H08A漏鋼原因分析及預(yù)防措施

汪祝紅，王建新，郭新亮

（新疆八一鋼鐵股份有限公司）

1 前言

H08A焊條鋼主要是用于制作電焊條的鋼芯。八鋼公司第一煉鋼廠批量生產(chǎn)該鋼種時，出現(xiàn)過連鑄結(jié)瘤事故，通過現(xiàn)場攻關(guān)，結(jié)瘤事故逐漸減少，保證了正常生產(chǎn)。隨著產(chǎn)量不斷增加，連鑄漏鋼事故悄然增加，嚴(yán)重時需要停機處理，對生產(chǎn)的影響逐漸顯現(xiàn)出來。為此第一煉鋼廠成立了技術(shù)攻關(guān)小組，對H08A鋼漏鋼事故進(jìn)行攻關(guān)。

2 原因分析

第一煉鋼廠采用40t轉(zhuǎn)爐吹煉——吹氬處理——連鑄工藝路線生產(chǎn)。H08A鋼漏鋼主要發(fā)生在出結(jié)晶器或足輥部位，類型為角裂漏鋼。

對2013年1月、2月H08A鋼漏鋼的統(tǒng)計情況，見表1。

表1 2003年1、2月H08A鋼的溢漏率

經(jīng)過分析可能導(dǎo)致H08A鋼漏鋼主要有以下因素：（1）碳含量在裂紋敏感區(qū)。（2）結(jié)晶器倒錐度。（3）結(jié)晶器通鋼量。（4）拉速和過熱度。（5）足輥水量小。（6）結(jié)晶器水量大。

2.1 碳含量處于裂紋敏感區(qū)域

通常認(rèn)為[1]，含碳量在0.12%時，坯殼有最大的收縮率（0.38%），因而形成較大的氣隙，導(dǎo)致坯殼表面與結(jié)晶器壁接觸面減小，熱流最小，形成坯殼最薄，H08A鋼碳含量小于0.10%。所以，此因素是影響H08A鋼漏鋼的主要原因。

2.2 結(jié)晶器倒錐度

對漏鋼下線結(jié)晶器的倒錐度進(jìn)行測量，具體情況見表2。

表2 對漏鋼下線結(jié)晶器的倒錐度測量

通過表2可以看出，結(jié)晶器倒錐度在1.16～1.38，結(jié)晶器倒錐度比較小。錐度變小，甚至在一定位置出現(xiàn)負(fù)錐度現(xiàn)象。結(jié)晶器銅管內(nèi)腔曲線發(fā)生變化[2]，銅管內(nèi)腔的變化與坯殼收縮量不能相適應(yīng)，加劇了坯殼的不均勻性，直接導(dǎo)致縱裂紋的發(fā)生，從而導(dǎo)致H08A鋼發(fā)生角裂漏鋼。

2.3 結(jié)晶器通鋼量

通鋼量漏鋼數(shù)據(jù)見表3。

表3 攻關(guān)前在不同通鋼量的情況下漏鋼統(tǒng)計

從表3可以看出，通鋼量在2000t以上的漏鋼比例為72.66%，因此通鋼量大也是影響H08A鋼漏鋼的主要原因。

2.4 拉速和過熱度

理論研究表明[2]，過熱度每增加10℃，結(jié)晶器出口坯殼厚度減少3%，溫度過高勢必造成出結(jié)晶器坯殼較薄、強度低，容易受到應(yīng)力作用后產(chǎn)生漏鋼。拉速的變化，會影響坯殼在結(jié)晶器凝固過程中的均勻性。漏鋼事故易發(fā)生在拉速波動的時間范圍內(nèi)，因此恒拉速操作對穩(wěn)定產(chǎn)量、提高質(zhì)量都具有重要意義。

拉速快能減小坯殼厚度，拉速慢則增加坯殼厚度。從圖1可以看出，漏鋼事故均發(fā)生在正常拉速情況下，而且降低拉速并沒有減少漏鋼。鋼水溫度高坯殼薄，容易漏鋼。統(tǒng)計在不同過熱度下H08A鋼漏鋼見圖1所示。通過圖1可以看出，低過熱度澆鑄并沒有降低漏鋼。

圖1 H08A鋼在不同拉速下漏鋼統(tǒng)計情況

2.5 結(jié)晶器足輥水量小

第一煉鋼廠40t連鑄二冷配水中足輥段、一段、二段、三段冷卻水量之比為42%∶43%∶10%∶5%，足輥水量偏低。統(tǒng)計分析表明，H08A鋼漏鋼主要發(fā)生在出結(jié)晶器或足輥部位。鋼水經(jīng)過結(jié)晶器冷卻后形成很薄的坯殼，由于足輥段冷卻強度不夠，很容易導(dǎo)致出結(jié)晶器角裂漏鋼。

2.6 結(jié)晶器水流量

坯殼凝固后，強度高且不均勻，結(jié)晶器冷卻水過大加劇坯殼的收縮應(yīng)力，在薄弱部位產(chǎn)生凹陷，易產(chǎn)生裂紋[3]。理論指出，在滿足出結(jié)晶器坯殼厚度的基礎(chǔ)上，此鋼種應(yīng)降低結(jié)晶器的冷卻強度，結(jié)晶器緩冷對降低鑄坯縱裂紋有明顯效果。

實際生產(chǎn)中，結(jié)晶器水流量為115-120m3/h，進(jìn)出水溫差在8℃。現(xiàn)場實踐表明，將結(jié)晶器水流量減少，適當(dāng)提高進(jìn)出水溫差，對減少漏鋼有明顯效果。結(jié)晶器冷卻越強，結(jié)晶器角部坯殼脫離結(jié)晶器壁越早，鑄坯角部冷卻越弱，鑄坯角部坯殼越薄，在鑄坯出結(jié)晶器后其角部易被拉裂產(chǎn)生角部裂紋，容易漏鋼。

根據(jù)以上分析，影響H08A鋼漏鋼的主要因素是結(jié)晶器倒錐度、結(jié)晶器通鋼量、結(jié)晶器水流量及足輥段的冷卻強度，其它均為次要因素。

3 具體措施

（1）測量新銅管錐度，挑選倒錐度1.38～1.42（上口長度減去下口長度）的結(jié)晶器上線澆鑄。

（2）澆鑄H08A鋼時，停機更換通鋼量在2000t以下的銅管，若沒有達(dá)到報廢標(biāo)準(zhǔn)的，在澆鑄HPB、HRB系列鋼時使用。

（3）降低結(jié)晶器水流量，水流量由115～120m3/h調(diào)整為100～105m3/h。

（4）保持H08A鋼溫度拉速制度不變，提高H08A鋼二冷強度，提高足輥段水量、其它二冷段水量不變，比水量由1.81L/kg提高至1.92 L/kg。調(diào)整后足輥段冷卻水量、一段水量、二段水量、三段水量之比為46%∶41%∶9%∶4%。

4 實施效果

措施實施后效果較為明顯，H08A鋼溢漏率由原來的4.28%降低到0.80%。表4為2013年改進(jìn)前和改進(jìn)后H08A鋼溢漏率統(tǒng)計。

表4 2013年改進(jìn)前后H08A鋼的溢漏率統(tǒng)計

為了解鑄坯質(zhì)量，對攻關(guān)后連鑄坯進(jìn)行取樣，檢測結(jié)果表明鑄坯質(zhì)量穩(wěn)定。

5 結(jié)論

2#連鑄機H08A鋼漏鋼的主要原因是由于碳含量在裂紋敏感區(qū)域，結(jié)晶器倒錐度略小，結(jié)晶器通鋼量偏大，足輥水量小和結(jié)晶器水量大。

采取的措施：測量新管錐度，挑選錐度大的結(jié)晶器上線澆鑄。澆鑄H08A鋼時，停機換上通鋼量在2000t以下的銅管，并將結(jié)晶器水量調(diào)整為100～105m3/h，將足輥段水量提高10%。

措施實施后，H08A鋼澆鑄過程中溢漏率由原來的4.28%下降至0.80%。鑄坯質(zhì)量穩(wěn)定，保證了煉鋼生產(chǎn)的穩(wěn)定順行。

[1]陳雷.主編，連續(xù)鑄鋼北京冶金工業(yè)出版社.1994.

[2]蔡開科，潘毓淳，趙家貴.主編.連續(xù)鑄鋼500問北京冶金工業(yè)出版社.2004.

[3]王雅貞，張巖.主編.連續(xù)鑄鋼工藝及設(shè)備北京冶金工業(yè)出版社.2007.

[4]蔡開科，程士富.連續(xù)鑄鋼原理與工藝北京冶金工業(yè)出版社.2003.