转炉冶炼出钢挡渣

出钢挡渣

随着用户对钢材质量要求的日益提高，需要不断提高钢水质量。减少转炉出钢时的下渣量是改善钢水质量的一个重要方面。在转炉出钢过程中进行有效的挡渣操作，不仅可以减少钢水回磷，提高合金收得率，还能减少钢中夹杂物，提高钢水清洁度，并可减少钢包粘渣，延长钢包使用寿命。与此同时亦可减少耐材消耗，相应提高转炉出钢口耐火材料的使用寿命，还可为钢水精炼提供良好的条件。

转炉吹炼结束向盛钢桶(钢包)内放出钢水而把氧化渣留在炉内的操作。出钢时使氧化性渣和钢水分离是炉外精炼的要求。钢包内的二次精炼适于在还原条件下进行。采用挡渣出钢，避免出钢带渣对提高炉外精炼效果是重要保证。出钢时，随着钢水面的下降，当钢水深度低于某一临界值时，在出钢口上方会形成漏斗状的汇流旋涡，部分渣子在钢水出完以前就由出钢口流出，这是渣、钢分离不清的根本原因。另外摇炉过快，有部分渣子由炉口涌出；但这可通过细心操作而避免。挡渣出钢技术主要是针对汇流旋涡下渣而开发的。有挡渣球、挡渣塞、高压气挡渣、挡渣阀门、下渣信号检测等各种方法。

挡渣球挡渣球由耐火材料包裹在铁芯外面制成，其密度大于炉渣而小于钢水，因而能浮在渣钢界面处。出钢时，当钢水已倾出3／4～4／5时，用特定工具伸入炉内将挡渣球放置于出钢口上方。钢水临近出完时，旋涡将其推向出钢口，将出钢口堵住而阻挡渣子流出。(图1)为了提高挡渣球的抗急冷急热性能，提高挡渣效率，又研制了石灰质挡渣球。先在铁芯外包一层耐火纤维，用于起缓冲作用；球的外壳以白云石、石灰等作原料，用合成树脂或沥青等作黏接剂制造。挡渣球法成功的关键：一是球的密度恰当，即4．3～4．4g／cm3；二是出钢口维护好，保持圆形；三是放置球的位置对准出钢口。但由于挡渣球的体形，极易随钢流飘浮而离开出钢口，从而失去挡渣作用。

挡渣出钢

挡渣塞将挡渣物制成上为倒锥体下为棒状的塞(图2a)。由于其形状接近于漏斗形，可配合出钢时的钢水流，故比挡渣球效率高。有的在挡渣塞上部锥体增加小圆槽而下部改为六角锥形(图2b)，以增加抑制旋涡的能力。出钢时用专用机械将挡渣塞吊置在出钢口上方，缓缓加到钢水面上。挡渣塞能堵住出钢口而阻挡炉渣流出。

挡渣出钢

高压气挡渣是奥钢联开发的技术。如图3所示，当有出渣信号时即将一铸铁喷嘴插入出钢口，向出钢口喷射高压(1～1．6MPa)氮或氩，喷嘴与出钢口耐火材料间的缝隙可将空气抽引进入，喷射的气流和吸入的空气共同将渣堵住。

挡渣出钢

挡渣塞图2挡渣塞及其挡渣过程“一挡渣位置；6一改进的挡渣塞图3高压气挡渣示意图1一转炉；2一出钢口；3高压气体(Ar或N2)4炉渣信号检测器；5一气动挡渣器

挡渣阀门在转炉出钢口外安装耐火材料制造的滑动阀板，其结构和钢包底部的滑动水口相类似。(图4)当有下渣信号时，将阀门插上阻止渣子流下。但出钢口环境条件比钢包恶劣，阀板滑动性能不易保证。电弧炉炉底出钢时应用开闭式阀门，结构如图5，当钢水放出后用旋转臂关闭阀门阻止下渣。

挡渣出钢

挡渣出钢

下渣信号检测由于汇流旋涡的作用，在钢水没有出完时，部分渣子已在钢流内流出。因此靠肉眼观察不能准确判断开始下渣时间。应用电磁式渣信号检测器能早判断渣子流出信号，及时启动各种挡渣设施。检测器原理如图6。将线圈埋在出钢口外，在出钢口形成电磁场，由于金属和渣的透磁性不同，影响线圈内感应电流。信号放大后可判断是否有渣出现。

挡渣出钢

转炉出钢挡渣方法

1 前言

随着用户对钢材质量要求的日益提高,需要不断的提高钢水质量。减少转炉出钢时的下渣量是提高钢水质量的一个重要方面。转炉出钢时进行有效的挡渣,可以减少钢水回磷,提高合金收得率；减少钢中夹杂物,提高钢水清洁度;可以减少钢包粘渣,提高钢包包龄;同时可减少耐材消耗;也可为钢水精炼提供良好的条件。为提高转炉挡渣效果,国外在挡渣技术方面作了深入研究,自1970年日本发明挡渣球出钢挡渣方法以来,各国为完善挡渣技术,发明了几十种挡渣方法。本文对国内外转炉出钢挡渣的一些主要方法作一介绍。

2 转炉出钢挡渣的方法

2.1 挡渣球法

1970年新日铁发明了挡渣球,利用其比重介于钢、渣之间,在出钢将完时堵住出钢口以阻断渣流入钢包内。但由于挡渣球通常是以随波逐流的方式到达出钢口,而由于钢渣粘性大,挡渣球有时不能顺利到达出钢口,或者不能有效地在钢水将流尽时堵住出钢口;另外又由于圆形挡渣球完全落到出钢口上,出钢口过早封堵的几率显著增加,降低了钢水收得率,故挡渣球法的可靠性难以令人满意。但由于挡渣球法操作简单,故目前国内多数钢厂仍都采用挡渣球挡渣。

2.2 挡渣塞法

1987年Michael bate总结了西德挡渣棒在美国使用的经验,发明了具有挡渣和抑制涡流双重功能的挡渣塞［1］,见图1。该装置呈陀螺形,粗端有3个凹槽、6个棱角,能够破坏钢水涡流,减少涡流卷渣。其比重与挡渣球相近,在4.5～4.7 g/cm3之间,能浮于钢渣界面,伴随着出钢过程,逐渐堵住出钢口,实现抑制涡流和挡渣的作用。

图1 能抑制涡流的挡渣塞

挡渣塞为一带杆的可以导向的圆锥体耐材,该法挡渣成功率可达95%左右。

西德曼内斯曼胡金根厂在220 t转炉上用挡渣塞挡渣。武钢1996年开发设计了类似的陀螺形挡渣塞［2］,见图2。其上部为组合式空心结构,下部为带导向杆的陀螺形,与挡渣球类装置相比,具有可灵活调节比重、且能自动而准确地到达预定位置、成本低、成功率高的特点。

图2 陀螺形挡渣塞

1.导向杆

2.挡渣塞本体

3.耐火材料

4.杆芯

5.芯片座板

6.芯片

7.芯片盖

8.耐火材料

国内外不少钢厂在挡渣器件的结构、形状及其投放方式等方面都进行了不少探索和改进,都取得了一定效果。例如:用倒四面体、立方体的挡渣体、陶瓷挡渣块以及四周开槽的标枪式浮动芯棒等器件取代挡渣球挡渣,挡渣效果都好于挡渣球。用投放车并不断改进来取代人工投放挡渣体,减轻了操作者的劳动强度,提高投放准确率,从而提高了挡渣效果。

2.3 挡渣料法

此法也称硬吹或干渣吹炼法。它是在吹炼结束时喷射一种固态混合物,提高