提高300t钢包自动开浇率技术的研究与应用

闫海龙，刘守杰（日照钢铁控股集团有限公司，山东 日照 276806）

提高300t钢包自动开浇率技术的研究与应用

闫海龙，刘守杰
（日照钢铁控股集团有限公司，山东 日照 276806）

通过分析引流砂质量、加砂方式、盛钢时间、钢包烘烤等因素对300t钢包自动开浇率的影响，做出相应改进，控制引流砂烘烤时间、改进加砂方式、优化盛钢时间、实行标准化加砂作业等措施的执行使日照钢铁300t钢包自动开浇率达到99.8%以上。

钢包；自动开浇率；研究与应用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.16.226

1　概述

日照钢铁控股集团有限公司冷板制造部日钢引进的ESP无头轧制技术为世界第2～4条、国内第1～3条薄板无头轧制生产线。ESP项目目前拥有300t转炉3座，LF炉2座，RH炉2座，3条ESP连铸连轧生产线，年产薄板坯600万吨。日钢ESP连铸连轧产线从生产节奏、钢水质量上要求钢包水口不烧氧、高自开率，传统灌砂水平不能满足生产要求。

2　影响钢包自开因素

2.1原材料控制

日照钢铁300t钢包使用的是铬质引流砂。该引流砂熔点1730～1750℃，密度大，不过度烧结，适用于出钢温度高，盛钢时间长的钢包。原材料的控制主要包括以下几个方面：

（1）铬矿砂、硅质砂原材料的购进，保持同一产地，保证原材料材质成分、粒度稳定一致，确保产品质量稳定。

（2）严格控制原材料各组分的加入量，确保产品中各组分的含量稳定，保证产品的正常使用。

（3）控制产品中各原料的加入顺序和混合搅拌时间，避免成品成分偏析导致的不自开。

（4）控制产品的烘干时间和烘干温度，并控制产品的包装，防止产品受潮引起的不自开。

2.2盛钢时间

在使用铬质引流砂加砂过程中，如加砂标准化操作，同时钢包状态良好，决定引流砂烧结程度的主要是出钢温度和盛钢时间。钢水温度高，引流砂和钢水接触时间久，烧结层变厚，自动开浇率变低。经统计日照钢铁300t转炉出钢温度基本控制在1630～1650℃，相差不大，影响引流砂烧结层厚度的主要是盛钢时间，由于ESP的生产特点，每个浇次只能连浇6～10炉，转炉提前生产，部分钢水在LF压钢时间长，自开率降低，尤其是压钢7h以上钢水。

图1　日照钢铁300t钢包自动开浇率和盛钢时间关系

2.3加砂操作

不合理的加砂操作会明显降低钢包的自开率。对加砂合理性影响较大的操作主要有四个方面：

（1）加入量。引流砂加入过多会造成浪费，如引流砂加入不足不能填满水口，钢水进入水口后冷凝阻塞，钢水不自开。合理的加入量是引流砂在水口座砖顶部形成沙丘状。

（2）引流砂烘烤。日照钢铁地处海边，气候潮湿，引流砂需烘烤使用。引流砂中含水量越高，引流砂烧结体冷态耐压强度越低，显气孔率越大，体积密度越小。填充与座砖与水口之间的引流砂含水量大时，在盛钢过程中水分蒸发，显气孔率增大同时体密下降导致钢水渗透到引流砂内部，形成钢砂混凝后导致不自开。

（3）加砂装置。在建厂初期，日照钢铁300t钢包使用传统的导管加砂装置。导管加砂装置可以将引流砂准确加入水口，但引流砂由于重力作用下落到钢包水口内堆积过密，容易导致不自开。

（4）水口清理。日照钢铁300t钢包热修使用倾翻装置，钢包放平后，热修员工从背面进行烧氧操作，清理水口及坐砖内残余钢渣。由于ESP冶炼钢种为低碳低硅系列，渣偏稀，钢包直立后包底钢渣容易回流至水口内影响钢包自开。

2.4新包影响

统计显示日照钢铁300t钢包自投产以来新包不自开的炉数占据所有不自开炉数的57%。经研究发现钢包烘烤效果不佳，上线时部分钢包包底温度在600℃上下，如LF精炼时间短或底吹不良，包底易结冷钢开浇时出现引流砂流出而无钢水。

3　提高钢包自开措施

3.1引流砂质量管控

为防止出现引流砂成分、粒度不稳定的现象，对每一批入厂的引流砂进行化验对比，如达不到标准进行考核并退货。

表1　引流砂理化指标

3.2优化盛钢时间

强化生产组织，合理安排钢水调度，缩短各工序时间。防止引流砂与钢水接触时间长烧结层过厚。

（1）如加砂时间距离转炉出钢时间超过120min，吊回热修平台重新加砂。

（2） 如精炼时间（含压钢时间）大于7h，需进行倒包处理。

3.3标准化加砂作业

制定严格的加砂作业，最大程度减少人工操作带来的不稳定性。

表2　引流砂加入标准

3.4改进加砂装置

图2　日照钢铁300t钢包水口加砂装置

为了提高引流砂自开率，2015年4月日照钢铁冷板制造部在氩站平台设计了新的加加砂装置。该装置通过卷扬带动上下移动的加砂桶，加砂桶缓缓下降到水口上方400mm处时，桶内的塞子链条行程到极限，小桶继续下降，塞子拉出，通过X、Y、Z三方向限位的控制，引流砂准确无误加入到水口内。氩站平台上设置操作箱，加砂桶具备升、降、停止等功能。该装置占用空间小，机械化操作节省人力，同时减少了导管加砂引起的偏析。

3.5改进钢包烘烤

对钢包烘烤效果不佳问题进行技术攻关。由于使用转炉煤气热值偏低且含水量较大，同时煤气主管道部分设计成U型，增加了排水困难，增大了管道阻力。在生产过程中重新更换主管道难度较大，在厂房内的煤气主管道的低点增加排水管，同时改动所有烤包器支管直接和主管道连接，增大了每个烤包器的流量及工作压力，烘烤效果明显提升，包底温度由600℃提升到800℃。

4　结论

针对影响300t钢包自开的各个因素：原料控制、盛钢时间、加砂操作、加砂装置、钢包烘烤。有目的的采取措施使日照钢铁300t钢包自开率稳定在99.8%以上，有效的保证了ESP生产的顺行。

［1］刘峰.引流砂含水量对钢包自动开浇率的影响.耐火材料，2011，4（02）.

［2］王永辉.连铸钢包自动开浇与引流砂的关系.耐火与石灰，2015，4（02）.