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1、2006 年全国炼钢学术会议1重钢炼钢厂提高钢包自开率的实践THE PRACTICE ON IMPYOVING LADLE FREEOPENING PERFORMANCE IN CHONGQING STEELMAKING PIANT（Steel-making plant of chongqing Iron & Steel Co.,Ltd.Chongqing ,China）摘要:综述了影响重钢钢包自动开浇的诸多因素，介绍了重钢提高钢包自动开浇的一些实践效果。阐述了硅质引流砂和铬质引流砂对自开率的对比分析,重点研究了铬质引流砂的矿物组成和粒度组成对钢包自动开浇的影响，通过一系列有效措施，重钢炼钢厂
2、钢包自动开浇率达 99.35%。关键词:引流砂 自开率 钢包Abastract： The factors influencing rate of Ladle free-opening are summaried in the paper .The investiation results of improving free-opening performance in Chongsteel are introduced. The effects of Cr-ladle sand , Mg-ladle sand are refining methods on ladle free-opening
3、 performance are studied above 99.35% by using effective methods.Key words ：ladle sand free-opening rate ladle1 引言钢包自动开浇是指浇钢时滑板打开后钢水自动从钢包中流出，经长水口流入中间包。如果不能自动开浇而采取烧氧的办法，将对铸坯质量，连铸生产率和操作安全有直接影响 1。因此，国内外的转炉连铸炼钢厂都十分重视提高钢包水口自开率的工作。重钢炼钢厂 2005 年 16 月份使用硅质引流砂钢包自开率只有 95.1%，造成 839 炉钢烧氧引流，其中 5 炉钢水烧氧不开，造成铸机停浇。为提
4、高钢包自开率，重钢于 2005 年 9 月开发和应用了铬质引流砂，并且优化了一些工艺参数和操作方法，钢包自开率提高到99.35%，比使用硅质引流砂期间钢包自开率提高了 4.25%。2 重钢炼钢厂系统工艺装备和钢包水口尺寸2.1 炼钢工艺参数表 1 重钢炼钢终点出钢工艺参数出钢量（t） 出钢时间（min） 出钢吹氩方式 出钢吹氩流量（m 3/h） 出钢温度 （）7883 3-6 底吹 55 1640-1680重钢炼钢厂目前有 4 座 80t 转炉，2 座 90tLF 炉，4 座 90t 吹氩站，年产钢量 300 万吨，主要工艺参数见表 1。2.2 钢包与水口尺寸（1）钢包容量：90t；（2）钢包
5、高度：3810mm；（3）包底厚度：480mm；（4）吹氩方式：底吹；（5）吹氩透气塞个数：1。3 影响钢包自动开浇的主要因素影响钢包自动开浇的因素很多，主要有以下几类：（1）操作条件的影响，包括钢种，出钢温度，精炼方式，出钢至钢包开浇时间等；（2）引流砂的影响，包括引流砂的矿物组成，颗粒形状，颗粒组成，热膨胀性，填充密度，流动性等 4。31 出钢至钢包开浇时间对钢包自动开浇的影响2006 年全国炼钢学术会议2 1吹Ar精炼方式98.62%92.67%91.34%90.67%89.73%88.37%82.00%84.00%86.00%88.00%90.00%92.00%94.00%96.00%
6、98.00%100.00%20-30 70-80 80-90 90-100 100-120120图 1出 钢 至 钢 包 开 浇 时 间 对 自 开 率 关 系LF精炼方式LF精炼方式LF精炼方式LF精炼方式LF精炼方式min自开率重钢炼钢厂使用硅质引流砂期间，对 4295 炉钢分析了出钢至钢包开浇时间对钢包自动开浇的关系。通过图 1 可以看出，出钢至开浇时间越长，钢包自动开浇率越低，出钢到开浇时间是影响钢包自动开浇的重要因素。钢水在钢包内的停留时间影响烧结砂层的厚度和强度，时间越长越容易在包底形成较厚的烧结层。重钢炼钢厂因生产环境的制约与生产组织的协调，在组织转炉LF 精炼连铸生产中，生产节
7、奏没得到规范化管理，造成生产节奏的变化较大。2005 年 2 月后，重钢炼钢厂加强了生产节奏的管理和优化，在保证 LF 炉精炼时间的前提下，设定了转炉LF 精炼连铸钢包开浇的时间为 7080 分钟，然后提出对策加以实施。生产节奏未稳定之前，2004 年月平均自动开浇率为 94%，生产节奏稳定之后，2005 年上半年自动开浇为 95.1%，自动开浇浇率提高了 1.1%。32 钢种对钢包自动开浇的关系表 2 钢种对钢包自动开浇的关系钢系 统计炉数 自动开浇炉数 自动开浇率%DR 系列 89 86 94.2Q195 系列 77 74 95.1Q235 系列 48 47 96.61表 2 是重钢炼钢厂
8、应用硅质引流砂对钢系的自动开浇率的统计表，由表 2 说明，硅质引流砂对 Q195钢系，DR 钢系钢种的自动开浇率较低。重钢炼钢厂对钢系出钢的温度控制是：Q195 钢系出钢温度高于Q235 钢系，Q235 钢系高于 DR 钢系。从钢系对钢包自动开浇率分析，转炉出钢温度越高，引流砂烧结层厚度随之增加而不利于钢包自动开浇。DR 钢系钢包自动开浇率低于 Q195，Q235 钢系的主要原因是转炉出钢前加入部分硅铁在钢包内，一些细小合金混入方砖上的引流砂中，造成杂质同引流砂发生物理化学变化而影响钢包自开率。当然，冶炼钢种，出钢温度是无法选择的，但可以选择适应某一温度条件下的和受钢种影响小的引流砂。3.3
9、操作水平对钢包自动开浇的影响重钢炼钢厂清洗水口采用钢包放倒进行卧烧，由于清洗水口的吹氧管与水口轴心线平行，导致包底水口座砖四周清扫不干净，生产实践表明，包底水口四周残渣较多对钢包自动开浇有较大影响，生产过程中因水口损坏，不能满足生产需要将更换新的水口，然后烘烤 1020min，钢包再次回到工作线。生产2006 年全国炼钢学术会议3中发现，新水口周围耐火泥清处不干净和烘烤时间的长短对钢包自动开浇有一定影响。3.4 灌砂方法对钢包自动开浇的影响重钢炼钢厂采用人工灌砂，用提升装置带动长颈漏斗上下垂直运动，将长颈漏斗插入水口中，然后将引流砂灌入水口中，缓慢提起长颈漏斗使引流砂在包底水口座砖上堆积成球冠
10、形状，可以保证引流砂的堆积密度（见图 2） 。由表 2 可以看出灌砂方法对钢包自动开浇的影响。表 2 灌砂方法对钢包自动开浇的影响灌砂人 统计炉数 自动开浇炉数 自动开浇率甲 288 277 96.11乙 257 246 95.72丙 266 157 96.68丁 279 266 95.304 优化钢包自动开浇的方法4.1 引进镁质引流砂2005 年 6 月份以前，重钢一直采用硅质引流砂，随着 LF 精炼比例增加，硅质引流砂不能满足生产工艺的要求，自开率仅 95.1。2005 年 6 月份引进了镁质砂，对 261 炉钢实验，自开率 94.02。镁质砂虽然耐烧结温度较高，但颗粒形状不规则，棱角较
11、多，在开浇过程中，滑板打开后，钢水需 34 秒才能流出，其流动性不好影响自开率。结合硅质砂流动性较好和镁质砂耐烧结温度较高的性能，在水口下部填硅质砂上部填镁质砂，自开率提高了 1.58。4.2 铬质引流砂的开发与应用4.2.1 铬质引流砂的设计根据重钢实际情况，设计了九组引流剂配方及颗粒组成，表 5 给出了二组引流剂配方及颗粒组成。表 3 引流剂配方及颗粒组成引流剂化学组成 粒度组成 mm引 流 式 样 号Cr2O3 SiO2 Al2O3 Fe2O3 C 其它 1-0.15 1 0.153# 31 31 10 17 0.8 / 94 3 38# 29.25 33 9.75 16.25 1 /
12、95 5 2引 流 砂填 砂 漏 斗2006 年全国炼钢学术会议44.2.2 生产实验2005 年 8 月份对铬质砂实验，表 4 给出了二组实验结果。通过实验分析，3#引流砂对钢包自开率较高，适应重钢目前的工艺生产。表 4 铬质砂实验数据实验号 精炼方式 出钢至开浇时间 min 实验炉数 自开率 综合自开率吹氩 20-30 98 99.403# LF 70-80 133 99.30 99.35吹氩 20-30 166 98.988# LF 70-80 288 98.50 98.744.2.3 实验结论分析（1）铬矿砂的适量加入可以减少烧结层厚度，对钢包自开率的提高有利，Cr2O3 合适加入量为
13、 2933；（2）一定量的碳加入可起到隔离作用，降低烧结层强度，但需控制量，以防止钢水渗透，碳合适加入量为 0.81.1；（3）引流剂的粒度搭配对自开率有重要影响，实验中发现，粒度小于 0.15mm 的颗粒增加使开浇率严重下降，其合适的粒度范围为 1mm0.15mm 含量大于 94 3。4 .3 吹扫水口与包底座砖的优化为避免清洗水口的吹氧管不易吹扫包底水口座砖，在操作现场安装了固定扳手将吹氧管工作端折成120 160 角，同时调整吹氧流量包底水口座砖周围的积渣和残钢得到有效清除。更换新水口时，对新水口烘烤时间不小于 20min，更换水口时耐火泥带入的水分能充分蒸发和烧结水口表面焦油而不影响水
14、口内砂的质量。4 .4 其他方法的改进为防止钢包在吊运和入坐钢包车时钢包口皮残渣落入水口中，规范了钢包口皮残渣清除。转炉出钢前，用挡渣帽防止液渣先从出钢口流入钢包，出钢时对钢包位置执行标准化操作，即出钢开始钢流冲击到前包底后，再缓慢移动钢车，钢车快速移动则易过位使钢流冲毁引流砂，并且会激起钢液涌浪卷走包底水口座砖上的引流砂，引起钢水向水口中渗透。5 结论（1）优化工艺，缩短转炉至钢包开浇时间有利提高钢包自开率；水口及包底座砖碗口的清理，正确的填砂方法是提高钢包自开率的保证。（2）引流砂的颗粒和形状对其流动性有较大影响，流动性好的引流砂外形应为多棱形或球形。（3）铬质引流砂中 Cr2O3 的适量
15、有利于增加填砂密度，使自然流动性增加，并且能较好控制引流砂的烧结性，膨胀性，钢水渗透性，其合适加入量为 2933；碳的加入可降低引流砂的烧结层强度，其合适的加入量为 0.81.1；在重钢的工艺条件下，使用铬质引流砂自开率达 99.35比使用硅质引流砂自开率提高了 4.25。参考文献1 王诚训，钢包用耐火材料，2003.2 耐火材料，2003 年第一期第 37 卷 1921 页.3 重钢材料总厂，2005 年引流砂实验总结.4 中国转炉炼钢协调组会议报告，铬质引流砂的生产与应用，东北大学冶金技术研究所，2003 年.作者简介：熊银成（1966-），男（汉族），四川平昌人，重庆钢铁股份有限公司炼钢厂，高级工程师，硕士。
