２０１６年 ２月第５４卷第１期武钢技术
ＷＩＳＣＯＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ｅｂ．２０１６ Ｆ
Ｖｏｌ．５４ Ｎｏ．１·１５·
武钢ＣＳＰ连铸Ｑ２３５Ｂ纵裂漏钢原因分析与控制
董长征，王占武，叶 飞，朱志强，苗晓光
（）武钢条材总厂Ｃ湖北武汉４ＳＰ分厂，３００８３
摘 要：武钢Ｃ严重影响生产顺行。经分ＳＰ薄板坯连铸连轧生产Ｑ２３５Ｂ过程中纵裂漏钢事故多发，析，造成Ｑ结晶器铜板表面质量差，冷却水量和进水温度不合２３５Ｂ纵裂漏钢的原因有钢水成分不达标，结晶器锥度、结晶器冷却等相关工艺参数采取了一系列针对性控制措施，将Ｑ适等。对钢水成分、２３５Ｂ钢纵裂漏钢率由２提高了铸机生产效率，降低了事故成本损失。０１０年之前的０．５３１％降至２０１５年的０，关键词：薄板坯；连铸；纵裂；漏钢Ｑ２３５Ｂ；
（）中图分类号：ＴＦ７７７．１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８４３７１２０１６０１００１５０４－－－
Ｔｈｅａｎａｌｓｉｓａｎｄｍｅａｓｕｒｅｓｏｆｃｒａｃｋｒｅｖｅｎｔｉｎ２３５Ｂｌｏｎｉｔｕｄｉｎａｌ －ｙｐｇＱｇ
ｂｒｅａｋｏｕｔｉｎＣＳＰｏｆＷＩＳＣＯ
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（，）ＣＳＰＢｒａｎｃｈｏｆＬｏｎＰｒｏｄｕｃｔＰｌａｎｔｏｆＷＩＳＣＯ，Ｗｕｈａｎ４３００８３Ｃｈｉｎａ ｇ
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其最显ＳＰ连铸机采用漏斗形结晶器， 武钢Ｃ
拉速高，而钢水凝固对钢水成著的特点是铸坯薄、
分、温度等要求极高，初生坯壳在漏斗型结晶器内的凝固反应较为复杂。铸坯的受力与在传统平行板结晶器内的受力有较大差异，并且坯壳在凝固过程中不断进行几何形变，纵裂漏钢的概率相对
１］
。其他连铸机要大得多［
并采取相应控制措施，大大提高了生产稳定原因，性。
１ 工艺条件１．１ 工艺流程
武钢ＣＳＰ生产Ｑ２３５Ｂ钢时的工艺流程为：铁水脱硫→１５０ｔ顶底复吹转炉→吹氩→ＬＦ→薄板坯连铸机→辊底式均热炉→７机架精轧→层流
冷却→卷取→（精整）→包装→入库。
中碳钢Ｑ２３５Ｂ属于裂纹敏感性较强的钢种，其纵裂漏钢率曾一度居高不下。统计武钢ＣＳＰ漏钢数据，２００９年Ｑ２３５Ｂ漏钢率达０．７１６８％， 远高于当年０．其中８月４０９６％的平均漏钢率， ，发生４次纵裂漏钢（共生产２当月漏钢率３２炉）高达１．７２％。２００９－２０１０年纵裂漏钢占总漏钢次数的４０％以上。发生漏钢不仅严重降低设备使用寿命且处理时间较长，严重影响到正常生产。因此，２０１１年开始重点分析和研究Ｑ２３５Ｂ漏钢
，作者简介：董长征（男，工程师，主要从事连铸工艺研究１９８１－）
１．２ 铸机主要参数
武钢薄板坯铸机的主要参数见表１。
２ Ｑ２３５Ｂ纵裂漏钢原因分析２．１ 钢水成分对纵裂漏钢的影响
当钢水中的碳质量分数在包晶区范围内（，凝固时会发生δ→γ转变发０．０８％～０．１７％）
·１６·
表１ 武钢薄板坯连铸机的主要技术参数
序号１２３４５６７８９
项目机型
铸机台数×流数漏斗形结晶器铜板
长度／ｍｍ冶金长度／ｍｍ 弯曲半径／ｍ 扇形段数铸坯厚度／ｍｍ
铸坯宽度／ｍｍ
１－（）拉速范围／ｎｍ·ｍｉ
技术参数立弯式２×１１１００ ０３０５１ ２５３．５
武钢技术第５４
卷
／（７０９０ＬＣＲ后可分别
）／达５００７００～１６００９２．８～６
图１ 碳质量分数与纵裂发生率的对应关系
生包晶反应，伴随有较大的体积收缩，坯壳与结晶器壁铜板脱离并凹陷形成气隙，导致热阻增加，极易发生纵裂缺陷，严重时导致纵裂漏钢。据统计，钢水中碳质量分数与裂纹发生率有较强的对应关系，钢水碳质量分数越接近包晶区，纵裂纹发生几率越大，如图１所示。因此，连铸生产中碳质量分数应避开包晶区范围。
要求控制范围控制目标
Ｃ １９００．
Ｓｉ ０．０６０
ｎＭ ０．４００
２３５Ｂ钢水中碳质量分数下限接近包晶区， Ｑ
当Ｑ碳质量分数３５Ｂ钢水成分控制出现波动时，２就会进入包晶区，这也是Ｑ３５Ｂ易发生纵裂漏钢２的原因之一，减少Ｑ３５Ｂ纵裂漏钢就要稳定控制２钢水碳质量分数。武钢ＣＰ在生产Ｑ３５Ｂ钢Ｓ２时，要求钢水中碳质量分数控制目标为０．１９％，生产中按０．成分如表２１９％±０．０１％进行控制，所示。
／％ｗＢ
Ｓ ００６≤０．
Ａｌｓ ０．０３５
Ｎ００８≤０．００６≤０．
００８０２０～０．０４０≤０． ０．
表２ Ｑ２３５Ｂ钢的成分
Ｐ ０２５≤０．０１５≤０．
１７～０．２１０３～０．２０３０～０．４５０． ０． ０．
钢中有害元素Ｓ质量分数使板坯高温 此外，
塑性和强度降低，Ｓ质量分数在液态钢中溶解度大，而在固态钢中溶解度小。当钢水中的Ｓ质量在偏析状态下形成低熔点的分数大于０．０９％时，
２］
。因此，应严格控制产生热脆，导致漏钢［Ｓ，Ｆｅ
而实际生３５Ｂ钢中的Ｓ质量分数≤０．００５％，Ｑ２
表面质量完好。１５ｍｍ，
另外，在Ｑ发现部分漏３５Ｂ钢生产实践中，２钢事故集中在结晶器使用的中后期。通过分析，发现主要原因是结晶器窄面铜板磨损严重，其一方面使结晶器铜板实际锥度与设定值不符，令铸坯宽面的收缩与锥度不一致，而使宽面铸坯出现传热不稳、应力集中，在强冷作用下出现纵裂缺陷，此处坯壳与铜板的间隙增加，传热热阻增加，）在结晶器监视画面上就会出现低温区，如图２（ａ所示；另一方面令窄面铜板对铸坯窄面起不到很好的支承、传热等作用，导致窄面热流值异常偏低，整体热流比偏低；漏钢预报热像图宽面铜板中间区域会出现低温区，如图２（所示，这种情况ｂ）下，铸坯容易出现纵裂纹缺陷或纵裂漏钢事故。
通过对不同寿命的窄面铜板的磨损量进行测量统计和分析，归纳出窄面铜板磨损规律，如图３所示。总结出结晶器窄面铜板磨损规律后，制定动态控制结晶器倒锥度措施，即结晶器过钢量每以对结晶增加５结晶器倒锥度增加０３ｍｍ，０炉，．器内的坯壳提供足够的支撑和冷却，如图４所示。
产中Ｓ质量分数大于０．００５％的比例高达
不利于降低板坯表面纵裂发生率和控５３％，４８．
制纵裂漏钢。
２．２ 铜板质量和倒锥度对纵裂漏钢的影响
结晶器铜板渣线处的龟裂或刮伤是导致３５Ｂ纵裂漏钢的原因之一。铜板上线使用过Ｑ２
，钢量达１万ｔ后（视生产的钢种类型而定）渣线处会出现不同程度的龟裂或刮伤缺陷，当铜板渣其传热效率线处裂纹或刮伤宽度大于１ｍｍ时，
明显低于附近区域，此处生成的初生坯壳就会出现纵向裂纹等缺陷。出结晶器后，纵向裂纹处的坯壳高温强度不足以抵抗强大的液态钢水静压力，钢水即会在纵向裂纹处的最薄弱处即振痕位置渗出，若渗出钢水不能及时再次凝固，就会造成纵裂漏钢。因此，控制纵裂漏钢，就必须保证结晶长度小于器铜板渣线处龟裂纹宽度小于１ｍｍ，
３ 冷却对纵裂漏钢的影响２．
结晶器冷却水量是控制Ｑ３５Ｂ板坯纵裂漏２
稳定，造成坯壳出现厚度差，继而出现热应力呈纵。当应力超过坯壳的抗拉强度向集中（拉坯方向）时就产生纵裂纹，若出结晶器时板坯表面的纵向裂纹尺寸较大，裂纹处坯壳的高温强度不足以抵抗液态钢水静压力、坯壳与铜板间摩擦合力等作用，钢水则会在该裂纹处渗出，严重时发生纵裂漏钢事故，图５所示为纵裂纹导致漏钢。
图２ 铜板磨损造成锥度失准影响传热
图５ 二冷区板坯表面纵裂纹
图３ 结晶器窄面铜板磨损量与过钢量的关系
ＣＳＰ 不同厚度的铜板冷却效果也相差较大，
铸机可根据不同厚度的铜板自动调节水量，但调节力度不够，造成不同厚度的铜板冷却差异较大，薄铜板冷却强更易产生纵裂纹漏钢。因此需要对结晶器冷却水量根据铜板厚度及生产经验进行手动优化，通过长期摸索跟踪，手动优化调整如图６（）所示。ａ
结晶器进水温度的波动也会影响坯壳均匀生长。进水温度偏低，冷却水与铜板温度梯度过大，使导热更迅速、不稳定，不利于控制纵裂。之前武钢Ｃ温度波３５Ｂ时采用默认的３ＳＰ生产Ｑ２６℃，为稳定结晶器传热，结合现场动范围３５～４０℃，生产实践，生产Ｑ２３５Ｂ时将结晶器进水温度设定
图４ 锥度设定量随浇注炉数增加而修正
在３将结晶器宽面热流控制在２．８～４２℃，３～
２
。同时结合现场生产实践，／通过调整ｍ２．５ＭＷ
钢的重要环节。若结晶器冷却水温过低则其对初生坯壳冷却很强，冷却的轻微差异将导致传热不
结晶器锥度和拉速将窄面热流稳定在１．６～１．９
２
。进水温度优化前后对比数据如图６（／ＭＷｍｂ）
所示。
图７ ２０１０－２０１５年Ｑ２３５Ｂ纵裂漏钢率
解决，确保了该钢种的生产稳定。
４ 结 语
成分、Ｑ２３５Ｂ钢纵裂漏钢主要受钢水温度、
结晶器及扇形段冷却等因素的影响，通过采取炼钢ＬＦ炉精炼工序控制钢水成分中Ｃ、Ｓ质量分数、优化结晶器冷却和二冷水量、实行动态补偿结晶器锥度等措施，实现了Ｑ５Ｂ纵裂漏钢的有效２３控制。具体措施如下。
）钢中Ｃ质量分数尽量避开包晶区，控制钢１
严格控制硫质中碳质量分数０．９％±０．０１％，１
图６ 优化结晶器冷却水量和进水温度
为控制纵裂漏钢创造条件。量分数≤０．０５％，０开浇前认真检查铜板表面质量，铜板渣线２）
部位龟裂开口度＞１ｍｍ、长度＞１５ｍｍ时必须更换。
）根据结晶窄面铜板磨损规律动态控制结晶３
器倒锥度，结晶器过钢量每增加５结晶器倒０炉，改善铜板对坯壳的支撑锥度增加０．４ｍｍ，３～０．和冷却。
）根据铜板厚度调整优化结晶器冷却水量，４
进水温度控制在３８～４２℃。
［参考文献］
［］张玉浩，杨冠洲，等．降低Ｃ１ＳＰ薄板坯连铸机漏钢 谢红星，
（）：］连铸，率的生产实践［２４．８５２３Ｊ．２００－［］成东全，郑跃强，等．酒钢Ｃ２ＳＰ连铸机典型漏钢的 邹 明，
（）：］特征及原因分析［甘肃冶金，４．２６１Ｊ．２０１－
（）收稿日期：１２２２４２０１－－
３ Ｑ２３５Ｂ纵裂漏钢措施的应用效果
２００９－２０１０年Ｑ２３５Ｂ钢纵裂漏钢率为
３１％，２０１１年下半年逐步采取了控制钢水Ｌ０．５Ｆ炉离站温度、钢水中Ｃ、Ｓ质量分数及根据过钢量动态控制结晶器倒锥度，优化结晶器水量、水温等措施，有效控制了Ｑ５Ｂ纵裂漏钢事故的发生，２３如图７所示。
１年１－６月份Ｑ２３５Ｂ纵裂漏钢率仅２０１２８％，２０１１年下半年其纵裂漏钢率降为０。０．３通过对Ｑ５Ｂ纵裂漏钢控制措施的不断完善和２３标准化，２－２０１５年８月期间仅２４年１２月２０１０１份发生１起因中包钢水过热度过高而导致的纵裂漏钢。综上所述，５Ｂ纵裂漏钢问题已得到了Ｑ２３