120t钢包滑动水口自开率的影响因素探究与改进实践

第24卷第3期 • 20 • 2018 年 6 月

宽厚板

WIDE AND HEAVY PLATE

Vol.24,No.3

June 2018

120 t钢包滑动水口自开率的影响因素探究与改进实践

王重君陈长芳李雷孔明姣

(河钢集团唐钢中厚板公司）

摘要钢包滑动水口自开率严重影响生产节奏及产品质量，唐钢中厚板公司对影响120 t钢包滑动水口 自开率的因素进行综合分析研究,最终确定了有利于提高滑动水口自开率的引流砂成分及水分控制方法，细化 了引流砂加人量及加人规则，同时对滑动水口的清理操作加以规范，实现了生产组织模式的优化，使滑动水口 自开率由96%上升到99.6%，提高了生产效率，保证了生产顺行以及产品质量。

关键词120 t钢包引流砂自开率

Influencing Factors Investigation and Improvement Practice of Slide Gate Free Opening Rate for 120 t Ladle

Wang Chongjun,Chen Changfang,Li Lei and Kong Min^jiao

(HBIS Group Tangsteel Medium and Heavy Steel Plate Company )

Abstract The slide gate free opening rate of ladle has severe effect on production rhythm and product quality. Tangsteel Medium and Heavy Steel Plate Company carries out comprehensive analysis and investigation on the factors influencing slide gate free opening rate of 120 t ladle, finalizes the composition and moisture content control method of drainage sand favorable for improving slide gate free opening rate, elaborates the addition amount and rule of drainage sand, standardizes the cleaning operation of slide gate simultaneously, realizes the optimization of production organiza­tion mode, increases the free opening rate from 96% to 99. 6% , which improves the productivity , ensures smooth pro­duction and product quality.

Keywords120 t ladle,Drainage sand,Free opening rate

〇前言

在炼钢生产过程中，钢包采用滑动水口加装 引流砂的方式阻止钢水渗透和下漏，便于钢水运 送与处理。滑动水口自开率直接影响连铸保护浇 注的效果，一旦水口不能自开，就必须采取“烧 眼”处理，导致钢水被二次氧化[1]，甚至造成铸机 断流。另外，不规则的注流对中间包流场稳定性 也具有一定影响。唐钢中厚板公司在2012年的 钢包滑动水口自开率为96%，平均每月发生2 ~ 3 次不自开断流情况，严重影响炼钢连铸生产的稳 定顺行。

1影响钢包滑动水口自开的原因

1.1引流砂成分组成不合理

中厚板公司目前使用的引流砂为铬质引流 砂。当铬铁矿的加人量&60%时，铬铁矿呈连续 分布，这种分布有助于形成连续的烧结层。在高 温状态下，铬铁矿中的FeO反应脱溶并形成二次 尖晶石，使烧结层体积发生变化而产生裂纹[2]。当滑板打开时，钢水下部未烧结的引流砂迅速流 出，烧结层裂纹快速扩展，并在钢水静压力的作用 下完全破坏，达到自动开浇目的。引流砂的成分 构成直接影响其耐火度。引流砂耐火度过低且长 时间处在高温环境下极易引起过度烧结。

1.2引流砂加人量过小

出钢前将引流砂灌人上水口内和座砖顶部，形成馒头状小砂丘，如图1所示。出钢时钢水冲 走砂丘表面一小部分引流砂，同时上表面引流砂

第3期王重君，等:120 t 钢包滑动水口自开率的影响因素探究与改进实践

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越低，其中供连铸机开浇或因事故在精炼站停留 时间过长的钢包，引流砂与钢水接触时间较长，钢 包水口自开率也较低。

溶化，熔化层下部形成固相烧结层，固相烧结层的 下部为散状引流砂。随着盛钢时间和温度的变 化，熔化层与固相烧结层保持动态平衡。开浇时 开启滑动水口，下部散状料依靠自身重力作用向 下流动，烧结层在钢水静压力作用下被破坏，从而 实现钢水自动开浇。

砂丘保持基本形状是滑动水口自开的前提之 一。如果加人量太少，在出钢过程中，钢水的冲击 导致砂丘损毁，引流砂就无法填满水口内腔，钢水 进人水口凝固形成冷钢，导致水口上部堵塞。1.3钢包水口清理

钢包倒渣后，在包壁、包底仍会残留部分钢 猹，如果粘附在水口及座砖附近的钢渣不能清理 干净，在高温环境下，钢渣会重新熔化，在重力作 用下渗人引流砂中，冷却后形成强度较大的钢、砂 混合物，导致钢包水口不自开。1.4生产节奏

引流砂处于复杂的工作环境，必须能够长时 间承受高温钢水冲刷;钢包盛钢时间越长，钢水温 度越高，引流砂烧结层越厚，钢水静压力难以破坏 烧结层;另外，引流砂长时间与钢水接触，钢水中 的合金元素与砂中

FeO 发生反应，见式（1)。

M n + FeO = M nO + Fe ( 1)引流砂中Cr 203与FeO 的二次尖晶石化反应

及其体积效应减弱，使引流砂烧结层在开浇时不

易破裂，生成的

MnO 与引流砂中的Si 02发生反 应，生成熔点为1 291 T 的MnO • Si 02，导致引流

砂烧结层过厚，也不利于水口自开。对引流砂与 钢水接触时间进行统计，如图2中数据显示，引流 砂与钢水接触时间越长，钢包滑动水口自开率就

40-50

60-70

>80

时间/min

图2

钢包盛钢时间与水口自开率的关系曲线

1.5熔渣回收时机

为了进一步降低成本，中厚板公司对精炼淹

实行回收再利用，精炼渣在转炉冶炼过程中倒人 钢包，且多在转炉冶炼前期加人，由于加人时机不 恰当，下部钢渣形成凝固层，水口不能自开。1.6引流砂水分影响

含水分的引流砂在高温作用下产生水蒸汽，

和

Si 02反应生成类似硅胶的物质，容易将引流砂

黏结到一起，降低引流砂烧结强度，参考文献[3 ] 认为，当引流砂烧结强度减弱时，其性能变差。在 实际使用中，烧结层通常在水口的上部形成，但是 当烧结层强度降低时，引流砂上部将会因钢水的 流动而损失，烧结层便会在更低的位置形成，此时 钢水就会进人水口砖上部，由于温降较大，钢水冷 凝并堵塞在水口中，导致水口不能自开。1.7周转红包比例较低

由于钢包周转制度没有得到严格执行，造成 隔炉包较多、连用周转红包比例较少，加之隔炉钢 包温度低，钢水在钢包内的温降较大，造成钢包底 部容易结冷钢，水口自开率下降。周转红包和隔 炉包水口自开率对比见表1。

表1

钢包状况对应水口自开率

钢包状况水口自开率/%

周转红包95隔炉包

85

提高钢包滑动水口自开率的主要措施

9

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