250t钢包底吹氩透气砖的使用与改进
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Key words L F argon bubbling permeable brick
1 前 言
武钢第三炼钢厂是 1996 年 8 月 10 日投产的 现代化钢厂 。主要工艺设备包括鱼雷罐铁水脱硫 装置 、两座 250 t 顶底复合吹炼转炉 、两个吹氩 站 、一台真空脱气装置 、一台钢包炉 (L F) 、两台 弧型板坯连铸机 。我厂具有炼钢铁水100 %脱 硫 , 计算机自动控制炼钢 , 钢水100 %二次精炼 , 连铸结晶器液面自动控制及在线调宽等先进技 术 。为生产高质量连铸坯奠定了基础 。主要工艺 流程为 : 鱼雷罐脱硫 →转炉冶炼 →二次精炼 (吹 Ar 、RH、L F) →连铸 。钢液100 %经钢包底吹氩 处理 , 因此钢包底吹供气砖的使用效果和寿命具
min max 平均
氩气流量/ m3·min - 1 60 氩气压力/ MPa 0. 8 处理时间/ min 19
90 74 1. 0 0. 91 161 39
吹成率/ % 87. 7 96. 3 92
使用次数 残砖高度/ mm
安全标识
13 22 19
107 154 116 不太明显 , 偏小
进口迷宫型砖 min max 平均 30 70 63 0. 9 1. 1 0. 95 19 67 31 92 98 95. 3 8 20 17 121 184 143
2. 1. 2 国产狭缝迷宫型供气砖的研制与 使用[ 1 ]
开工初期 , 进行了钢包供气砖的国产化攻关。 根据当时国内供气砖的使用状况 , 以进口供气砖 使用效果为目标 , 与洛阳耐火材料研究院合作 , 研 制出了狭缝迷宫型供气砖 , 从 1997 年元月起陆续 安排在生产上使用。经统计分析 1997 年 1～8 月 狭缝迷宫型供气砖除在残砖高度及安全显示标识 方面有一定差距外 , 其使用效果与进口产品相当。 国产狭缝迷宫型供气砖理化性能见表 1 。
塞造成钢水上 L F 底吹失败 , 砖表面难清理 。狭
缝宽度小于0. 1 mm , 底吹气量小 , 达不到二次精
炼效果 。因此 , 我们要求各供货厂家确保透气砖
狭缝宽度 < 0. 2 mm , 控制在0. 15 mm左右 。同
时为了保证钢水搅拌强度 , 要求增加透气砖狭缝
条数 (达到 40～53 条) , 增加狭缝长度 ( 16～25
站 、真空处理后再到 L F 处理时 , 易发生底吹失
败的现象 。根据 Bart hel H[2 ]研究结果 :
h = - 2σcosδ ×107/ (9. 81 ρr)
(1)
式中 h ———钢水深度/ mm σ———表面张力/ 达因·cm - 1
δ———润湿角/ °
ρ———密度/ g·cm - 3
再清理下透气砖 ;透气砖使用次数为双数时先清
理下透气砖 , 再清理上透气砖 ;保证两块透气砖
残厚差 ≤20 mm 。
如果未清理前有一块透气砖透气量能达到规
定要求 , 必须清理另一块透气砖 , (时间 10 min
以上) 。如果未清理前有一块透气砖有气量 , 但
不能达到规定要求 , 先清理另一块透气砖 , 清理
图 4 单块改两块透气砖后 钢水成分均匀度的变化
图 5 单块改两块透气砖后中包钢水 5 次测温值偏差图
联系人 : 陈双全 , 工程师 , 湖北省武汉市 (430083) 武钢第三炼钢厂
· 6 ·
炼 钢
第 18 卷
2. 1 钢包透气砖结构的改进 2. 1. 1 进口供气砖使用情况
开工初期我厂使用的进口供气砖为迷宫式结 构 。砖结构见图 1 。
图 1 进口迷宫式供气砖的结构
此种结构供气砖使用效果良好 。其主要特点 是 : 采用双环 180 个交叉网络孔作为气体通道 , “Z”型孔可增加渗钢阻力 , 加长渗钢路径 , 对提 高吹成率有明显优势 。在开工试生产期间 , 生产 节奏较慢 , 钢包周转时间长 , 但底吹成功率仍达 97 % , 寿命 20 次 , 残砖厚度 180～200 mm , 离 安全距离还有 50～70 mm 的富余 。溶损速度 8～ 9 mm/ 次 , 估计使用寿命可达 25 次 。
10 min 以上不能达到规定要求时 , 再清理有气量
的一块透气砖 , 直到透气量达到规定要求 。
ຫໍສະໝຸດ Baidu
2. 1. 5 控制透气砖狭缝宽度
钢包透气砖在我厂使用条件较为苛刻 。钢水
深3. 5 m , 静压力大 , 同时钢水搅拌强度要求大 ,
需要钢包透气砖抗钢水渗透能力强 。而在实际生
产中 , 经常发生透气砖表面难清理和钢水经氩
Abstract The permeable bricks for ladle bottom Argon bubbling are critical f unctional refactory element s for L F f urnace and t he flowabilit y , repeated blowing rate , reliability and service life have direct bearing on t he proper performance of f unctions of L F f urnace. For t he purpose t he high quality labyrint h type narrow seam permeable bricks for 250 T L F f urnace have been successf ully developed. The newly developed element s have been used in operation for more t han 3 years wit hout occurrence of any accident s such as hot metal infilt ration and breakout and t he repeated blowing rate of t he element come up to 99 % and t he service life of t he permeable brick synchronizes wit h t he ladle bottom life. The repeated blowing times for a single permeable element are 28 and t herefore t he demand of t he Steel Plant in produc2 tion of clean steel can be satisfied.
图 2 透气砖布置位置图
2. 1. 4 加强钢包透气砖使用管理
钢包浇钢完毕要求用煤氧枪清理透气砖表面 残钢 、残渣 , 直到底吹供气量达到规定要求的气 量才能座罐 , 以保底吹成功 。其具体操作要求 为:
第5期
陈双全等 : 250 t 钢包底吹氩透气砖的使用与改进
·7 ·
透气砖使用次数为单数时先清理上透气砖 ,
r ———缝宽/ mm
由上式可知 , 提高钢包透气砖的吹成率 , 一
方面应减少透气砖的狭缝宽度 , 另一方面选择与
钢水润湿角较大的材料 。鉴于此 , 我们对 100 块
透气砖的使用后残砖进行解剖 , 分析狭缝宽度与
钢水渗入深度的关系 。结果发现狭缝宽度大于
0. 2 mm , 钢水渗入深度达 5～10 mm , 使狭缝堵
通过钢包底吹氩均匀钢水成分 , 减少钢中成
图 3 1997～2000 年钢包底吹氩平均吹成率
分偏析 ;均匀钢水温度 , 减少钢水温度分层 , 有 利于品种钢开发 , 实现高效连铸和提高产品质 量 。1997 年前 , 我厂使用单块透气砖 , 底吹成功 率90 %左右时 , 钢中成分偏析大 , 从吹氩站取样 (代表表面钢水成分) 与中包取样 (代表中部钢水 成分) C、Si 、Mn 、P 、S 含量 ( w B) 偏差平均达到 0. 04 %～0. 08 % , 通过增加透气砖块数和提高 底吹成功率 , 钢中成分偏差减至0. 04 %以下 (见 图 4) 。同时钢水温度分层现象突出的问题也明 显改善 , 改进前中间包测温值偏差大 , 中包 5 次 测温值偏差大于 10 ℃的占20 % ,改进后偏差大 于 10 ℃的仅占3 %(见图 5) 。
供气砖 砖芯
90. 70 4. 54 2. 47 3. 06 92. 6
> 1 700
供气砖 座砖
83. 18 3. 64 9. 33 2. 86 107. 1
> 10 13～35
国产狭缝迷宫型供气砖与进口迷宫型供气砖 的使用效果见表 2 。
表 2 国产狭缝迷宫型与进口迷宫型砖的使用情况
项目
国产狭缝迷宫型砖
表 1 国产狭缝迷宫型供气砖理化指标
理化性能
化学成份 ( wB) / %
体积密度/ g·cm - 3 耐压强度/ MPa 荷重软化温度 (0. 6 %) / ℃ 热稳定性 (1100 ℃,水冷) / 次 流量 (0. 2～1. 0 MPa 压力下) / Nm3·h - 1
Al2 O3 Cr2 O3 SiO2
有十分重要的作用 。 近三年多来 , 随着我厂生产技术的发展及品
种与质量要求的不断提高 , 生产工艺对钢包透气 砖的要求愈来愈高 , 通过改进透气砖的结构、增加 透气砖数量 、提高透气砖的使用效果 、加强钢包使 用管理等措施 , 使钢包透气砖满足了生产要求。
2 提高钢包透气砖的冶金效果[1 ]
钢包吹氩是炉外精炼的重要手段之一 , 具有 均匀钢水温度 、成分 , 促进夹杂物上浮的作用 。 因此 , 对钢包供气砖的使用要求是气量可调范围 宽 、吹成率高 、抗冲刷 、抗浸蚀 、使用寿命长 (与 钢包底砖寿命同步) 。
关键词 L F 吹氩 供气砖
Application and Improvement of Permeable bricks f or 250 t Ladle Bottom Argon Bubbling Purpose
Chen Shuangquan Hu Tieshan Chen Bo ( Wuhan Iron and Steel Corp . )
2002 年 10 月 第 18 卷 第 5 期
炼 钢 Steelmaking
Oct . Vol. 18
2 0N0 2o. 5 · 5 ·
250 t 钢包底吹氩透气砖的使用与改进
陈双全 胡铁山 陈 波 (武汉钢铁 (集团) 公司)
摘 要 钢包底吹氩透气砖是 L F 关键的功能性耐火材料 , 它的流量特征 、重复吹成率 、安全性和 使用寿命直接关系到 L F 功能的正常发挥 。武钢成功开发出高性能狭缝迷宫式 250 t L F 用透气砖 , 3 年来使用安全可靠 , 无一渗钢 、漏钢事故发生 , 重复吹成率达到99 %以上 , 透气砖寿命与钢包底部寿 命同步 , 平均使用寿命达 28 次 , 可满足钢厂生产高纯净钢的需要 。
mm) 。还必须解决透气砖使用中 、后期狭缝变
形 , 局部狭缝宽度大渗钢和透气砖材料发生膨
胀 , 狭缝窄 , 使冶金效果变差的问题 。
2. 1. 6 钢包底吹成功率
图 3 示出了 1997～2000 年 250 t 钢包底吹成
功率的提高情况 , 2000 年重复吹成率已达99 %
以上 。
2. 1. 7 钢种冶金效果得到明显提高
明显 , 清晰
2. 1. 3 透气砖位置确定
为了更进一步的提高钢包底吹成功率 , 从 1997 年 7 月开始 , 与武钢技术中心协作 , 进行钢 包底吹透气砖水模试验 , 分别对单块砖与两块砖 进行水力模拟对比 , 确立了透气砖的最佳安装位 置 , 同时两块透气砖的冶金效果明显优于单块透 气砖 。氩气在钢水中形成的微小气泡分散面大 , 钢包内钢水环流更充分 , 达到了均匀钢水温度和 成分 、提高合金收得率 , 降低非金属夹杂物的冶 金效果 。从 11 月开始在钢包底部由单块透气砖 (如图 2 : A 位或 D 位) 改砌为两块透气砖 (如图 2 : A 和 C 位) , 使我厂底吹成功率稳步提高到 98 %以上的较好水平 。
1 前 言
武钢第三炼钢厂是 1996 年 8 月 10 日投产的 现代化钢厂 。主要工艺设备包括鱼雷罐铁水脱硫 装置 、两座 250 t 顶底复合吹炼转炉 、两个吹氩 站 、一台真空脱气装置 、一台钢包炉 (L F) 、两台 弧型板坯连铸机 。我厂具有炼钢铁水100 %脱 硫 , 计算机自动控制炼钢 , 钢水100 %二次精炼 , 连铸结晶器液面自动控制及在线调宽等先进技 术 。为生产高质量连铸坯奠定了基础 。主要工艺 流程为 : 鱼雷罐脱硫 →转炉冶炼 →二次精炼 (吹 Ar 、RH、L F) →连铸 。钢液100 %经钢包底吹氩 处理 , 因此钢包底吹供气砖的使用效果和寿命具
min max 平均
氩气流量/ m3·min - 1 60 氩气压力/ MPa 0. 8 处理时间/ min 19
90 74 1. 0 0. 91 161 39
吹成率/ % 87. 7 96. 3 92
使用次数 残砖高度/ mm
安全标识
13 22 19
107 154 116 不太明显 , 偏小
进口迷宫型砖 min max 平均 30 70 63 0. 9 1. 1 0. 95 19 67 31 92 98 95. 3 8 20 17 121 184 143
2. 1. 2 国产狭缝迷宫型供气砖的研制与 使用[ 1 ]
开工初期 , 进行了钢包供气砖的国产化攻关。 根据当时国内供气砖的使用状况 , 以进口供气砖 使用效果为目标 , 与洛阳耐火材料研究院合作 , 研 制出了狭缝迷宫型供气砖 , 从 1997 年元月起陆续 安排在生产上使用。经统计分析 1997 年 1～8 月 狭缝迷宫型供气砖除在残砖高度及安全显示标识 方面有一定差距外 , 其使用效果与进口产品相当。 国产狭缝迷宫型供气砖理化性能见表 1 。
塞造成钢水上 L F 底吹失败 , 砖表面难清理 。狭
缝宽度小于0. 1 mm , 底吹气量小 , 达不到二次精
炼效果 。因此 , 我们要求各供货厂家确保透气砖
狭缝宽度 < 0. 2 mm , 控制在0. 15 mm左右 。同
时为了保证钢水搅拌强度 , 要求增加透气砖狭缝
条数 (达到 40～53 条) , 增加狭缝长度 ( 16～25
站 、真空处理后再到 L F 处理时 , 易发生底吹失
败的现象 。根据 Bart hel H[2 ]研究结果 :
h = - 2σcosδ ×107/ (9. 81 ρr)
(1)
式中 h ———钢水深度/ mm σ———表面张力/ 达因·cm - 1
δ———润湿角/ °
ρ———密度/ g·cm - 3
再清理下透气砖 ;透气砖使用次数为双数时先清
理下透气砖 , 再清理上透气砖 ;保证两块透气砖
残厚差 ≤20 mm 。
如果未清理前有一块透气砖透气量能达到规
定要求 , 必须清理另一块透气砖 , (时间 10 min
以上) 。如果未清理前有一块透气砖有气量 , 但
不能达到规定要求 , 先清理另一块透气砖 , 清理
图 4 单块改两块透气砖后 钢水成分均匀度的变化
图 5 单块改两块透气砖后中包钢水 5 次测温值偏差图
联系人 : 陈双全 , 工程师 , 湖北省武汉市 (430083) 武钢第三炼钢厂
· 6 ·
炼 钢
第 18 卷
2. 1 钢包透气砖结构的改进 2. 1. 1 进口供气砖使用情况
开工初期我厂使用的进口供气砖为迷宫式结 构 。砖结构见图 1 。
图 1 进口迷宫式供气砖的结构
此种结构供气砖使用效果良好 。其主要特点 是 : 采用双环 180 个交叉网络孔作为气体通道 , “Z”型孔可增加渗钢阻力 , 加长渗钢路径 , 对提 高吹成率有明显优势 。在开工试生产期间 , 生产 节奏较慢 , 钢包周转时间长 , 但底吹成功率仍达 97 % , 寿命 20 次 , 残砖厚度 180～200 mm , 离 安全距离还有 50～70 mm 的富余 。溶损速度 8～ 9 mm/ 次 , 估计使用寿命可达 25 次 。
10 min 以上不能达到规定要求时 , 再清理有气量
的一块透气砖 , 直到透气量达到规定要求 。
ຫໍສະໝຸດ Baidu
2. 1. 5 控制透气砖狭缝宽度
钢包透气砖在我厂使用条件较为苛刻 。钢水
深3. 5 m , 静压力大 , 同时钢水搅拌强度要求大 ,
需要钢包透气砖抗钢水渗透能力强 。而在实际生
产中 , 经常发生透气砖表面难清理和钢水经氩
Abstract The permeable bricks for ladle bottom Argon bubbling are critical f unctional refactory element s for L F f urnace and t he flowabilit y , repeated blowing rate , reliability and service life have direct bearing on t he proper performance of f unctions of L F f urnace. For t he purpose t he high quality labyrint h type narrow seam permeable bricks for 250 T L F f urnace have been successf ully developed. The newly developed element s have been used in operation for more t han 3 years wit hout occurrence of any accident s such as hot metal infilt ration and breakout and t he repeated blowing rate of t he element come up to 99 % and t he service life of t he permeable brick synchronizes wit h t he ladle bottom life. The repeated blowing times for a single permeable element are 28 and t herefore t he demand of t he Steel Plant in produc2 tion of clean steel can be satisfied.
图 2 透气砖布置位置图
2. 1. 4 加强钢包透气砖使用管理
钢包浇钢完毕要求用煤氧枪清理透气砖表面 残钢 、残渣 , 直到底吹供气量达到规定要求的气 量才能座罐 , 以保底吹成功 。其具体操作要求 为:
第5期
陈双全等 : 250 t 钢包底吹氩透气砖的使用与改进
·7 ·
透气砖使用次数为单数时先清理上透气砖 ,
r ———缝宽/ mm
由上式可知 , 提高钢包透气砖的吹成率 , 一
方面应减少透气砖的狭缝宽度 , 另一方面选择与
钢水润湿角较大的材料 。鉴于此 , 我们对 100 块
透气砖的使用后残砖进行解剖 , 分析狭缝宽度与
钢水渗入深度的关系 。结果发现狭缝宽度大于
0. 2 mm , 钢水渗入深度达 5～10 mm , 使狭缝堵
通过钢包底吹氩均匀钢水成分 , 减少钢中成
图 3 1997～2000 年钢包底吹氩平均吹成率
分偏析 ;均匀钢水温度 , 减少钢水温度分层 , 有 利于品种钢开发 , 实现高效连铸和提高产品质 量 。1997 年前 , 我厂使用单块透气砖 , 底吹成功 率90 %左右时 , 钢中成分偏析大 , 从吹氩站取样 (代表表面钢水成分) 与中包取样 (代表中部钢水 成分) C、Si 、Mn 、P 、S 含量 ( w B) 偏差平均达到 0. 04 %～0. 08 % , 通过增加透气砖块数和提高 底吹成功率 , 钢中成分偏差减至0. 04 %以下 (见 图 4) 。同时钢水温度分层现象突出的问题也明 显改善 , 改进前中间包测温值偏差大 , 中包 5 次 测温值偏差大于 10 ℃的占20 % ,改进后偏差大 于 10 ℃的仅占3 %(见图 5) 。
供气砖 砖芯
90. 70 4. 54 2. 47 3. 06 92. 6
> 1 700
供气砖 座砖
83. 18 3. 64 9. 33 2. 86 107. 1
> 10 13～35
国产狭缝迷宫型供气砖与进口迷宫型供气砖 的使用效果见表 2 。
表 2 国产狭缝迷宫型与进口迷宫型砖的使用情况
项目
国产狭缝迷宫型砖
表 1 国产狭缝迷宫型供气砖理化指标
理化性能
化学成份 ( wB) / %
体积密度/ g·cm - 3 耐压强度/ MPa 荷重软化温度 (0. 6 %) / ℃ 热稳定性 (1100 ℃,水冷) / 次 流量 (0. 2～1. 0 MPa 压力下) / Nm3·h - 1
Al2 O3 Cr2 O3 SiO2
有十分重要的作用 。 近三年多来 , 随着我厂生产技术的发展及品
种与质量要求的不断提高 , 生产工艺对钢包透气 砖的要求愈来愈高 , 通过改进透气砖的结构、增加 透气砖数量 、提高透气砖的使用效果 、加强钢包使 用管理等措施 , 使钢包透气砖满足了生产要求。
2 提高钢包透气砖的冶金效果[1 ]
钢包吹氩是炉外精炼的重要手段之一 , 具有 均匀钢水温度 、成分 , 促进夹杂物上浮的作用 。 因此 , 对钢包供气砖的使用要求是气量可调范围 宽 、吹成率高 、抗冲刷 、抗浸蚀 、使用寿命长 (与 钢包底砖寿命同步) 。
关键词 L F 吹氩 供气砖
Application and Improvement of Permeable bricks f or 250 t Ladle Bottom Argon Bubbling Purpose
Chen Shuangquan Hu Tieshan Chen Bo ( Wuhan Iron and Steel Corp . )
2002 年 10 月 第 18 卷 第 5 期
炼 钢 Steelmaking
Oct . Vol. 18
2 0N0 2o. 5 · 5 ·
250 t 钢包底吹氩透气砖的使用与改进
陈双全 胡铁山 陈 波 (武汉钢铁 (集团) 公司)
摘 要 钢包底吹氩透气砖是 L F 关键的功能性耐火材料 , 它的流量特征 、重复吹成率 、安全性和 使用寿命直接关系到 L F 功能的正常发挥 。武钢成功开发出高性能狭缝迷宫式 250 t L F 用透气砖 , 3 年来使用安全可靠 , 无一渗钢 、漏钢事故发生 , 重复吹成率达到99 %以上 , 透气砖寿命与钢包底部寿 命同步 , 平均使用寿命达 28 次 , 可满足钢厂生产高纯净钢的需要 。
mm) 。还必须解决透气砖使用中 、后期狭缝变
形 , 局部狭缝宽度大渗钢和透气砖材料发生膨
胀 , 狭缝窄 , 使冶金效果变差的问题 。
2. 1. 6 钢包底吹成功率
图 3 示出了 1997～2000 年 250 t 钢包底吹成
功率的提高情况 , 2000 年重复吹成率已达99 %
以上 。
2. 1. 7 钢种冶金效果得到明显提高
明显 , 清晰
2. 1. 3 透气砖位置确定
为了更进一步的提高钢包底吹成功率 , 从 1997 年 7 月开始 , 与武钢技术中心协作 , 进行钢 包底吹透气砖水模试验 , 分别对单块砖与两块砖 进行水力模拟对比 , 确立了透气砖的最佳安装位 置 , 同时两块透气砖的冶金效果明显优于单块透 气砖 。氩气在钢水中形成的微小气泡分散面大 , 钢包内钢水环流更充分 , 达到了均匀钢水温度和 成分 、提高合金收得率 , 降低非金属夹杂物的冶 金效果 。从 11 月开始在钢包底部由单块透气砖 (如图 2 : A 位或 D 位) 改砌为两块透气砖 (如图 2 : A 和 C 位) , 使我厂底吹成功率稳步提高到 98 %以上的较好水平 。