武钢二炼钢提高钢包底吹氩吹成率的实践

(上海冶金设计研究院 徐行南 田元美)
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5 效 果
从 1994 年元月以来, 通过各项措施的实 验, 底 吹 氩 吹 成 率 逐 步 上 升 提 高 到 95% , 1994 年达到 90% , 比 1993 年 同 期 提 高 了
44%。 由于提高了底吹氩1 容量, t 2 变压器量,M VA 3 出钢到出钢时间3 , m in 4 电极消耗3 , kg t 5 电耗3 , KW h t
6 底电极型式
五钢集团 第三电炉炼钢厂
100 76 78 1. 5 450 风冷 触针式
浦钢集团 大电炉分厂 100 (2 座)
73. 3 80 1. 4 410
在使用过程中钢包处于热状态, 通煤气 检查更为方便, 为了便于操作, 我们在钢包底 部设计了一个三通式不可逆快速接头, 保证 了煤气检查的安全可靠。
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3. 2 清洗操作 在过去钢包下坑后一般不对透气砖进行
清洗, 但从解剖的残砖上可看出覆盖在砖表 面上残钢渣是引起砖堵塞的原因之一, 严重 影响了吹成率。因此, 在钢包浇铸完毕后下坑 时, 利用钢包还处于高温状态的有利条件, 对 检查发现不通气或通气效果不好的透气砖用 煤氧枪进行清洗。 但操作中必须保持透气砖 中的煤气压力, 防止被熔化的钢渣再次渗入; 清洗时要注意煤氧枪与清洗面的距离, 以尽 量减少对透气砖的损伤。 当然利用煤氧枪清 洗不要避免地加快了透气砖的熔损, 刚玉质 透气砖采用清洗操作后的熔损与吹成率同不 采用清先操作时的统计数据对比见表 1。
解剖定向狭缝式铬刚玉质烧成透气砖, 没有这些带层, 残砖材质坚硬。
解剖直孔式 气砖残砖进行检查发现在 气孔中有残钢渗入, 深度有的达 180mm , 一 般在 40～ 60mm 范围, 同时发现有的气孔不 规则, 大的达 1×2mm , 在有些残砖的直气孔 中还出现了制砖时造孔用的物质残留在砖中 堵塞通道。 还有的砖体四周的不锈钢包皮被 熔化, 钢水沿熔化后形成的空隙渗入达 90～ 110mm 之多。
原大罐底吹系统的钢管固定焊接在罐体 上, 发现漏气或损坏时, 更换不方便, 从而影 响底吹率。为此, 我们将固定式钢管改进为活 动式可在线快速更换, 使这方面的影响成度 降到最低限度。
各种技术措施和好的经验要及时总结并 纳入标准化作业和正常管理之中, 保证实施 效果, 为此我们已 将上述各项措施从透气砖 安装前的检查, 使用前的确认和使用过程中 的检查到罐体上的每个接头钢管软管的在线 检查更换明确落实到每个岗位, 形成了一套 操作及管理的规范。
1500
35
CL EC IM 1996 年 12 月
双炉壳, 兑入 30% 铁水
式水口浇铸系统 连浇炉数 4 炉 本工程非常重视环境保护, 对于主要的
污染源电弧炉炼钢所产生的烟气、烟尘, 采取 了积极的捕集和处理。这座 100t 直流电弧炉 在冶炼过程中所产生的烟气含尘量为 13. 3g t, 本设计采用了第二孔内排烟、密闭罩和 屋顶罩相结合的全方位排烟方式, 烟气经冷 却和布袋除尘净化后排放, 排入到大气中的 烟气含尘量大大低于国家排放标准。
4 透气砖选型
在透气砖的选型上我厂已淘汰了直孔式 透气砖, 因为这种砖在加工上存在的问题较 多, 由于这种不经过烧成的刚玉砖耐浸蚀比 烧成的要差。 目前迁用定向狭缝式铬刚玉烧 成透气砖吹气效果较好。
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表 1 上海地区引进的大型直流电弧炉主要技术经济指标
2 透气砖残砖的解剖分析
通常底吹氩吹不起来的主要原因在透气 砖, 为此我厂先后试用了国内外多个厂家生 产的不同类型的透气砖但吹成率一直没有达 到满意的效果, 普遍存在堵塞、渗钢等现象。
在使用中底吹氩不成功主要表现为吹氩 时钢水无翻动或钢水翻动很小。
对部份连续吹不起来的透气砖进行了解 剖分析, 发现刚玉质直通多孔式透气砖残砖 分为四层。第一层上表面厚 约40～ 80mm 钢 渣层; 第二层是黑灰色致密的烧结层, 厚约 20～ 40mm , 而且非常坚硬; 第三层呈灰色, 是烧结层与白色未变化带层之间的过渡带, 其硬度比未变化带要大。 第四层则是白色原 始状刚玉混合料。
为了防止钢水倒吸, 我们在管路上设计 了一套阻止突然产生压差的装置。 这套装置 是在氩气阀后和进入透气砖前的管路上增设 一个充气包来蓄压, 以防止突然产生压差。这 套装置的维护量极小, 装置投入使用后, 解剖 残砖没有发现正常孔径或气缝的孔路内有钢 水渗入, 达到了预期效果。
除安装充气包蓄压装置以外, 还在大罐 底部的底吹氩钢管端部增设一单向阀, 该单 向阀使气体只能向一个方向流动而不能回 流。当氩气源切断后, 钢水由于压差将回流进 入透气砖缝并且推动氩气回流时, 单向阀将 自动关闭, 不让气体回流, 阻止钢水渗入透气 砖。从解剖的残砖中发现, 使用该阀的效果是 十分显著的。
消耗大为降低, 底吹与顶吹相比吨钢耐材消 耗由 0. 936kg 降低到 0. 08kg。
(武钢二炼钢厂 骆忠汉) (收稿日期: 1997—02—04)
由表可见, 透气砖清洗比不清洗熔损率 增加 3. 06mm 次, 但底吹氩成功率提高了 15. 68%。 为了减少清洗量和保证清洗效果, 一是要保证浇铸完的钢包要及进将钢包内残 钢渣翻尽, 保证包底干净; 二是防止钢水渗入 透气砖, 因为钢水渗入后, 即使清洗也难以一 次清通, 有时需连续清洗数次才能达到使用 要求。 3. 3 供气管路系统的改进
透气砖在安装好之后, 过去因没有检验 手段, 砌完钢包直接投入使用。在完善管理的 同时, 我们增设了一套检验透气砖流量的装 置。对砌筑的钢包进行 100% 的检验, 并摸索 出合理的气量范围, 检验气量在这个范围之 内时吹氩情况正常, 对于定向狭缝式透气砖 在 18～ 28m 3 h 为宜。实践证明, 检验时气量 小的钢包使用时明显气量小, 过大时使用几 次便有渗钢现象。
1997年8月 A ug. 1997
S T E E L M A K IN G
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武钢二炼钢提高钢包底吹氩吹成率的实践
1 前 言
武钢二炼钢厂是一个转炉全连铸炼钢 厂, 要求 100% 的钢水经过炉外精炼后再进 行连铸烧钢, 以保证浇铸顺利和铸坯质量。目 前有 78% 的钢水是通过吹氩处理后再连铸 浇钢的。
风冷 导电耐材
7 底电极寿命3 , 炉 8 氧气消耗, Nm 3 t 9 供货者 10 投产日期
850
25 M AN GHH 1997 年 3 月
2000 35
A BB 1995 年 10 月
11 备 注
3 供货者保证值
宝钢 (集团) 公司 宝钢总厂电炉炼钢厂
150 33×3 - 60
1. 2 290 水冷 钢棒式
解剖定向狭缝式透气砖时, 发现狭缝宽 度大于 0. 3mm 的易渗钢, 大的狭缝使钢水 一直渗透到透气砖气室内或进气管内。
3 操作工艺的完善
3. 1 对透气砖的检验 透气砖进行安装前检验的方法有两种:
一种是通压缩空气配合流量计来观察气体流 量的变化情况; 一种是通煤气点火检验。对直 通孔型透气砖透气孔畅通率要求大于 80% 才允许使用。 通过火焰检验法还可以判别透 气砖四周钢皮与本体之间气隙的大小, 当四 周火焰高度高于直通孔处火焰时, 则包皮间 隙过大。
与顶吹氩相比, 底吹氩具有吹氩量大, 有 利于夹杂物的富聚和上浮的优点, 去氧去氢 的效果明显优于顶吹氩, 中包温度更加均匀, 吹氩时间缩短 1m in。 在此同时, 由于不用吹 氩棒, 可节约大量的耐火材料, 从而也减少了 耐材熔损对钢水的污染。
然而我厂 1993 年生产中, 钢包底吹氩成 功率一直在 30%～ 50% 之间徘徊, 不能满足 品种钢生产及 CA S—OB 工艺的要求。 为此 我们开展了一系列工作。
表 1 两种操作条件下透气砖的熔损与吹成率 对比表
编号
1 2 3 4 5 平均
熔损速率, mm c
未清洗 清洗
3. 8
11. 1
4. 8
10. 0
5. 7
3. 75
7. 0
4. 70
5. 40
5. 33
8. 39
吹成率, % 未清洗 清洗 65. 52 100. 0 88. 00 100. 0 85. 71 87. 5 90. 00 100. 0 83. 33 100. 0 81. 82 97. 5
超高功率直流电弧炉炼钢所产生的噪音 污染, 与可比交流电弧炉相比在程度上要轻 得多, 在起弧穿井的最初 3～ 4m in (熔化初 期) 直流电弧炉的噪音与交流电弧炉相近, 不 过由于频率高, 用密闭罩隔音, 对噪音起了很
好的屏蔽作用; 正在运行时, 直流电弧炉的噪 音比交流电弧炉大为降低; 熔池形成以后, 噪 音极低, 对操作人员影响较小。
本工程设置了独立的散状料跨, 并配以 计算机自动控制。 本工程还设置了炉下热泼 渣系统。采用炉下热泼渣工艺的电弧炉, 国内 外为数还不多, 而且多数用于交流电弧炉。这 项技术用于直流以电弧炉, 国内是首次, 国外 为数亦甚少, 在热调试启动以来, 炉下热泼渣 系统运行正常。
由上海冶金设计研究院承担工程设计的 我国首批引进的四座大型超高功率直流电弧 炉 (都在上海地区) 的主要技术经济指标见表 1。
在透气砖的使用过程中检查发现有渗钢 现象, 严重时钢水已进入透气砖内部下方的 支管内, 既影响吹气效果又对安全生产造成 威胁。 钢水倒吸入透气砖内部的主要原因是 吹气停止时电磁阀切断气源速度过快, 在气
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室及管路通道 内形成负压, 钢水被倒吸入透 气砖缝内, 如果狭缝过宽或气孔直径过大钢 水倒吸的深度就随之增加。