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轉(zhuǎn)爐出鋼過程中如何選擇擋渣耐火材料

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轉(zhuǎn)爐出鋼過程中如何選擇擋渣耐火材料

發(fā)布日期:2021-06-10 作者:擋渣球 點擊:

  鋼水質(zhì)量直接影響鋼材的性能。減少轉(zhuǎn)爐出鋼過程中的下渣量是提高鋼水質(zhì)量的一項重要環(huán)節(jié)。在轉(zhuǎn)爐出鋼過程中如何降低下渣量是長期困擾鋼鐵企業(yè)的技術(shù)難題,已成為轉(zhuǎn)爐冶煉特殊鋼、優(yōu)質(zhì)鋼的制約因素。在轉(zhuǎn)爐出鋼后需要在鋼包內(nèi)進行脫氧和合金化,通過加入與氧具有強的親和力的元素,來降低鋼液的氧含量。如果出鋼結(jié)束時,不采取擋渣措施,爐內(nèi)的含有(P2O5)的高氧化性渣就會進入鋼包中。


  由于脫氧合金化操作,降低了鋼液的氧化性,破壞了揸、金屬間的反應(yīng)平衡,使渣中的磷和氧向鋼液轉(zhuǎn)移,造成回磷和過多消耗脫氧元素;同時下渣量過大,將會增加鋼液中的非金屬夾雜物,增加后續(xù)精煉工序的合成渣用量和后續(xù)工序的難度和處理時間,也會影響到鋼包耐火材料的使用壽命。因此為了防止鋼液回磷和提高合金的收得率,需要采用擋渣機構(gòu)在即將出完鋼前把擋渣球送入爐內(nèi),防止?fàn)t內(nèi)的爐渣進入鋼包中。


  在轉(zhuǎn)爐出鋼過程中,由于轉(zhuǎn)爐渣的密度小于鋼水而浮于鋼面上,因此轉(zhuǎn)爐出鋼時的下渣包括三部分:前期渣,當(dāng)轉(zhuǎn)爐傾動至平均38°~ 50°時,由于渣路過出鋼口,造成轉(zhuǎn)爐內(nèi)的鋼渣流出,即前期渣,如圖1所示。過程渣,前期渣之后開始出鋼,可觀察到鋼水的 渦旋效應(yīng)而將鋼渣卷入流出,造成卷渣,即過程渣。后期渣,出鋼后期至出鋼結(jié)束階段,由于擋渣或搖爐不及時,造成鋼渣流出,即后期渣,如圖2所示。轉(zhuǎn)爐從出鋼到鋼包的下渣量中,前期渣量大體占30 %,渦旋效應(yīng)從鋼水表面帶下的渣量約為30 %,后期渣約40% ,如圖3所示。


擋渣球

  擋渣出鋼是在轉(zhuǎn)爐吹煉結(jié)束時,向鋼包內(nèi)放入鋼水而把氧化性渣留在爐內(nèi)的操作。出鋼時隨著鋼水液面的下降,當(dāng)鋼水深度低于某一臨界值時,在出鋼口上方會形成漏斗狀的漩渦,部分爐渣在鋼水出完以前就由出鋼口流出,造成渣、鋼分離不清。擋渣出鋼技術(shù)主 要是針對匯流漩渦開發(fā)的。有擋渣球、擋渣塞、高壓氣擋渣、擋漁閥門、下渣信號檢測和 滑板法擋渣等各種方法。


  擋渣球:由耐火材料包裹在鐵芯外面制成,其密度在4.3~4.4g/cm3之間,大于爐渣的密度而小于鋼水的密度,因而能浮在渣鋼的界面處。出鋼時當(dāng)鋼水已傾出3/4~4/5時, 用特定的工具伸入爐內(nèi)將擋渣球放置在出鋼口的上方。出鋼臨近結(jié)束時,游渦將其推向出 鋼口,將出鋼口堵住而阻止?fàn)t渣流出。為了提高擋渣球的抗熱震性能,提高擋渣效率,研制有石灰質(zhì)擋渣球,制作過程為首先在鐵芯的外面包一層耐火纖維起緩沖作用,球的外殼 以白云石、石灰等作原料,用合成樹脂或瀝青等作黏結(jié)劑。圖4為現(xiàn)場使用的擋渣球圖片,圖5為轉(zhuǎn)爐出鋼時擋渣球的使用示意圖。



  擋渣塞(鏢):是將擋渣物制成上為倒錐體,下為塞棒的塞。由于形狀接近于漏斗形, 可配合出鋼時的鋼水流,故效率比擋渣球高。有的上部錐體增加小圓槽而下部改為六角錐形,以增加抑制鋼流漩渦的能力。出鋼時用專用的機械裝置將金屬掛鉤掛住金屬吊桿1, 伸進轉(zhuǎn)爐,對準(zhǔn)出鋼口,把尾桿2插向出鋼口,在出鋼的抽力的作用下,擋渣塞就不會游 離出鋼口,浮標(biāo)3起到不被鋼水抽走和擋渣的作用,這樣就顯著提高了擋漁效率。圖6 為擋渣塞的實物圖和結(jié)構(gòu)示意圖。


由于上述兩種擋渣方法費用低,操作簡便,因而目前被各鋼廠廣泛采用。表1為我國某企業(yè)生產(chǎn)的擋渣球和擋渣塞的典型理化指標(biāo)。



轉(zhuǎn)爐滑板法擋渣:是將滑動水口耐火元件安裝到轉(zhuǎn)爐出鋼口部位,以機械或液壓方式開啟或關(guān)閉出鋼口,以達到擋渣目的。轉(zhuǎn)爐滑板擋渣自動控制工藝過程是在煉鋼結(jié)束時,先人工啟動液壓站,打開滑板;轉(zhuǎn)爐傾動35°角度時發(fā)出關(guān)閉滑板指令信號,此時滑板狀態(tài)是由開到閉;當(dāng)轉(zhuǎn)爐傾動到75°~80°時鋼渣已全部上浮。發(fā)出打開滑板指令信號,此時滑板再次打開。當(dāng)轉(zhuǎn)爐傾動到90°~110°時出鋼,出鋼結(jié)束控制系統(tǒng)見渣后向滑板發(fā)出關(guān)閉滑板指令信號,此時滑板狀態(tài)由開到閉。出鋼結(jié)束后轉(zhuǎn)爐反傾動到垂直位置時發(fā)出打開滑板指令信號。


轉(zhuǎn)爐滑板裝置擋渣效果較好,但其裝置設(shè)備復(fù)雜,成本較高,設(shè)備操作復(fù)雜。另外,該裝置安裝在出鋼口所在的特定位置上,受吹煉期間噴濺的影響,安裝與拆卸均不方便。


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