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厚板坯连铸机漏钢原因分析及预防措施

摘要：针对南阳汉冶特钢有限公司厚板3#厚板坯连铸机近三年发生漏钢事
故的实际情况，分析探讨每次漏钢事故的原因，我们工程技术人员认为，3#厚板
坯连铸机漏钢原因主要有钢种成分、开浇升速不规范、浸入式水口尺寸设计不合
理、结晶器液面波动、钢水温度、结晶器保护渣及异常情况下的操作等，严格控
制钢水中的Al2O3含量、控制铸机升速幅度、优化浸入式水口尺寸、避免结晶
器液面波动、控制钢水温度、选择适宜的保护渣及加强操作等措施，厚板坯铸机
漏钢可以完全避免。

关键词：厚板坯漏钢保护渣浸入式水口措施

前言

漏钢是板坯连铸生产中的恶性事故，事故危害可造成设备损坏，更换和修
复结晶器和直弧段，滞坯处理时可能造成拉矫设备和扇形段辊列损坏，生产非
正常中断，造成本炉次及后续炉次钢水回炉或该计划，降低了钢水收得率和合
同计划的顺利执行，导致生产成本增加。事故处理需要24～48小时，降低了
连铸作业率。事故处理时，职工劳动强度大、安全隐患多，增加了管理难度。
一次漏钢事故经济损失300～500万元，甚至500万元以上。南阳汉冶特钢炼
钢厂3#铸机是西安重型机械研究所设计的全国第一台超厚板板坯连铸机，该铸
机于2010年底建成投产后，月产可达5万t以上，至2013年5月，共生产板坯
150万t。随着铸机产能的逐渐释放，因管理和操作经验欠缺，漏钢成为威胁
板坯生产稳定的首要问题。不断总结教训、积累经验，降低漏钢事故率，是稳
定连铸机生产、节能降耗、降低成本、增加效益的有效途径之一。

1汉冶特钢厚板板坯连铸机参数及漏钢情况

1.1汉冶特钢厚板板坯铸机主要工艺参数，见表1。

1.2粘结漏钢事故分析表

2010～2013年常规板坯连铸机粘结漏钢情况分析表，见表2。

2板坯连铸机漏钢原因分析

2.1粘结漏钢的机理

在钢水浇注过程中，结晶器弯月面的钢水处于异常活跃的状态。由于各种原
因，浇铸过程中流入坯壳与结晶器铜壁之间的液态渣被阻断，当结晶器铜板与初
生坯壳的摩擦力大于初生坯壳的强度时，初生坯壳被撕裂与铜板产生粘结。这时，
在被粘着的部分和向下拉的铸坯的界面凝固壳撕裂，在撕裂处流入钢液，重新形
成新的薄坯壳。在振动和滑动时坯壳又被撕裂，钢水补充后又形成另一个新的薄

坯壳。这一过程反复进行，直到新坯壳到达结晶器出口就产生粘结漏钢，从事故
坯壳上看，漏钢坯壳表面呈明显的“V”字形（见图1），粘结到的坯壳面比正常坯
壳更厚。

2.2粘结漏钢原因分析

影响粘结漏钢的主要因素有：钢种成分、开浇升速不规范、浸入式水口尺
寸设计不合理、结晶器液面波动、钢水温度、结晶器保护渣及异常情况下的操作
等。

2.2.1钢种成分

据冶金行业相关资料介绍，铝含量高的钢种易发生粘结漏钢，这是由于
Al2O3夹杂含量高，在浇铸过程中，保护渣对Al2O3的吸收使保护渣变性，结
晶器润滑不良导致粘结；在浇铸后期水口易堵塞，导致浸入式水口偏流严重，造
成一侧结晶器液面不活跃，保护渣易结渣条且结团，严重影响液渣的流入，从
而导致初生坯壳发生粘结[1]。另外含Ti、V等的低合金钢、高碳钢易发生粘结
漏钢。

2.2.2开浇升速不规范

汉冶3#铸机生产350×2500mm2、400×2100mm2断面时，因操作人员操作不
规范，对铸机的工艺参数及设备性能了解不透，在新浇次开浇升速过程中，对现
场实际情况把握不准（如：钢水温度、液渣层厚度、塞棒氩气大小等），造成开
浇升速过快（见图2），引起铸坯在结晶器内初生坯壳较薄，同时结晶器内液渣
膜不能及时的补充在坯壳与结晶器之间，造成初生坯壳与结晶器铜板之间的摩擦
力增大，当摩擦力、钢水静压力及拉应力大于铸坯初生坯壳的强度时，初生坯壳
被撕裂与结晶器铜板发生粘结，在出结晶器时，发生粘结漏钢。

2.2.3浸入式水口尺寸设计不合理

汉冶3#铸机350mm、400mm断面使用的浸入式水口，由于设计缺陷造成水
口出口的流速较快，流股在冲击结晶器侧边后，上回流方向过于偏向水口（见图
3），从而引起生产中结晶器两侧液面较死，相对应处保护渣化渣不良，引起初生
坯壳与结晶器之间液渣膜断裂，造成初生坯壳与结晶器发生粘结，易造成铸机粘
结漏钢。

2.2.4结晶器液面波动

在生产过程中，因塞棒氩气不畅或挑渣皮不规范，引起结晶器液面波动易形
成渣圈，当钢液面上升时，液渣层随之上升，在结晶器铜板上进行“涂抹”，
这样反复进行，就形成渣圈。渣圈太大时，阻止液渣的流入，影响润滑，导
致粘结而漏钢。

2.2.5钢水温度

钢水温度低时，结晶器液面钢水温度低，引起保护渣化渣不良，黏度上升，
导致坯壳与结晶器之间液渣膜出现断层，导致结晶器润滑不良，发生坯壳与铜板
粘结而产生漏钢。

2.2.6结晶器保护渣

保