影响钢包自开率的原因浅析及改正措施

苏有权， 刘少芹， 张 波， 朱长栓

（1.河钢集团唐钢公司， 河北 唐山 063016； 2.郑州振东科技有限公司， 河南 郑州 452370）

河钢集团唐钢公司（以下简称唐钢）一炼钢厂自开率一直在98.5%左右，自开率低烧眼炉次多不但影响钢水质量，还影响生产节奏，特别是烧不开停浇的事故给生产和成本造成重大损失。通过对造成不自开烧眼原因的多方面进行分析，找出影响因素，制定相应措施，以减少烧眼炉次提高钢包自开率，保证产品质量和稳定生产。

1 影响钢包自开率的原因分析

1.1 钢包包况

在现实生产中，备用包的自开率远低于周转连用包。备用包是指从烘烤器吊出投入使用的钢包，因为需要安装滑动机构、上水口等工序，热修换包操作时间长、温降大，钢包内衬温度降低，尤其是包底，温降能达到100 ℃以上，造成出钢后包底结冷钢，钢包自开率降低。据统计，2017 年2 月—6 月备用包自开率只有96%，明显低于周转包99.4%。

1.2 钢水在钢包中的停留时间

钢水在钢包内的停留时间是指从转炉出钢到连铸开浇的时间，一般在60～120 min，钢水随停留时间延长逐渐降低，尤其是经过LF+RH 双联的钢水停留时间超过120 min，引流砂烧结层厚不自开的几率大[1]。

1.3 钢水温度

钢包自开率随钢水温度的升高不断降低，其原因为引流砂中的Fe203固熔体发生还原反应，此反应引起体积膨胀，致使烧结层脆而多孔钢液渗人烧结层厚度增加。此外，引流砂中含有脉石和添加的石英砂，在高温环境下，脉石和石英砂自身发生物理—化学变化，还与铬铁矿发生反应，形成二次尖晶石。钢水温度越高，引流砂烧结速度越快，导致烧结层变厚，不利于钢水静压力冲破烧结层[2]。

1.4 钢包上水口的影响

目前使用的上水口是经过油侵工艺的，焦油通过气孔渗透到上水口。安装到水口座砖内的上水口必须通过烘烤，烤红后才能安装滑板。但上水口经过烘烤后焦油渗出，加上烘烤时间短烤不透，加入的引流砂黏附在上水口内壁，内壁不光滑势必造成引流砂下降产生阻力，下流不顺畅造成不自开。

1.5 引流砂质量的影响

引流砂作为炼钢生产的原辅材料，虽然用量少但在生产中起着非常关键的作用。不自开烧眼不但影响生产的节奏，而且钢水裸露浇铸造成钢水吸氧吸氮，杂质增多对钢水质量影响较大，对后期钢材的性能造成无法弥补的缺陷。一方面要求引流砂有较高的耐火度，烧结层不能过厚；另一方面要求引流砂流动性好，热膨胀系数小，打开滑板后能够自动下流。

1.6 热修操作的影响

首先是回浇余未回干净，造成钢渣回流渣子灌眼，加砂后钢渣与引流砂烧结不自开。其次是上水口未清理干净，水口内有钢渣或毛刺，影响引流砂下流。还有换完滑板后水口内的残余滑板泥未清理干净。再就是摇包加砂时包底的渣块滚入水口，或者引流砂未加满。上述几种情况都有可能造成不自开。

2 提高钢包自开率的措施

通过对影响钢包自开率的原因进行分析，唐钢检修分公司对一钢轧厂生产现状进行了梳理，各部门积极配合，制定出提高钢包自开率相关措施。

2.1 引流砂质量改进措施

2.1.1 引流砂成分调整

以前只要求Cr2O3的含量，对SiO2含量没做严格要求，参考相关的文献SiO2在1 200 ℃以上因为相变引起较大的体积膨胀，导致填砂与水口内壁的附着力增加，不利于开浇时填砂的自由下落，甚至出现架桥现象，不利于钢包自开。所以合理控制SiO2的含量，根据化验结果并参照其他公司的标准，对SiO2含量下调，要求w（SiO2）≤26%。

调整后引流砂成分为：w（Cr2O3）≥30%，w（SiO2）≤26%，w（H2O）≤0.5%

2.1.2 引进新材质引流砂

针对经LF+RH 双联钢种时间长导致的引流砂烧结程度增大，引进镐质引流砂。具体成分见表1。

前期试验44 炉全自开，然后批量使用，到2017年11 月份共生产双联钢527 炉，两炉烧眼自开率99.62%。

2.1.3 每批次进厂前抽检

对每一批次引流砂进厂前抽检送公司化验室化验，由唐钢一钢轧技术科、炉窑中心、厂家共同到库房取样，不合格不使用。今年共检查28 个批次，其中7 个批次不合格重新取样复检，有一个批次复检不合格判定为不合格品。

2.1.4 包装运输管理

针对雨季引流砂易受潮的特点，召开专题会议研究包装、运输和存储的问题，并制定相应措施。

1）包装。除吨袋内有防潮包装外，小袋也要求有防潮包装。

2）运输。运输车辆备苫布，阴雨天气必须苫盖好。

3）外库存储。地面铺一层隔潮的托盘，不能直接放地面上，存放位置不靠近门窗。

2.2 现场改进措施

2.2.1 出钢控制

出钢前对炉身的粘渣用炮车进行清理，规范钢包加料时间和顺序，严禁早加料。

2.2.2 备用包操作

1）对钢包烘烤器改造，提高加热效率，确保投入备用包烘烤包底到红热状态（吊离烤包器时有效温度保持1 000 ℃以上），连用钢包使用前包底温度应保700 ℃以上，严禁投入包壳温度低于700 ℃的钢包。

2）提高烘烤时间，烘烤时间5 min 提高到8 min。

通过43 个备用包上水口烘烤温度的测量，平均温度650 ℃，比原操作提高近100 ℃。

2.2.3 缩短钢水在钢包内停留时间

以连铸为中心，合理组织生产，减少出钢完毕到连铸开浇过程中各环节耽误的时间，制定严格的钢包时刻表，提高钢包周转。

引流砂加入时间至转炉出钢时间不超过30 min，当间隔时间超过180 min，必须吊包吹扫后重新加入引流砂。

只经过LF 精炼的钢水停留时间控制在80 min以内，经过LF+RH 双联的钢水停留时间控制在120 min 以内。

对于浇完的钢包及时组织吊回倒浇余，提高钢包周转率，同时防止包底黏钢黏渣。

2.2.4 热修进一步加强标准化作业

首先保证水口清理干净。前面用粗氧管清理水口时只把水口座砖前端清理干净，不能烧上水口内部，以免把上水口烧偏或凹坑。后面用细氧管清理上水口，要求水口表面光滑、无毛刺。其次换滑板后吹扫干净水口座砖前部的泥料，清理泥料时包前人员随时观察，确保水口座砖前部干净。最后检查引流砂是否干燥，内层塑料是否有水迹、有无结块，确认水口内无钢渣、渣壳等异物，以水口整体加满，突出包底并呈馒头状为准，不满足再加。

2.3 钢包上水口生产工艺的改进

与钢包水口厂家结合，钢包上水口材质进行调整，采用不油侵工艺生产，避免因烘烤不透残留焦油影响自开。通过一段时间的试验取得良好的效果。综合备用包的操作，使自开率由原来的99.6%提高到98.0%。

3 结语

引流砂的材质、钢包包况、钢水温度、水口清理、生产节奏。是影响钢包自开率的重要因素。通过原因分析制定相应的改善措施，自2017 年7 月开展自开率攻关并随着各项措施的逐步落实，到2018 年上半年自开率由原来的98.5%提升为99.6%，为生产的顺行和提高铸坯质量创造了良好的条件。