隨著爐外精煉和高品質鋼生產比例的增加,鋼包已成為爐外精煉的一種重要功能設備,擔負起越來越多的鋼水精煉任務。然而,連鑄鋼包在使用過程中包壁會產生粘渣或結瘤現象,并且隨著鋼包使用次數的增加粘渣層會越積越厚。鋼包粘渣后,造成有效容積減少,空包重量增加,很容易達到或超過行車的最大起吊重量,給行車的運行帶來安全隱患。鋼包包齡降低,耐材消耗和噸鋼成本增加,使鋼包周轉緊張甚至無法正常周轉。不但拆包、砌包的工作量增加,并且由于粘渣物非常堅硬,往往夾雜冷鋼,造成拆包非常困難,拆包機損壞和修理次數增加。隨著鋼包的反復使用操作,有些粘渣物會重新進入熔融鋼中,對鋼水產生污染。由于粘渣層往往厚薄不均且部位不同,粘渣情況不同,因此給鋼包包襯的殘厚判斷帶來了困難。殘厚判斷不準確,嚴重時會發生漏鋼事故。
鋼包的粘渣及對策
國內鋼包包壁普遍采用高鋁磚、鋁鎂碳磚、不燒鋁鎂磚和鋁鎂澆注料(或剛玉尖晶石澆注料、礬土尖晶石澆注料)。東北特鋼集團北滿特殊公司煉鋼車間的連鑄鋼包在投產初期就出現嚴重的粘渣結瘤現象。對于連鑄包粘渣問題,連鑄耐材攻關組提出以下措施:化渣技術、噴涂保護層和修補包壁局部熔損部位、鋼種調節包壁掛渣量、耐材質量控制、鋼包襯磚的殘厚管理制度。公司高爐投產后,鋼產量明顯增加,鋼包周轉加快,粘渣、結瘤現象減少了。由此說明,鋼包周轉越快,急冷急熱越少,鋼包襯開裂越少,則粘渣就輕。
目前公司一煉鋼老線和50萬t新線的連鑄鋼包均出現嚴重的粘渣現象。就一煉鋼而言,粘渣(超重)的情況很嚴重。新鋼包的重量為30~33t,但由于粘渣,有時空包重量會達到36t,對行車的運行安全帶來很大危險,超重的鋼包不僅粘渣層厚,包口也嚴重結渣,粘渣層往往夾雜冷鋼,由于下渣線部位熔損較快,因此,較多的情況是,在上渣線以下至下渣線以上部位形成厚厚的粘渣層。分析表明,冷鋼對粘渣層起了錨固作用,冷鋼的存在使含有高熔點相的粘渣物更加堅固。整體包反復使用后由于開裂,導致熔鋼、渣滲入,較多形成澆注料——冷鋼——澆注料冷鋼的夾心結構。原來磚砌包的平均包齡80爐,現在只有70爐左右,通過采用在包壁噴涂高硅質材料,取得了明顯的減輕粘渣的效果。使用中這種高硅質涂料表面形成高粘度的玻璃狀物質,使渣難于附著。然而,這種方法會產生鋼水增硅的負面影響。
為了解決Al2O3-MgO-C包襯在鋼水精煉過程中的增碳問題,進行了無碳尖晶石磚的試用,試用表明該磚使用時表面掛渣少,耐侵蝕較好,使用壽命達到了包襯的80次水平。由此說明Al2O3-MgO-C磚雖然具有整體性和耐侵蝕性好的特點,但由于含有高導熱的石墨,鋼包散熱多,使鋼水溫度下降,反而造成粘渣,無碳尖晶石磚導熱率較低,鋼包散熱較少,且耐侵蝕性好,所以粘渣較少。
上述情況表明,鋼包襯如果開裂剝落少、耐侵蝕性好,則粘渣較少、壽命較長。
鋼包粘渣的原因及減輕粘渣的措施
總結起來,粘渣的原因有煉鋼工藝、鋼種、鋼包的周轉快慢、鋼包的保溫、耐火材料材質和質量等,根據粘渣的原因,減輕粘渣的措施有,加快鋼包周轉,加強保溫,提高耐火材料質量。
結 語
(1)連鑄精煉鋼包出現的粘渣現象,原因有煉鋼工藝、鋼種、鋼包周轉、鋼包的保溫、耐火材料材質和質量、鋼包的侵蝕維護等。
(2)要減輕粘渣,必須減少轉爐渣進入鋼包,加快鋼包周轉,加強鋼包的保溫措施,提高耐火材料的質量,減少其開裂和剝落,提高座磚的使用壽命。對侵蝕和剝落的鋼包及時進行維護,爐后和精煉時加石灰等。
(3)不同鋼廠的鋼包粘渣情況有所不同,應對鋼包粘渣的原因進行分析研究,根據原因采取相應的對策。
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