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浅析提高钢包吹氩成功率的技术

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摘要:分析造成钢包透气砖在精炼工序吹氩不成功的主要原因。采取翻渣吹氩、钢包车小流量持续吹氩技术、使用透气砖防堵塞材料等操作和工艺技术方面的改进措施后,在生产实践中取得了较好的效果,使得因为透气砖吹氩不通或流量小导致的每月平均异常停机次数和停机时间分别从1.75次和214min降至1.25次和175min。

关键词:钢包;透气砖;吹氩

前言

搅拌是加速冶金反应,促进钢水成分、温度均匀的重要手段。通常用于冶炼过程中的搅拌方式有机械搅拌、电磁搅拌和吹氩搅拌。吹氩搅拌即对钢液吹入氩气,通过氩气在钢液中急剧膨胀上浮产生搅拌效果。钢包吹氩的形式有顶吹、侧吹和底吹,吹氩搅拌对钢液无污染,投入设备少且操作简便,尤其是底吹氩,其氩气利用率高,搅拌效果好,并且机动性强,可以结合其他二次精炼工艺,更有效地提高钢的品种质量,降低生产成本[1-3]。随着钢包精炼技术的不断发展,以及钢的品种质量要求的不断提高,对钢包底吹氩工艺的要求也越来越高。电炉是宝钢股份公司管坯和方坯的主要产线,钢水的炉外精炼方式为LF炉+VD炉,精炼全过程均需要钢包底部吹氩,透气砖吹氩性能的好坏直接影响到精炼处理时间、钢水成分均匀化和夹杂物上浮程度。钢包底吹氩工艺不仅与透气砖的材质组成、结构形式有关,还涉及到透气砖的砌筑、使用、维护、判断以及供气系统等等。本文分析了影响钢包透气砖吹氩成功率的因素,通过改进操作和工艺,取得了较好的成效,钢包透气砖吹氩成功率有了明显提高。

1吹氩不成功的原因分析

钢包包底有两个透气砖,钢包每次浇注完毕返回后,装包工都要对透气砖表面的钢渣进行清理,确保钢包各方面指标合格之后才能将钢包送出用于出钢。而其中一项指标为透气砖流量需超过30m3/h,但有时钢包到精炼位之后透气砖无吹氩或者流量低,尤其对于停用钢包或者出钢后至精炼处理间隔时间较长时,这种现象的发生概率更高,这会影响精炼工序的生产,有时甚至造成精炼钢水跟不上节奏而造成异常终浇。

1.1透气砖缝隙渗钢透气砖缝隙渗钢是比较普遍的现象,使用过的所有透气砖都发现有渗钢现象,不同之处在于渗钢的多少和深浅程度,图1为透气砖渗钢状况图。处理的方法是透气砖后部接上一定压力的氩气,操作工用氧气清洗透气砖表面,当氧气清洗产生的高温将缝隙部分烧损及渗钢呈熔融状时,再接高压氩气吹通缝隙。

1.2透气砖表面粘渣透气砖表面粘渣是影响吹氩成功的另一因素。透气砖在吹氩过程中,上面是热态的钢水,下部吹入常温的氩气,这样芯砖持续受到强烈的热冲击作用,使得芯砖的熔损速度快于座砖,造成芯砖残厚低于座砖而在芯砖处形成凹陷,见图2。相比缝隙渗钢,处理更为困难。烧氧时不能点着火且需要较长烧氧时间,尤其当透气砖使用了一定次数而形成低凹陷以后,更易结钢渣且烧氧气流更集中,对透气砖的烧损也就更严重。

1.3透气砖缝隙变小有的透气砖在使用中即使不渗钢,表面粘渣也不严重,但透气量很小甚至不透气,解体以后发现透气砖的缝隙很小甚至没有缝隙,见图3。

2改进措施

2.1钢包翻渣吹氩钢包浇注结束后底部还留有熔渣,透气砖缝隙内渗入的钢水尚未完全凝固,此时接上氩气管吹入高压氩气,能有效地将缝隙内渗入的钢水吹出。

2.2钢包车小流量持续吹氩钢包出钢完毕,钢包车小流量持续吹氩,可以保证芯砖凹陷处的钢水一直处于运动状态(见图4),此凹陷处不易形成冷钢,且持续的小流量吹氩又可以保证钢水温降不会太大。当钢包到达精炼工序进行处理时,可以保证透气砖良好的吹氩性能,尤其当钢包状态不良或者等待时间较长时,钢包车小流量持续吹氩的效果更加明显。2.3使用透气砖防堵塞材料当透气砖芯砖形成凹陷时,在钢包装包处理加入引流砂时同步在凹陷处上面加入防堵塞材料,加入量要保证填满此凹陷处并形成馒头状(示意图见图5中(a),(b)所示)。出钢前在钢包台车烘烤位进行烘烤,利于此防堵塞材料烧结并有一定的强度,出钢过程中不吹氩,出钢完毕等待时小流量持续吹氩,这样凹陷处就不会形成冷钢造成透气砖芯砖堵塞而引发钢包在精炼工序吹氩不通。采取上述改进措施后,因为透气砖吹氩不通或流量小导致的每月平均异常停机次数和停机时间分别由1.75次和214min降至1.25次和175min,对精炼工序的稳定生产带来了较大的好处。

3结语

1)钢包透气砖在精炼工序的吹氩成功率,对于炼钢工序生产的产量、质量、品种乃至效益都有很大影响。2)提高钢包透气砖在精炼工序吹氩成功率的措施有翻渣吹氩、钢包车小流量持续吹氩技术、使用透气砖防堵塞材料等。

[参考文献]

[1]张华,倪红卫,成日金,等.150t钢包底吹氩工艺优化[J].炼钢,2009,25(5):8-11.

[2]韩建军,李士琦,吴龙.钢包底吹氩搅拌特性[J].北京科技大学学报,2011,33(9):1085-1090.

[3]张宝鑫,佟晓军.精炼条件对狭缝式透气砖使用效果的影响[J].耐火材料,2000,34(1):38-40.

作者:舒友亮 单位:宝山钢铁股份有限公司

江西冶金杂志责任编辑:张雨    阅读:人次