提高钢包自开率的方法探讨

提高钢包自开率的方法探讨杨学艳（攀钢提钒炼钢厂）摘 要：本文从引流剂材质、引流剂质量、出钢温度、过程时间、操作因素等方面系统的分析了它们对钢包 自开率的影响，通过相关实验及对现场生产数据的统计，得出了相应的结论，据此提出了一些可行的建议。 关键词：自开率 引流剂 出钢温度 水口清洁程度Seeking the method of improving automatic-opening ratio of the ladleYang xueyan（Factory of Vanadium extracting and Steel-making in panzhihua）Abstract:From the material of leading flow reagent,the quality of leading flow reagent,the temperature on tapping,processing time,operate factor ,this paper analyzes their influence on automatic-open ratio of ladle systemically.Through some experiments and statisticsing the data of produce line,we educe the conclusions,and propose a lot of feasible suggestions.Key words: automatic-open ratio leading flow reagent he temperature on tapping how clean the water gap1 前言 随钢材市场的竞争日益激烈，钢材内在质量的优劣决定着钢材的市场占有率，也决定着钢铁企业效益 的好坏，因此，研究炼钢生产工艺中每一个能提高钢材质量、降低生产成本的环节，是每一个钢铁冶金工 作者的首要任务。众所周知，经脱氧合金化和精炼之后的较纯净的钢液，在浇铸时是产生二次氧化，形成 非金属夹杂的重要时期，众多钢厂均不遗余力的在此环节采取保护措施，攀钢也不例外，除采用长水口、 氩气保护浇铸外，还使用中包覆盖剂等一系列保护措施以减少钢液二次氧化，而钢包能否自动开浇，是能 否实现长水口、氩气保护浇铸的关键，为此，攀钢提钒炼钢厂几代工程技术人员通过不懈努力，钢包自开 率从建厂初期的2030%提高到目前的95%左右，为理顺连铸生产及实现长水口保护浇铸奠定了坚实的基 础。本文结合攀钢提钒炼钢厂生产实际，分析了影响钢包自开率的因素，并提出了相应的对策及建议，望 能对提高钢包自开率起到一定的指导作用。2 影响自开率的因素 所谓自开，就是开浇时引流剂自动从水口中流出，钢液静压力将引流剂烧结层压破后从水口中自然流 出，避免烧氧给钢液带来污染而影响钢质。长期生产实践证明，引流剂材质、配方和质量、出钢温度、钢 水在钢包内的停留时间（过程时间）及相应的操作因素等众多因素均都不同程度地影响自动开浇率。2.1 引流剂材质对自开率的影响攀钢从使用销子滑板以来到 80 年代中期，一直使用河砂作引流剂，自动开浇率仅 2030%， 80 年代 中后期开始研制硅质引流剂（PBE引流剂），到90年代初研制成功，自开率平均达到83%左右。从以上两 种引流剂的材质看，PBE引流剂硅含量较河砂高4550个百分点，可见，引流剂材质改变后，自开率得到 了提高。到本世纪初，为适应全连铸的生产要求，又研究开发了铬质引流剂，自开率提高到 95%左右。可 见，引流剂材质是提高自开率的基础和关键。2.2 引流剂质量对自开率的影响 引流剂的自然流动性、热膨胀系数、烧结性等对自开率有极其重要的影响1， 现分述如下： “501”滑动水口机械的最大特点是水口通道较长，我厂 160t 钢包“501”滑动水口机械的水口通道 长达 1m 左右，在滑板打开时，引流剂需从水口通道内自然流出，若无良好的自然流动性，很难起到引流 的作用，因此，引流剂具有良好的自然流动性是保证自开的前提条件。引流剂堆比重越大（如铬矿砂）， 颗粒越圆滑，粒度越均匀，其流动性越好，当引流剂颗粒较大，如大于 3mm 时且表面不光滑，则会常出现 棚料现象，引流砂不能完全流下，从而影响引流效果。引流砂的膨胀性会使其在水口内因受热而较快的膨胀，膨胀后与水口内壁间的附着力增加，即使引流 砂与水口内表面间的摩擦阻力增大。这妨碍了引流砂在水口内的自然下流，使引流砂的自然下流受阻，严 重时将会出现“架桥”的现象，使自开率大为降低。当水口直径较小时，这种现象就更易发生。引流砂的烧结性是影响自开率的最直接因素。滑动水口的自开率与引流剂的烧结性呈正态分布关系， 烧结程度过高或过低，自开率都很低。这是因为过高的烧结性会使烧结层太厚使钢水难以冲破烧结层而自 然引流，而烧结性太差则金属渗透严重，并且会出现因填料比重差而上浮的现象。资料显示1，引流砂的粒度组成，对引流剂在水口内的烧结性能、膨胀性有很大的影响，进而影响自 开率。攀钢钢铁研究院课题组曾在我厂作过引流砂颗粒级配对钢包自开率影响的试验。试验使用的是铬质 引流砂，其成分如表 1，粒度分布如表 2，试验结果如表 3。表1铬质引流砂主要化学成分，成分范围Cr O254023表2 铬质引流砂粒度分布粒度范围第一轮试验第二轮试验0.154 859493.52.0500.5表3 铬质引流砂对比试验结果试验第一轮第二轮使用炉数121248自开炉数106236自开率，%87.695.2表3数据表明，调整引流砂颗粒级配后，钢包自开率从 87.6上升到95.2。这是由于调整级配分 布后，引流砂的膨胀性和烧结性能得到优化从而使自开率提高。相关研究表明，当引流砂中大粒度砂粒比 例较大时，其粒度大的砂粒空隙中填入了小颗粒砂粒，密度增大，在钢水高温作用下，引流砂的膨胀率增 大，另外，大粒度砂粒比例较大时，SiO颗粒与碱性氧化物易发生偏析现象，即出现局部碱性氧化物含量2 过高或过低，影响烧结，钢包自开率显然困难。当引流砂中小粒度砂粒比例较大时，引流砂易于烧结成块 状，即烧结层增厚，减少或排除引流砂中的细砂有利于改善烧结性，提高自开率。从试验结果看，第二轮 试验的粒度分布V0.154占6.0%, 0.154 2.0占93.5 %，2.0占0.5%比较适合我厂目前的生产状况。2.3 出钢温度对自开率的影响图1反映了不同出钢温度下的自开率，从图可知，出钢温度从16911710C到W1670C时，钢液自开 率从 84上升到 91.08，这是由于温度越高，钢液在钢包内静置时间越长，引流砂形成的烧结层越厚， 在开浇时，钢液静压力越不容易将其压裂自开；反之，则越易自开。但温度低到一定程度后，引流砂表面 不能形成完整的烧结层时，钢液易渗入引流砂内，形成钢砂混合物，导致自开失败。因此在生产中，要在 保证冶炼要求和成本的情况下尽量的保持低的出钢温度。2.4 过程时间对自开率的影响过程时间是指转炉出完钢至连铸开浇的区间时间，也就是钢水在钢包内停留的时间。图2反映了不同 过程时间与自开率的关系。图 2 过程时间与自开率的关系从上图可以看出，过程时间从151300min到W60min时，自开率从30%上升到96.32%。这是由于 过程时间长，引流剂在高温钢水中的作用时间长，导致烧结层变厚，钢水不能将烧结很厚的壳层压破进而 会降低自开率。我厂目前自开率的统计情况如表 4、5。表 4 方坯自开率与过程时间的关系时间（min）统计炉数开浇炉数自开率 6030029598.3%609040037694.1 %9012060054190.3%12015060050283.7%15018060046477.4 %180以上20010552.6%表 5 板坯自开率与过程时间的关系时间(min)统计炉数开浇炉数自开率 6020018693.2%60 9040036290.7%9012050043486.8%12015060047579.3 %15018060043572.6%180以上30015150.4%从表4、5可知，过程时间控制在6090min左右时，钢包自开率较高。2.5 操作因素对自开率的影响 除上述各影响因素外，操作因素对自开率也有一定程度的影响。本文主要讨论钢包带渣、包底渣盖 水口清洁程度等对自开率的影响。2.5.1 带渣和包底渣盖对自开率的影响表6带渣对自开率的影响时间带渣钢包（个）带渣钢包自开（炉）自开率（）2005 年 11 月31825.812005 年 12 月18527.782006 年 1 月28725.002006年2月13430.77由表6可见，钢包带渣时自动开浇率仅有30%左右，这远远低于正常的自开率（正常自开率三92%）。 这是由于渣的存在会阻碍钢液的自动开浇，主要体现在用氧气清洗水口时如未能将上水口的渣盖烧开到足 够大，灌入引流砂就会将渣子压碎，渣子易进入水口，增大引流砂自然下落的阻力，同时还会导致引流砂 块状烧结物的形成。2.5.2 水口清洁程度的影响 水口清洁程度直接影响引流剂在水口中的自然下落。实践表明，安装滑板和水口时涂抹的镁火泥会被 自动挤入水口内，若不清除干净，将严重影响引流剂的流动，极易造成自动开浇失败，因此在修钢包时务 必保证水口的清洁。3 我厂在提高自开率方面所采取的措施3.1 使用合适的引流剂我厂先后使用了河砂、 PBE 型引流剂、铬质引流剂三种引流剂。表7 各种引流剂的使用效果名称使用时期自开率()河砂全模铸2030PBE 型引流剂1994 2003 年83珞质引流剂2003年至今95.2表 7 显示出使用铬质引流剂时自开率最高，这是由于铬质引流剂熔点高，烧结时形成较薄的烧结层， 钢水很容易将烧结层压破，从而达到自动开浇。因此，建议在进一步的试验和生产成本的核算基础上选择 更为合理的引流剂。3.2 防止钢渣流回水口 钢包在浇完钢后尽快进行翻渣，但稀粘渣难以翻尽。生产实践证明，浇完钢后的钢包包底稀渣在翻渣 后 20 30 分钟可完全凝固，其方法是钢包翻渣后吊至热修罐坑、卧倒，打开滑板，将进入水口的稀渣用 吹氧管烧净，再吊至灌砂平台加入引流剂，如在加砂前发现有稀渣，需再次清理水口直至干净方可加入引 流剂。3.3 加强水口的清理工作 新安装上水口、安装滑板和下水口后，应将水口内多余的镁火泥刮除干净，连续使用的滑板水口要用 氧气烧洗干净水口，方可加入引流剂，因此，要求工人加强操作技能和责任心。3.4 加强生产管理 生产次序稳定的进行，也是影响自开率的因素之一。调度室均衡稳定的组织生产，能够缩短钢包的积 压时间，减少耐材的消耗，提高连铸自开率。4 结论(1) 选择自然流动性好，热膨胀系数小、烧结性适当且成本适当的引流剂，同时综合多方面的因素，选 用合理的颗粒级配。(1)合理有序的组织生产，杜绝、减少重罐在连铸积压，造成钢液静置时间过长使得过程时间控制在60 90min 左右。(3)强化翻渣作业，减少钢包带渣，杜绝稀渣流回水口；钢包热修作业中，做好水口清洁工作，保证水 口的畅通。参考文献1 郑仁和，宋国菊，唐萍等.提高连铸刚包钢水自浇率的技术与应用.钢铁钒钛，2000(1)