钢包底吹氩透气砖_刘少芹

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由方案 3 中和方案 5 的几组 数据可以看出,水分偏大后(试 验号 3-1),烧结速度加快,但由 于成品率的大幅度降低,利用系 数并不高,而且会造成粒度指标 的明显恶化。可能是白云石取代
轻烧白云石后烧结料湿容量变小, 烧结的适宜水分变小的缘故。
白云石取代轻烧白云石后石 灰石配比对烧结矿的冶金性能指 标的影响
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钢包底吹氩透气砖
Purging Plug of Argon Blowing under Ladle
供稿| 刘少芹1,刘曙光1,王韶华2 / LIU Shao-qin1, LIU Shu-guang1,WANG Shao-hua2
内容导读
文章根据狭缝式透气砖的工作原理和使用环境,从钢水出钢温度、回浇余时间、透气砖及周围 散料的材质、砖型是否合理、气源压力是否稳定、透气管路是否正常等几个方面入手,详细分析了 影响钢包底吹氩效果的各种原因,并结合现场的实际情况提出了改进措施。改进措施的实施确保了 透气砖的使用寿命,保证了钢包透气率,满足了正常生产要求。
管路上安装逆止阀,杜绝负压吸入钢水 钢包在投入使用前,在透气砖尾管上安装逆止 阀,以保证金属软管的快速接头被拔下后,管路不 会形成负压将钢液吸入狭缝通道内。 加快钢包热周转 钢 水 浇 注 完 毕 后 及 时 回 掉 浇 余, 尽 量 不 压 包, 红包周转时间越短越好,使钢包受急冷急热作用产 生热应力的影响因素降到最低。 加强维护,减少氩气管道漏气 针对出钢时钢渣烧坏底吹氩管和接头的情况, 除规范出钢操作,定期更换钢包吹氩管道以及包体 上的快速接头外,还在管道上方焊接了雨搭,雨搭 能在一定程度上保护吹氩管道不被飞溅的钢渣损坏, 并且定期吹扫吹氩管道防止吹氩管道堵塞。 安装氩气流量计 针对透气量和吹气压力不稳定的影响,在炉后 平台上安装氩气流量计,便于时刻观察吹氩流量, 发现氩气流量不能满足工艺要求时,应及时联系相 关部门处理。 减少钢包温降 对直烧式烤包器进行蓄热式改造,保证钢包的 烘烤效果 ;另一方面完善个钢包烘烤 ( 下转第 48 页 )
为了比较白云石取代轻烧白 云石前后对烧结矿的冶金性能指 标影响情况,选定表 4 中 1-3 和 3-4 试验样的烧结矿进行低温还原粉 化指标和高温熔融滴落性能试验, 其烧结矿冶金性能指标见表 5。
由表 5 可以看出,白云石全 部替代轻烧白云石前后,低温还 原粉化和还原度指标不大,压差 陡升温度升高 12.5℃,软熔区间 收窄 7.1℃,有所改善。
钢包的受钢是间歇轮流进的, 重包受极热的影响、空包受极冷 的影响,同时钢包在运行中不可 避免地受到外力的碰撞,产生机 械应力。
影响钢包底吹氩效果的 因素
钢水渗入透气砖工作面 透气砖的工作条件非常苛刻, 100 t 以上的大型钢包钢水静压力 大,搅拌强度也大,所以确保透 气率的关键是透气砖要有很强的 抗钢水渗透能力。在生产实践中, 透气砖工作面经常发生结钢,且 钢渣难以清理干净,容易发生透 气砖不透气现象。这种现象的发 生有 2 个原因 :一是钢水在静压 力 的 作 用 下 进 入 透 气 砖 狭 缝 内, 随温度的降低而逐渐凝固,堵塞
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图1 透气砖工作原理示意图
作者单位:1唐钢第一钢轧厂,河北 唐山 063000;2邯钢一炼钢厂,河北 邯郸 056015
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的冲刷。 2) 钢 水 浇 注 完 后 熔 渣 的 侵
蚀。钢水浇注完毕后,等待回浇 余的这段时间,透气砖的工作面 充分与熔渣接触,熔渣沿透气砖 的工作面不断向砖中浸润,渣中 的 CaO、SiO2、Fe2O3 等氧化物与 砖发生反应,生成低共熔物使透 气砖被冲刷侵蚀。
作者简介 张红丽(1976—),河南漯河人,
工程师,硕士学历,目前主要从事 高炉炼铁、烧结球团方面的技术研 究和技术管理工作,目前工作于 安阳钢铁集团有限责任公司技术 中心,任职铁焦科科长, E-mail: zhl3121045@。
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气源压力不稳 透气砖在实际使用过程中,氩气供气压力有波 动。氩气压力过低时,不能抵抗钢水静压力和钢渣 界面的大气压力之和,吹不动钢水导致底吹失败 ; 氩气压力过大时,易造成钢水翻起严重,导致钢水 二次氧化。 钢水温降大 钢包等待出钢时间过长,钢包内热量损失大或 者加热钢包时烘烤时间不足使钢包内衬温度不够, 出钢后,钢包底部钢水温度低,包底结冷钢,透气 砖吹气受阻,透气失败。
透气砖狭缝通道 ;二是由于转炉 出完钢拔掉氩气接头后,吹氩管 路便形成负压,钢包内的钢水在 负压作用下会被吸入透气砖的狭 缝内,狭缝内的钢液随温度降低 逐渐凝固后堵塞狭缝通道,从而 引起透气性不好甚至不透气现象。
熔渣堵塞透气砖狭缝通道 唐钢一钢轧厂采取浇余回收 工艺,连铸工序浇完钢后,透气 砖的工作面充分与熔渣接触,熔 渣沿透气砖的工作面不断向砖中 浸润,此时浇余如不能及时折净, 随着钢渣黏度增加,便很容易堵 塞透气砖狭缝通道,造成下一包 钢水底吹透气量小或不透气。 透气砖管路漏气 透气砖管路漏气主要有 2 种, 一种是快速接头部位漏气,钢包 在热周转过程中,快速接头部位 的密封垫容易变形松动从而导致 漏气 ;另一种情况就是转炉出钢 过程中,因挡渣锥挡渣效果不好 使 高 温 钢 渣 飞 溅 到 吹 氩 软 管 上, 致使连接管道漏气,透气砖的压 力达不到正常工作压力,吹不动 钢水。 材质变化的影响
改进措施
合理选择透气砖材质和狭缝尺寸,减少钢水 渗透
为了保证钢包透气性良好,一方面选择合适的 耐火材料,提高透气砖的抗热震性和耐钢、渣侵蚀性。 譬如调整原料的配比、粒度、混合、干燥和适当调 整烧成温度等,改善材料的组织结构来提高材料的 断裂能和断裂韧性,降低剧烈的温度变化引起的热 应力,减少裂纹和剥落 ;另一方面应减少透气砖狭 缝的宽度。实践表明 :狭缝宽度在 0.1 ~ 0.2 mm 能 满足生产要求,小于 0.1 mm 会使通气量不足,大于 0.2 mm 钢渣容易渗入通道 ;同时为了满足钢水的搅拌强 度,增加了透气砖的狭缝数量和狭缝长度。
其工作原理如图 1 所示 . 透气砖的工作环境 钢包底吹透气砖在生产过程中要承受 : 1)高速高压气流和高温钢液的冲刷。钢水在精
炼过程中全程吹氩搅拌,高速高压的气流由透气砖 吹入到钢包内,使钢液获得一定的搅拌动能,用控 制气体流量的方法来控制钢液的搅拌强度,人们用 眼睛看到的现象就是钢包内的钢液沸腾起来,此时 钢包底部气体与钢液相互作用形成湍流,同时由于 气流的反冲作用,透气砖及其周围的耐材受到严重
透气砖材质波动 透气砖是多元多相复合材料, 又具有颗粒、机质、界面、气孔 等结构特点,固有的缺陷和裂纹 较多,再加上材料增强抗侵蚀性, 使材料中裂纹很容易被启动。唐 钢一钢轧厂使用的是铬刚玉质狭 缝式透气砖,透气砖砖芯浇注成 型包铁皮后再与座砖整体浇注成 型,透气砖体积密度≥ 3.0 g/cm3, 荷重软化温度 1680 ℃。铬刚玉质 狭缝式透气砖的断裂能与强度有
3)钢包热修时用氧管吹扫透 气砖工作面造成熔损。在对透气 砖工作面进行吹扫时,一钢轧厂 采用插管反吹法。将金属软管的 快速接头迅速接入透气砖吹氩管, 打开阀门,使高压气体通入透气 砖的同时,工作人员在包前用粗 氧 管 吹 净 透 气 砖 周 围 的 残 钢 渣, 直到透气砖略微变黑为止。
4)循环周转过程中的极冷极 热和吊运过程中的机械震动。
结束语
1) 由试验可以得出,用白云 石全部替代轻烧白云石技术上切 实 可 行, 要 追 求 综 合 指 标 的 话, 需要适当向下调整混合料中石灰 石粉配加比例。
2) 轻烧白云石被白云石替代 后,适度减小烧结料水分、抽风 负压,可以改善烧结矿的质量指 标。
3) 轻烧白云石被白云石替代 后,各项冶金性能指标变化不大。
参考文献 [1] 代汝昌.烧结生产用熔剂结构优化的工业试
验.山东冶金,2004,26(2):40-42 [2] 张红丽,杨玉兵,张海民.粉精矿比例相当的原
料结构下应用生白云石的试验研究.河南冶 金,2009,17(3):13-15,40 [3] 王 永 挺 , 张 红 丽 , 马 永 广 , 等 . 俄 罗 斯 磁铁精矿的烧结性能试验研究.河南冶 金,2010,18(3):8-9
透气砖
透气砖的工作原理 透气砖的作用实际上就是氩气吹入钢水的通道。 其工作的基本原理是 :氩气通过透气砖芯的狭缝进 人钢水中 , 以气泡形式分散于钢水并上浮,周围的钢 水受浮力的驱动,在透气砖上方形成向上流股,到 达钢液顶部,向水平方向转向,然后沿钢包壁处向 下返流,使钢水在钢包内循环流动,从而使添加在 钢水中的合金、熔剂等快速熔化,促进了钢液成分 和温度的均匀以及钢液中夹杂物的上浮,去除了钢 中的非金属夹杂和有害气体,达到精炼钢液的目的。
直接关系,其强度越高,抗渣性 越好,但热震稳定性越差。透气 砖在反复多次使用过程中受到机 械应力、热应力等因素的作用,, 使其固有的裂纹启动、扩展,在 应力集中处 ( 离工作面 40~80 mm 处 ) 产生断裂,使钢水由铁皮和 砖芯间缝隙渗入,进而到断裂处 渗进透气砖内凝固,造成透气砖 夹钢现象。凝固的钢水阻断透气 通道导致钢包底吹不透气或出现 串气使透气量小。
钢包底吹氩工艺是 LF 炉精炼过程中十分重要的 环节,它的作用是对钢水进行搅拌,钢水加热、成 分调整、去除夹杂物均在不断地吹氩搅拌使钢水循 环流动中完成。可见,钢包底吹透气性对炉外精炼 的影响是非常大的,如果钢包底吹透气砖不透气或 透气量小,钢水精炼工作根本无法完成。
唐钢第一钢轧厂自建厂以来,曾经频繁发生底 吹氩效果不好倒包或非计划甩包现象,约占非计划 甩包个数的 30%,钢包底吹氩成功率不能满足生产 的需求。为了提高钢包透气率,针对影响钢包底吹 氩的效果进行了分析,找出原因并提出了相应的改 进措施。
2)由表 4 中 4-1 至 5-3 可以 看出,56% 粉矿比的原料结构下 用 白 云 石 全 部 取 代 轻 烧 白 云 石, 石灰石比例由 4.5% 减至 3%,配 煤量 5.3% 情况下 :与基准样 4-1 相比固体燃耗升高、粒度组成变 差,原因为此结构下烧结过程显 现配煤量偏低所致。
白云石取代轻烧白云石后水 分对烧结技术质量指标的影响
图2 狭缝通畅的透气砖
图3 夹钢后狭Biblioteka 通道被堵塞的透气砖2011年第5期
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生产探索
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由 4.5 降至 3%,配煤量增加 0.3% 后,(编号 3-2 与综合指标最好的 1-3 相比)-10 mm 百分含量改善 了 4.42%、固体燃耗升高 1.3 kg/t。 基准样降低负压 1.8 kPa 后(对比 1-1 和 1-3),固耗指标和粒度指标 全面改善。
改变不合理砖型,杜绝剪切应力对透气砖的 影响
改变包底砖的砖型,下层包底砖由原来的 100
mm 厚改为 40 mm 厚,上层包底砖由原来的 250 mm 厚改为 350 mm 厚,透气砖周围用刚玉料灌实,包底 浇注料厚度不变。这样即使上、下层包底的材质不同, 由于透气砖的绝大部分被相同膨胀系数的上层包底 砖包围,极冷极热作用下产生的不同强度的内应力 对透气砖的影响很小。
透气座砖周围刚玉料材质波 动
透气座砖周围的散料要求强 度高,1500 ℃ ×3 h 烧后线变化 率小于等于 0.4%,降低刚玉料的 标准,不但影响刚玉料自流的效 果,且严重影响透气砖的使用效 果,使透气砖透气量变小,影响 洁净钢的冶炼。
包底砖型不合理 钢 包 包 底 浇 注 100 mm 浇 注 料, 砖 型 采 用 100 mm 厚 下 层 包 底 和 250 mm 厚 上 层 包 底 砖, 透 气砖周围用碎砖挤实后灌料。下 层包底砖偏厚,由于上、下层包 底的材质不同,故其膨胀系数也 不同,受钢包重包极热、空包极 冷的影响,透气砖周围的上下层 包 底 砖 产 生 不 同 强 度 的 内 应 力, 透气砖在不同方向内应力的作用 下产生裂纹,加之吊运过程中的 机械震动,裂纹加重导致透气砖 断裂,钢水从断裂处渗入狭缝内 凝固堵塞通气通道,从而使吹入 的气体从断裂处串出,严重时会 沿上、下层包底砖缝隙串入水口 处,吹跑引流砂影响钢包自动开 浇。
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