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提高重軌鋼鋼包自開率的工藝實踐

2019年03月15日來源:中國冶金裝備網閱讀數:分享到:

1 前言

邯鋼一煉鋼廠現有1座鐵水倒灌站、3套鐵水預處理設施、3120噸頂底復吹轉爐、2120LF鋼包精煉爐、1120RH真空精煉爐、2臺方坯和1臺異性坯連鑄機等主體設備。主要生產重軌鋼、H型鋼、軸承鋼、冷鐓鋼等多種高附加值產品。重軌鋼作為公司的重點產品,對鋼水質量的控制要求極為嚴格。鋼包水口不能自動開澆會影響保護澆筑效果,造成鋼水二次氧化、內部夾雜物增加、鑄坯降級等一系列問題,因此鋼包水口的自動開澆顯得尤為主要。

2 影響鋼包水口自動開澆因素分析

在生產過程中發現,影響重軌鋼鋼包自動開澆率主要因素有:生產組織不合理致使鋼水在鋼包內的停留時間長、水口燒氧操作不規范、鋼包透氣性差、出鋼時提前加入物料和引流砂原料等。

2.1 生產組織不合理

據統計,當出鋼完至開澆盛鋼時間<120 min時,鋼包自開率最高。隨著時間的增加自動開澆率下降,當>240 min時自動開澆率明顯下降。重軌鋼的生產組織為:鐵水預脫硫轉爐→LF精煉→RH真空脫氣連鑄機。經過統計,盛鋼時間超過180分鐘不自開爐數占不自開總爐數的15%左右。由此可見,鋼水長時間壓站對于鋼包不自開影響比較明顯。因此,生產上應合理安排,減少鋼包盛鋼時間。

2.2 鋼包準備不規范

1)由連鑄下來的鋼包,必須對水口內的殘鋼、渣進行徹底清理。日常工作中發現由于熱修工技術不熟練、責任心不強等原因,在清理水口時僅從包底外側向包內吹掃水口及座磚內壁的鋼渣。表面上看內壁很光滑,其實水口座磚喇叭口處的粘鋼或耐火泥并未清理干凈,很容易在此處形成多余的燒結塊,導致水口燒眼。

2)透氣磚橫斷造成鋼包底部串氣吹散引流砂或投用的鋼包透氣性差導致鋼包底部鋼水循環不良、溫度低,也會造成鋼包水口不自開。

2.3 合金、脫氧劑的加入時間

轉爐在出鋼前期加入合金、脫氧劑。由于加入時間較早,可能使合金掉在引流砂中或大量的合金熔化后部分粘結在水口座磚附近。造成水口不能自動開澆。

2.4 透氣磚的影響

由于透氣磚質量不穩定造成透氣性差、透氣磚橫斷等現象。出鋼前,底吹氣體沿著橫斷的透氣磚串到水口座磚處,將引流砂吹散造成鋼包水口不能自動開澆。

2.5 引流砂原料選擇不合理

鋼包水口內的引流砂在接觸鋼水后,一般形成三層結構(自上而下分別為:熔融層、燒結層、松散層)。熔融層是由于引流砂接觸鋼水后被高溫鋼水熔化所產生,要求不易過多,因此要求鉻砂具有較高的耐高溫性能。燒結層處于熔融層下方。它是由于溫度高而燒結形成,其作用可以防止鋼水不斷向下滲透。自動開澆是依靠鋼包中鋼水的自重產生壓力將燒結層壓破,所以燒結層不易過厚。因此,要求引流砂具有較高的燒結溫度,保證在一定鋼水溫度內不過度燒結。松散層位于燒結層下方。鋼水侵入引流砂的顆粒之間,隨著鋼水溫度的降低逐漸開始凝固,形成強度較大的砂·鋼混合凝固層。如果顆粒配比不適當,鋼水就會輕易滲入引流砂內。開澆時下部引流砂流出水口,若砂·鋼混合凝固層較厚,也容易造成鋼包水口不能自動開澆。

3 改進措施及效果

3.1強化職工標準化操作,嚴格推行列車時刻制度

1)對職工進行培訓教育,在日常工作中養成按制度、按規程、按標準操作。從而達到穩定生產、減少事故,降低因人為操作、設備事故造成鋼水壓站致使鋼包水口不能自動開澆的影響。

2)連鑄機執行恒拉速制度。確保每爐鋼的澆筑時間基本穩定,有利于調度人員合理組織生產。

3)強化生產組織管理,通過執行列車時刻表制度,使各生產工序之間緊密銜接,進而減少鋼水在鋼包內的停留時間。通過上述措施的實施,一季度重軌鋼不自開爐數中超時爐數的占比由37.7%降低到二季度的3.2%(包括一季度限產因素影響)。

3.2加強熱修操作,選用紅、凈的鋼包

1)熱修工在處理水口內的鋼渣、火泥時,從鋼包外使用燒氧槍將水口內的鋼渣、火泥清理干凈后再從鋼包內清理一次。保證水口及水口座磚喇叭口內無鋼渣、火泥。

2)鋼包投用時,選用空置時間短的鋼包(原則上使用A1包),防止包內溫度低在包底結冷鋼造成燒眼;選用包內、包沿無浮動鋼渣的鋼包,若有浮渣需人工清理干凈,避免在座包時渣子掉進水口內影響自開。

3)加砂人員在加引流砂前認真檢查水口內是否干凈。若有渣子或火泥必須處理干凈后再進行加引流砂操作。加引流砂的量應該保證在水口座磚上形成凸起的山丘狀。

3.3 選擇合適的時間加入合金及脫氧劑

通過現場觀察,在出鋼量達到鋼包容量1/3時加入合金及脫氧劑,在出鋼完畢后合金能完全熔化又不影響鋼包水口自動開澆。由此規定,爐后加合金時間定在出鋼開始1.5分鐘后,這樣減少了合金掉進引流砂附近或熔化不完全而影響鋼包水口自動開澆的因素。

3.4改進水口座磚

通過將水口座磚由分體型改進為整體型后,有效的防止以下情況的發生:

1)上、下座磚之間由于滲鋼造成加砂后鋼水返進引流砂內引起水口不能自動開澆。

2)透氣磚橫斷、包底串氣吹散引流砂造成水口不能自動開澆。

3.5優化引流砂的選用

要保證較高的自動開澆率,引流砂必須符合以下要求:

1)有較高的耐火度,能有效的防止燒結;

2)粒度搭配適當、混合均勻,能較好地阻止鋼水浸入;

3)有較高的熱阻和較低的膨脹系數;

4)熱態下有較好的流動性。

這樣才能保證引流砂內滲入的鋼液少、鋼 -砂混合燒結層較薄,在開澆時下部的引流砂能快速的流出水口,上部的引流砂燒結層被鋼水的靜壓力壓破,實現鋼包水口自動開澆。經過近半年時間對引流砂材質的優化,在多種配方中選用了自開率較好的3型引流砂,作為重軌鋼的專用砂子。具體理化指標如下表:

砂子型號

Cr2O3

SiO2

Al2O3

Fe2O3

MgO

C

水份

1

34.21

24.41

11.1

21.37

7.5

0.21

0.088

2

33.48

24.96

11.34

20.52

7.51

0.36

0.07

3

37.74

30.13

8.57

15.58

4.77

0.19

0.071

3型引流砂在粒度上選擇了0.1-1.5mm并且添加了高熔點的氧化鋯7.98%。這樣實現了重軌鋼較好的自動開澆。

4 效果

重軌鋼的鋼包自動開澆率不僅與引流砂的質量有關,更與使用現場的工藝條件、使用方法、鋼包空滯留時間、水口及其座磚的清理等因素密不可分。要想實現 100%的自動開澆率,必須供需雙方之間在各個方面之間緊密配合。通過在以上幾個方面采取改進措施,該廠重軌鋼的鋼包自開率得到較好的提高。


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