控制漏鋼報(bào)警率工藝技術(shù)研究

控制漏鋼報(bào)警率工藝技術(shù)研究 黃基紅 （ 攀鋼集團(tuán) 西昌鋼釩煉鋼廠 ） 摘 要 ： 通過對(duì)西昌鋼釩煉鋼廠連鑄作業(yè)區(qū)現(xiàn)場(chǎng)工藝的調(diào)查，找出了影響漏鋼報(bào)警率的主要因素，并有針對(duì)性的采取了一系列的技術(shù)措施和管理措施，使漏鋼報(bào)警率顯著降低，每月漏鋼次數(shù)穩(wěn)定控制在 30次以下。 關(guān)鍵詞： 板坯連鑄；漏鋼；報(bào)警率 0 引言 漏鋼是連鑄生產(chǎn)過程中的重大生產(chǎn)工藝事故，嚴(yán)重影響生產(chǎn)的穩(wěn)定順行 。 直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)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(jié)漏鋼。據(jù)國(guó)內(nèi)外權(quán)威統(tǒng)計(jì)，粘結(jié)漏鋼占連鑄漏鋼的 80%，為了預(yù)防和降低粘結(jié)漏鋼事故， 20 世紀(jì)末開發(fā)出了漏鋼預(yù)報(bào)系統(tǒng)，大大降低了粘結(jié)漏鋼事故。 攀鋼集團(tuán)西昌鋼釩有限公司因攀鋼西昌釩鈦資源綜合利用項(xiàng)目而誕生，是攀鋼實(shí)施產(chǎn)品機(jī)構(gòu)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)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(guó)際先進(jìn)的設(shè)備和工藝技術(shù)，共有兩臺(tái)板坯連鑄機(jī)（一機(jī)一流 1930 鑄機(jī)和兩機(jī)兩流 1650 鑄機(jī)），年產(chǎn)鑄坯 385 萬 t，以生產(chǎn)高級(jí)別管線、高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼、高質(zhì)量汽車面板以及高檔家電板等為主。煉鋼廠的連鑄作業(yè)區(qū)，擁有水平達(dá)到世界一流的液位控制、漏鋼預(yù)報(bào)、結(jié) 晶器振動(dòng)系統(tǒng)。 雖然漏鋼預(yù)報(bào)系統(tǒng)能避免粘結(jié)漏鋼事故，但報(bào)警的時(shí)候鑄機(jī)拉速會(huì)由當(dāng)前拉速（ 1.5 m/動(dòng)降至爬行速度 (0.2 m/同時(shí)伴隨著液面大的波動(dòng)（ D 30 造成鑄坯表面大量的接痕，降低鑄坯表面質(zhì)量，造成大量的廢品，降低鑄坯綜合合格率。 1 現(xiàn)狀調(diào)查 為調(diào)查西昌鋼釩煉鋼廠連鑄漏鋼報(bào)警使用情況，分月對(duì) 2013年 1 8月漏鋼次數(shù)、鑄坯表面質(zhì)量及判廢量進(jìn)行了持續(xù)跟蹤。 漏鋼報(bào)警次數(shù) 2013年 1 8月， 1930和 1650鑄機(jī)各月報(bào)警次數(shù)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(jī) 1650 鑄機(jī) 合計(jì) 漏鋼報(bào)警率（ % ）圖 1 2013年 1 8月漏鋼報(bào)警次數(shù)及報(bào)警率 由圖 1可知， 2013年 1 8月 1930和 1650鑄機(jī)報(bào)警次數(shù)普遍偏高在 74 223次，其中 6月報(bào)警 223次，1930和 1650鑄機(jī)分別報(bào)警 72次和 151次；漏鋼報(bào)警率在 其中 6月份高達(dá) 對(duì) 1 8月求平均值得出，漏鋼報(bào)警次數(shù)為 148次 /月，報(bào)警率為 報(bào)警次數(shù)/次報(bào)警率/%攀 鋼 技 術(shù) 29 報(bào)警接痕下線塊數(shù) 2013年 1 8月，各月因漏鋼報(bào)警導(dǎo)致鑄坯下線塊數(shù)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(shù) 下線比例（ % ）圖 2 2013年 1 8月漏鋼報(bào)警接痕下線鑄坯塊數(shù) 由圖 2可知， 2013年 1 8月 1930和 1650鑄機(jī)每月因漏鋼報(bào)警造成的鑄坯下線偏高在 58 135塊 /月，其中 7月因漏鋼報(bào)警下線鑄坯 135塊，漏鋼報(bào)警導(dǎo)致鑄坯下線比例 對(duì) 1 8月求平均值得出，漏鋼報(bào)警接痕為 89塊 /月，鑄坯下線比例為 漏鋼報(bào)警接痕導(dǎo)致的廢品量 2013 年 1 8 月，因漏鋼報(bào)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(bào)警造成的廢品量 由圖 3可知， 2013年 1 8月每月因漏鋼報(bào)警造成的判廢量在 t，t，每噸判廢鑄坯損失約 800元，直接經(jīng)濟(jì)損失為 月。 2 現(xiàn)場(chǎng)工藝調(diào)查及原因分析 漏鋼報(bào)警準(zhǔn)確率 為調(diào)查漏鋼預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性，作業(yè)區(qū)對(duì) 2013 年 8月漏鋼報(bào)警的鑄坯，進(jìn)行下線并專垛堆放，作業(yè)區(qū)區(qū)工每?jī)商鞂?duì)報(bào)警鑄坯進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)，當(dāng)報(bào)警接痕前出現(xiàn) V 字形裂口或重皮時(shí)，認(rèn)為報(bào)警準(zhǔn)確否則認(rèn)為誤報(bào)。期間連鑄共發(fā)生漏鋼報(bào)警 88 次（見圖 4），準(zhǔn)報(bào) 72 次，報(bào)警準(zhǔn) 確率為 因此排除了漏鋼預(yù)報(bào)系統(tǒng)的問題，需對(duì) 1930 鑄機(jī)工藝進(jìn)行優(yōu)化。 漏鋼報(bào)警異常原因分析 在漏鋼報(bào)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(dòng)大、溫度高、水口開裂、水口堵塞嚴(yán)重、生產(chǎn)節(jié)奏差等，為了找出漏鋼報(bào)警與這些異常情況之間是否存在聯(lián)系，對(duì)近期漏鋼報(bào)警進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。根據(jù) 相關(guān)歷史數(shù)據(jù)，對(duì) 8 月底以來的漏鋼報(bào)警原因進(jìn)行分析、統(tǒng)計(jì)、歸類見表 1。 廢品量/t 鑄坯下線數(shù)/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(jī) 1650 鑄機(jī) 合計(jì)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(bào)警次數(shù) 準(zhǔn)報(bào)次數(shù) 準(zhǔn)確率（ % ）圖 4 2013 年 8 月漏鋼報(bào)警準(zhǔn)確率 表 1 漏 鋼報(bào)警原因及比例 漏鋼報(bào)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(xiàn)場(chǎng)工藝調(diào)查 通過對(duì)查閱相關(guān)資料，結(jié)合漏鋼報(bào)警異常原因分析確定影響漏鋼報(bào)警的主要因素有： 保護(hù)渣適應(yīng)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(dòng)大 。 針對(duì)上述影響因素進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)逐一調(diào)查： 1）保護(hù)渣適應(yīng)性調(diào)查 為調(diào)查不同型號(hào)的保護(hù)渣使用性能情況，連鑄技術(shù)組對(duì)保護(hù)渣液渣層厚度、消耗及鑄坯表面質(zhì)量進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查見 表 2。 表 2 不同型號(hào)保護(hù)渣現(xiàn)場(chǎng)指標(biāo)調(diào)查 保護(hù)渣型號(hào) 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(hù)渣的 噸坯 0.6 kg/t，才能滿足坯殼與銅板之間的潤(rùn)滑需求，避免坯殼和銅板之間發(fā)生粘結(jié)，通過表 2 可知，護(hù)渣消耗在 kg/t，無法滿足潤(rùn)滑要求，因此需對(duì)保護(hù)渣理化指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化，提高保護(hù)渣消耗。 2）浸入式水口插入深度調(diào)查 為調(diào)查 1930和 1650鑄機(jī)浸入式水口插入深度 ,分鑄機(jī)對(duì) 10 支現(xiàn)場(chǎng)換下水口插入深度進(jìn)行測(cè)量 ,結(jié)果如表 3 所示。 表 3 不同鑄機(jī)浸入式水口插入深度 機(jī)號(hào) 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(diǎn) 報(bào)準(zhǔn)率/%報(bào)警次數(shù)/次攀 鋼 技 術(shù) 31 由表 3 可知 ， 1930 鑄機(jī)水口插入深度為 140165 平均插入深度為 151.8 1650 鑄機(jī)水口插入深度為 160 210 平均插入深度為 182.3 過查閱結(jié)晶器水模試驗(yàn)資 料 ， 水口最優(yōu)插入深度為 135 170需結(jié)合液位設(shè)置范圍 ， 對(duì)1650 鑄機(jī)水口插入深度進(jìn)行調(diào)整。 3)開澆第一爐升速調(diào)查 結(jié)合連鑄現(xiàn)行升速制度 (開澆后拉速可直接由0.3 m/至 0.6 m/當(dāng)拉速 0.6 m/升速按每升 0.1 m/留 1 原則進(jìn)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(jī)拉速與升速時(shí)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系 由圖 5 可知 ,鑄機(jī)拉速由 0.3 m/至 1.0 m/時(shí)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(shí)間內(nèi)保護(hù)渣消耗不斷增加的過程 ， 如果升速過快會(huì)造成液渣層的轉(zhuǎn)化不充分 ， 保護(hù)渣的轉(zhuǎn)化速度小于消耗速度 ,進(jìn)而影響保護(hù)渣的潤(rùn)滑性能 ， 導(dǎo)致坯殼與銅板發(fā)生粘連 ， 出現(xiàn)漏鋼報(bào)警 ,因此需進(jìn)一步優(yōu)化升速制度。 4)現(xiàn)場(chǎng)水口故障調(diào)查 小組查閱了相關(guān)技術(shù)協(xié)議，要求浸入式水口使用壽命 360 間鑄機(jī)共使用浸入式水口 49支，主要構(gòu)成見表 4，其中因?yàn)樗谫|(zhì)量問題出現(xiàn)穿孔、開裂、斷裂、熔損嚴(yán)重共 12 支，占使用數(shù)量的 平均使用時(shí)間僅為 131 本無法滿足工藝要求 ；水口質(zhì)量差，出現(xiàn)穿孔、開裂現(xiàn)象，改變了結(jié)晶器內(nèi)熱流分布，造成熱流分布不均勻，影響保護(hù)渣的潤(rùn)滑效果，增加坯殼與銅板之間發(fā)生粘連的幾率，從而導(dǎo)致漏鋼報(bào)警。 表 4 浸入式水口更換原因構(gòu)成 水口更換原因 比例 /% 包次結(jié)束 劃換水口 裂 口斷 孔 它 時(shí)對(duì)水口烘烤情況進(jìn)行了跟蹤，期間共烘烤水口 45 支見表 5。 表 5 水口烘烤時(shí)間統(tǒng)計(jì) 支數(shù) /支 烘烤時(shí)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(shí)間均 180 口烘烤時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致過氧化嚴(yán)重，從而影響水口使用壽命。 3 采取主要措施 結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)工藝及操作調(diào)查結(jié)果，確定了影響漏鋼報(bào)警的主要原因有：部分保護(hù)渣性能不穩(wěn)定，主要表現(xiàn)為渣耗低； 1650 鑄機(jī)水口插入深度偏深；開澆或換水口升速過快，造成保護(hù)渣轉(zhuǎn)化速度跟不上消耗速度；浸入式水口烘烤時(shí)間太長(zhǎng)，造成過氧化嚴(yán)重。采取以下 主要措施： 推進(jìn) 護(hù)渣開發(fā) 針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn) 護(hù)渣消耗在 kg/t，無法滿足潤(rùn)滑要求的情況，拉速/(時(shí)間 / 32 2014 年第 37 卷第 5 期 同重慶大學(xué)一起加快推進(jìn)中碳低合金鋼保護(hù)渣和包晶鋼保護(hù)渣的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，優(yōu)化前后保護(hù)渣主要指標(biāo)對(duì)比見表 6。 表 6 優(yōu)化前后保護(hù)渣主要指標(biāo)對(duì)比 保護(hù)渣型號(hào) 熔化溫度 / 黏 度 /Pas 堿度 合金鋼保護(hù)渣） 107530 晶鋼保護(hù)渣） 109030 碳低合金鋼保護(hù)渣） 107030 表 6 可知 ,護(hù)渣在護(hù)渣的基礎(chǔ)上 ,通過降低保護(hù)渣的 黏 度 ，提高保護(hù)渣的堿度 ， 增加 含量 ， 提高保護(hù)渣的流動(dòng)流動(dòng)和鋪展性能 ， 增加保護(hù)渣的消耗 ， 防止鑄中坯殼與銅板發(fā)生粘接 ， 優(yōu)化前后保護(hù)渣消耗情況對(duì)比見表 7。 表 7 優(yōu)化前后保護(hù)渣使用性能對(duì)比 保護(hù)渣型號(hào) 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(yōu)化后保護(hù)渣液渣層厚度提高了2 3 保護(hù)渣消耗大幅提高至 kg/t 以上 ，滿足正常的潤(rùn)滑需求。 優(yōu)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(jié)晶器液位設(shè)置范圍 ， 其中結(jié)晶器液位設(shè)置范圍為 :這樣既能保證液位傳感器的檢測(cè)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(shí)作業(yè)區(qū)規(guī)定開澆第一爐結(jié)晶器液位必須設(shè)置在 這樣保證了開澆時(shí)水口插入深度在最優(yōu)的 155 升速制度優(yōu)化 針對(duì)升速過快會(huì)造成液渣層的轉(zhuǎn)化不充分的情況 ， 作業(yè)區(qū)提出了降低升速速率的建議 ， 采用每升 留 1方法 ， 對(duì)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(yōu)化后開澆升速 優(yōu)化后換水口升速圖 6 優(yōu)化前后鑄機(jī)拉速與升速時(shí)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系 拉速/(m時(shí)間 / 鋼 技 術(shù) 33 由圖 6 可知 ， 通過采用半 檔升速法在相同的時(shí)間內(nèi)升速速率降低了 50%， 留足了保護(hù)渣從粉渣到液渣的轉(zhuǎn)化時(shí)間 ， 保證了保護(hù)渣的潤(rùn)滑效果。 規(guī)范水口烘烤制度 針對(duì)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(shí)間的問題提出了 : 1）烘烤在線浸入式水口烘烤，應(yīng)在中包溫度升到 900 C 以上再烤水口，在 350 800 C 的烘烤時(shí)間應(yīng)盡可能短，最好 20 內(nèi)；線外浸入式水口烘烤，應(yīng)先小火烘烤 10 20 大火烘烤30 60 烘烤總時(shí)間應(yīng) 180 烤水口必須小火烘烤 15 用。 2）更換浸 入式水口的使用時(shí)間應(yīng) 380 烤水口的使用時(shí)間應(yīng) 120 入式水口未經(jīng)烘烤或烘烤時(shí)間 30 止使用；烘烤過程中水口出現(xiàn)裂紋禁止使用；使用過的水口禁止重復(fù)使用；浸入式水口發(fā)生裂紋、穿孔、斷裂等異常情況時(shí)，按澆鋼工崗位作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中相關(guān)內(nèi)容執(zhí)行；將尾坯拉至換包位進(jìn)行換水口時(shí)，必須進(jìn)行撈渣操作，出苗時(shí)間控制按關(guān)于預(yù)防開澆漏鋼的通知中相關(guān)內(nèi)容執(zhí)行；交接班時(shí)，對(duì)水口的使用及烘烤時(shí)間要交清接明。 建立完善的技術(shù)培訓(xùn)及正向激勵(lì)機(jī)制 1)作業(yè)區(qū)對(duì)影響漏鋼報(bào)警的因素進(jìn)行了全面梳理，由 作業(yè)長(zhǎng)、生產(chǎn)準(zhǔn)備員及區(qū)域工程師利用班前會(huì)開展技術(shù)講課，逐步提高職工的技術(shù)水平和操