，就应采用换面的方式进行，以免钢水液面波动过大，使其接触到铜板，同时，还要注意，在涝渣操作中，也要放慢操作速度，防止液面上涌接触到铜板。

2.2.2 裹渣漏钢预防

根据生产实践经验，在浇注期间形成的裹渣漏钢问题主要源于三个因素，即钢水中夹杂物过多、大型条渣未被清除干净、钢水液面波动太大形成了卷渣。基于此，为了有效预防该漏钢问题，需做好钢水的净吹工作，并保持足够的净吹时长，以有效消除其中的夹杂物。而就目前来看，人们一般会采用定时操作的方式进行捞渣，而这种捞渣方式通常难以清除存在与钢水内部深处的渣条，因此，可以将捞渣方式，改为液面下降时操作，以更充分地清除渣条，预防裹渣漏钢问题。此外，还要合理控制拉速，以保持液面的平稳，防止卷渣引起漏钢问题，提升CSP薄板坯的生产水平。

2.2.3 凹陷漏钢预防

凹陷漏钢是指因铸坯凹陷而造成的漏钢问题，通过总结生产实践经验，人们发现，结晶器倒锥度直接影响着凹陷情况，倒锥度越大，窄面的铜板向宽面坯壳施加的压力就越大，当该压力达到一定水平时，就会使铸坯形成纵向凹陷，而倒锥度越小，宽坯面对窄面的压力就越大，待压力值达到一定量后，铸坯就会出现角部凹陷的问题，引发漏钢问题。基于此，在预防工作者，应当合理控制结晶器的倒锥度，而且需避免过大、过频繁的改变倒锥度，以免由于倒锥度问题造成凹陷。此外，考虑到坯壳的不均匀冷却，会在一定程度上加剧倒锥度对铸坯的影响，导致凹陷问题，因此，在作业生产中，必须选用质量好、性能优越的保护渣，使坯壳保持均匀的冷却状态，消除冷却问题为漏钢预防效果所来带的影响。

2.2.4 纵裂漏钢预防

在CSP连铸机结构内，结晶器的形状为漏斗形而非传统的平行板结构，因此，当薄板成型时，其的几何形状会在结晶器中不断受力变化，在这种受力变化的条件下，坯壳本来就更容易出现纵向裂缝，导致漏钢问题。此外，在生产实践中，人们发现，这种纵裂缝的形成也与钢水温度、钢水纯度、铜板质量、结晶器热流等多种因素相关，由此可见，该钢漏问题的成因为，坯壳持续形变条件下，所受到的多种因素的影响。基于此，在漏钢预防工作中，工作者需要将钢水的过热度控制在15～35℃的范围内，并降低其中的硫、磷元素含量，以改善其纯净度，同时，需提前做好铜板的质量检查，一旦发现其表面存在划伤、裂纹，则应立即予以更换，而且要适当提高结晶器进水温度，以消除结晶器热流造成的影响，塑造一个良好的坯壳凝固环境，保证其在不断形变的条件下正常地成型。

2.2.5 角裂漏钢预防

在生产实践中，角裂漏钢问题常见于连铸机投产初期，该漏钢问题形成的主要原因是初生坯过薄，无法承受静压力的问题。在此过程中，人们发现，铸坯窄边位置的冷却强度往往低于其他位置，所以形成于该位置的初生坯，其坯壳普遍较薄，导致其难以有效抵御钢水向其施加的静压力，由此造成了漏钢问题。基于此，在漏钢预防中，工作者可以从改善冷却强度入手，通过增强初生坯厚度，以保证其能够顺利抵御钢水所施加的静压力，达到消除漏钢的效果。一般来说，冷却强度状态主要取决于倒锥度、结晶器的热流比等因素，因此，经过一段时间的生产实践，工作者总结出了相应的预防措施，即将结晶器窄面、宽面的热流比控制在85%以上，并使窄边的倒锥度＞3，同时，一旦发现窄面热流＜1.4MW/m2，则立即停止浇注，以保证浇注操作的正常开展。

2.3 改善作业条件

2.3.1 改善生产材料

在CSP薄板生产中，所需的生产材料主要包括钢水、保护渣等，根据上述基于生产实践的论述可知，钢水、保护渣的质量问题是引发漏钢现象的主要因素，因此，为了有效降低漏钢出现几率，需要将这两种材料作为改善入手点，并提高钢水的纯度以及保护渣的性能，增强连铸机的运行效果。在钢水方面，经过生产实践，人们发现，如果能够将净吹时间保持在8min以上，那么其中的夹杂物就会充分上浮，有效消除裹渣等现象，避免漏钢，同时，选用含碳量为16%～0.22%的常规钢水，或含碳量为＜0.08%的低碳钢水，并尽量降低锰、硅等元素的含量，可以大幅度降低漏钢几率。而在保护渣改善方面，需选用理化性能与钢水的实际情况相匹配的专业保护渣，并严格地选择保护渣供应商，确保所选择供应商具有良好的口碑、足够的供应能力以及齐全的资质，以改善保护渣的质量、性能，减少漏钢问题出现的频率[1]。

2.3.2 优化工作者专业水平

在生产作业中，工作者作为连铸机的主要操作者，其专业水平直接影响着CSP薄板坯连铸作业效果，因此，为了消除漏钢情况，需加强工作者专业水平的建设，以改善CSP薄板坯生产作业的工艺操作条件，消除人的因素所带来的漏钢问题。基于此，在生产作业条件改善中，需积极运用培训、人才引进等方式，推动工作者专业水平的提升。在此过程中，应当围绕漏钢问题，总结出相应的预防措施，以及预防措施操作细则，然后将这些内容编制成培训课程，组织工作者开展培训，使其掌握漏钢问题预防知识，提高连铸机的操作效果，同时，还要通过人才引进，引入一批学习能力强、经验丰富的人才，以推进工作团队专业水平的优化，减少人的因素对薄板坯生产质量的影响[2]。

2.3.3 强化设备配置

除了生产材料、工作者专业水平这两个因素以外，设备性能也是影响漏钢问题发生几率的重要因素，因此，应做好设备检测工作，以及时采取维护、调试、更换等措施，改善设备配置条件，以免设备性能问题造成漏钢。在此过程中，工作者需为铸坯机安装下渣检测系统，以检测保护渣的下渣运行状态，防止保护渣下渣不到位，造成漏钢问题，结合生产实践来看，目前，该检测系统的准确率基本可以达到100%，因此，该系统得出的检测结果可以较为可靠地反映出设备下渣运行状态，以便于工作者及时发现、处理设备潜在的性能问题。此外，还要积极应用结晶器非正弦振动技术，并按照配套的参数，对设备进行调整，以环节铸坯表面的振痕问题，规避黏结漏钢风险[3]。

2.3.4 加大生产管理力度

为了深入优化漏钢风险规避效果，生产单位还要加强生产管理力度，并制定针对性的操作管理制度，以提高工作者对漏钢预防操作的重视，预防由错误、失误操作而引发的漏钢问题。在此过程中，应当将各项漏钢预防措施，细化为具体的操作步骤，然后根据措施落实需求，为各项操作步骤设置相应的操作标准、要求，再将这些要求、标准，整合成为一套完整的操作制度，以指导、规范工作者的漏钢预防操作，提高薄板坯的生产水平[4]。