提高300t鋼包自動(dòng)開澆率技術(shù)的研究與應(yīng)用

閆海龍，劉守杰（日照鋼鐵控股集團(tuán)有限公司，山東 日照 276806）

提高300t鋼包自動(dòng)開澆率技術(shù)的研究與應(yīng)用

閆海龍，劉守杰
（日照鋼鐵控股集團(tuán)有限公司，山東 日照 276806）

通過分析引流砂質(zhì)量、加砂方式、盛鋼時(shí)間、鋼包烘烤等因素對(duì)300t鋼包自動(dòng)開澆率的影響，做出相應(yīng)改進(jìn)，控制引流砂烘烤時(shí)間、改進(jìn)加砂方式、優(yōu)化盛鋼時(shí)間、實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化加砂作業(yè)等措施的執(zhí)行使日照鋼鐵300t鋼包自動(dòng)開澆率達(dá)到99.8%以上。

鋼包；自動(dòng)開澆率；研究與應(yīng)用

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

1　概述

日照鋼鐵控股集團(tuán)有限公司冷板制造部日鋼引進(jìn)的ESP無頭軋制技術(shù)為世界第2～4條、國內(nèi)第1～3條薄板無頭軋制生產(chǎn)線。ESP項(xiàng)目目前擁有300t轉(zhuǎn)爐3座，LF爐2座，RH爐2座，3條ESP連鑄連軋生產(chǎn)線，年產(chǎn)薄板坯600萬噸。日鋼ESP連鑄連軋產(chǎn)線從生產(chǎn)節(jié)奏、鋼水質(zhì)量上要求鋼包水口不燒氧、高自開率，傳統(tǒng)灌砂水平不能滿足生產(chǎn)要求。

2　影響鋼包自開因素

2.1原材料控制

日照鋼鐵300t鋼包使用的是鉻質(zhì)引流砂。該引流砂熔點(diǎn)1730～1750℃，密度大，不過度燒結(jié)，適用于出鋼溫度高，盛鋼時(shí)間長的鋼包。原材料的控制主要包括以下幾個(gè)方面：

（1）鉻礦砂、硅質(zhì)砂原材料的購進(jìn)，保持同一產(chǎn)地，保證原材料材質(zhì)成分、粒度穩(wěn)定一致，確保產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。

（2）嚴(yán)格控制原材料各組分的加入量，確保產(chǎn)品中各組分的含量穩(wěn)定，保證產(chǎn)品的正常使用。

（3）控制產(chǎn)品中各原料的加入順序和混合攪拌時(shí)間，避免成品成分偏析導(dǎo)致的不自開。

（4）控制產(chǎn)品的烘干時(shí)間和烘干溫度，并控制產(chǎn)品的包裝，防止產(chǎn)品受潮引起的不自開。

2.2盛鋼時(shí)間

在使用鉻質(zhì)引流砂加砂過程中，如加砂標(biāo)準(zhǔn)化操作，同時(shí)鋼包狀態(tài)良好，決定引流砂燒結(jié)程度的主要是出鋼溫度和盛鋼時(shí)間。鋼水溫度高，引流砂和鋼水接觸時(shí)間久，燒結(jié)層變厚，自動(dòng)開澆率變低。經(jīng)統(tǒng)計(jì)日照鋼鐵300t轉(zhuǎn)爐出鋼溫度基本控制在1630～1650℃，相差不大，影響引流砂燒結(jié)層厚度的主要是盛鋼時(shí)間，由于ESP的生產(chǎn)特點(diǎn)，每個(gè)澆次只能連澆6～10爐，轉(zhuǎn)爐提前生產(chǎn)，部分鋼水在LF壓鋼時(shí)間長，自開率降低，尤其是壓鋼7h以上鋼水。

圖1　日照鋼鐵300t鋼包自動(dòng)開澆率和盛鋼時(shí)間關(guān)系

2.3加砂操作

不合理的加砂操作會(huì)明顯降低鋼包的自開率。對(duì)加砂合理性影響較大的操作主要有四個(gè)方面：

（1）加入量。引流砂加入過多會(huì)造成浪費(fèi)，如引流砂加入不足不能填滿水口，鋼水進(jìn)入水口后冷凝阻塞，鋼水不自開。合理的加入量是引流砂在水口座磚頂部形成沙丘狀。

（2）引流砂烘烤。日照鋼鐵地處海邊，氣候潮濕，引流砂需烘烤使用。引流砂中含水量越高，引流砂燒結(jié)體冷態(tài)耐壓強(qiáng)度越低，顯氣孔率越大，體積密度越小。填充與座磚與水口之間的引流砂含水量大時(shí)，在盛鋼過程中水分蒸發(fā)，顯氣孔率增大同時(shí)體密下降導(dǎo)致鋼水滲透到引流砂內(nèi)部，形成鋼砂混凝后導(dǎo)致不自開。

（3）加砂裝置。在建廠初期，日照鋼鐵300t鋼包使用傳統(tǒng)的導(dǎo)管加砂裝置。導(dǎo)管加砂裝置可以將引流砂準(zhǔn)確加入水口，但引流砂由于重力作用下落到鋼包水口內(nèi)堆積過密，容易導(dǎo)致不自開。

（4）水口清理。日照鋼鐵300t鋼包熱修使用傾翻裝置，鋼包放平后，熱修員工從背面進(jìn)行燒氧操作，清理水口及坐磚內(nèi)殘余鋼渣。由于ESP冶煉鋼種為低碳低硅系列，渣偏稀，鋼包直立后包底鋼渣容易回流至水口內(nèi)影響鋼包自開。

2.4新包影響

統(tǒng)計(jì)顯示日照鋼鐵300t鋼包自投產(chǎn)以來新包不自開的爐數(shù)占據(jù)所有不自開爐數(shù)的57%。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)鋼包烘烤效果不佳，上線時(shí)部分鋼包包底溫度在600℃上下，如LF精煉時(shí)間短或底吹不良，包底易結(jié)冷鋼開澆時(shí)出現(xiàn)引流砂流出而無鋼水。

3　提高鋼包自開措施

3.1引流砂質(zhì)量管控

為防止出現(xiàn)引流砂成分、粒度不穩(wěn)定的現(xiàn)象，對(duì)每一批入廠的引流砂進(jìn)行化驗(yàn)對(duì)比，如達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行考核并退貨。

表1　引流砂理化指標(biāo)

3.2優(yōu)化盛鋼時(shí)間

強(qiáng)化生產(chǎn)組織，合理安排鋼水調(diào)度，縮短各工序時(shí)間。防止引流砂與鋼水接觸時(shí)間長燒結(jié)層過厚。

（1）如加砂時(shí)間距離轉(zhuǎn)爐出鋼時(shí)間超過120min，吊回?zé)嵝奁脚_(tái)重新加砂。

（2） 如精煉時(shí)間（含壓鋼時(shí)間）大于7h，需進(jìn)行倒包處理。

3.3標(biāo)準(zhǔn)化加砂作業(yè)

制定嚴(yán)格的加砂作業(yè)，最大程度減少人工操作帶來的不穩(wěn)定性。

表2　引流砂加入標(biāo)準(zhǔn)

3.4改進(jìn)加砂裝置

圖2　日照鋼鐵300t鋼包水口加砂裝置

為了提高引流砂自開率，2015年4月日照鋼鐵冷板制造部在氬站平臺(tái)設(shè)計(jì)了新的加加砂裝置。該裝置通過卷揚(yáng)帶動(dòng)上下移動(dòng)的加砂桶，加砂桶緩緩下降到水口上方400mm處時(shí)，桶內(nèi)的塞子鏈條行程到極限，小桶繼續(xù)下降，塞子拉出，通過X、Y、Z三方向限位的控制，引流砂準(zhǔn)確無誤加入到水口內(nèi)。氬站平臺(tái)上設(shè)置操作箱，加砂桶具備升、降、停止等功能。該裝置占用空間小，機(jī)械化操作節(jié)省人力，同時(shí)減少了導(dǎo)管加砂引起的偏析。

3.5改進(jìn)鋼包烘烤

對(duì)鋼包烘烤效果不佳問題進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)。由于使用轉(zhuǎn)爐煤氣熱值偏低且含水量較大，同時(shí)煤氣主管道部分設(shè)計(jì)成U型，增加了排水困難，增大了管道阻力。在生產(chǎn)過程中重新更換主管道難度較大，在廠房內(nèi)的煤氣主管道的低點(diǎn)增加排水管，同時(shí)改動(dòng)所有烤包器支管直接和主管道連接，增大了每個(gè)烤包器的流量及工作壓力，烘烤效果明顯提升，包底溫度由600℃提升到800℃。

4　結(jié)論

針對(duì)影響300t鋼包自開的各個(gè)因素：原料控制、盛鋼時(shí)間、加砂操作、加砂裝置、鋼包烘烤。有目的的采取措施使日照鋼鐵300t鋼包自開率穩(wěn)定在99.8%以上，有效的保證了ESP生產(chǎn)的順行。

［1］劉峰.引流砂含水量對(duì)鋼包自動(dòng)開澆率的影響.耐火材料，2011，4（02）.

［2］王永輝.連鑄鋼包自動(dòng)開澆與引流砂的關(guān)系.耐火與石灰，2015，4（02）.