武钢 钢包粘渣的原因及对策
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钢包穿包、漏包原因分析及预防措施汇报人:2023-12-18•引言•钢包穿包原因分析•钢包漏包原因分析目录•预防措施01引言目的和背景目的通过对钢包穿包、漏包原因的分析,提出相应的预防措施,以减少生产过程中的事故,提高生产效率。
背景钢包穿包、漏包是钢铁生产过程中常见的安全事故,不仅影响生产进度,还可能对人员和设备造成损害。
因此,对这类事故的原因进行分析,并采取有效的预防措施,对于保障生产安全具有重要意义。
钢包穿包、漏包定义及危害钢包穿包是指钢水从钢包底部泄漏的现象;漏包是指钢包出现破损或裂缝,导致钢水泄漏的现象。
危害钢包穿包、漏包会导致钢水泄漏,不仅造成生产中断和设备损坏,还可能引发火灾等安全事故。
同时,泄漏的钢水会污染环境,对人员和设备造成危害。
02钢包穿包原因分析如果钢包设计不合理,如底部较窄或口部较松,容易导致钢水在浇注过程中从底部或口部流出,引发穿包事故。
浇口的设计也是影响钢包穿包的重要因素。
如果浇口过小或位置不当,会导致钢水流动不畅,增加穿包的风险。
钢包设计不合理浇口设计钢包形状和结构钢包耐火材料的质量直接影响钢包的耐高温性能和使用寿命。
如果耐火材料质量差,容易在高温下开裂、脱落,导致钢水泄漏。
耐火材料质量钢包制造过程中的焊接、热处理等工艺问题也可能导致钢包穿包。
例如,焊接不牢固或热处理不当都可能使钢包在使用过程中出现裂纹或变形。
制造工艺问题钢包制造质量差浇注速度过快浇注速度过快可能导致钢水冲击力过大,对钢包底部或口部造成压力,从而引发穿包。
浇注温度过高浇注温度过高可能导致钢水在浇注过程中蒸发过快,形成大量气体,对钢包底部或口部造成冲击,引发穿包。
操作不当设备故障钢包车故障钢包车在运行过程中如果出现故障,如速度不稳定、突然停车等,可能导致钢水在浇注过程中对钢包底部或口部造成冲击,引发穿包。
浇注设备故障浇注设备如中间罐、流嘴等出现故障,如漏水、堵塞等,也可能导致钢水泄漏,引发穿包。
03钢包漏包原因分析钢包密封不严钢包密封装置老化或损坏钢包密封装置老化或损坏可能导致密封不严,进而引发漏包。
钢渣喷溅防止措施1、炉前在冶炼操作时,应采取的措施是增大供氧量采用多孔喷头,低枪位操作,这样可以降低渣中FeO含量,从而降低钢中氧含量,提高一次拉碳命中率,尽量减少补吹。
加大合金脱氧时,应按照先弱后强的顺序,先加入硅铁,然后加入锰铁,以保证良好的脱氧效果。
保证拉碳准确,避免过低量的碳,然后补加碳粉或SiC来增碳,从而降低钢中的氧含量。
2、加入碳粉或SiC时,不要将碳粉或SiC一次性加入包底,以防被钢包底部渣子裹住,钢水翻入后,不能及时反应,待到温度达到碳氧反应条件后急剧反应;另外,在钢包中,不能自动开浇,用氧气烧眼引流时,大量的氧气进入钢包中,打破钢包内原有的平衡,钢包内原有存在的大量气体,在外界因素的导致下,会突然反应而导致大喷。
3、钢包要洁净,以防钢水注入钢包前期温度过低,碳粉或SiC与钢中氧不反应,待温度升高后突然反应造成大喷。
4、炉前要加强吹氩搅拌,通过吹氩来均匀钢水成分、温度,确保气体和夹杂物上浮,确保吹氩时间大于3分钟,吹氩压力保证钢包内钢水微微浮起为最佳。
钢水翻花太大,钢包内钢水渣层被破坏,钢水吸气,使钢水二次氧化;钢水不能翻花,吹氩搅拌效果不好,达不到去气去夹杂的效果。
5、加强脱氧力度,凡终点碳地域0.05%时,应加大硅铝钡用量,将硅铝钡用量提高到0.5~1kg/t。
6、连铸浇铸钱必须将包盖扣好,钢包沿要清理好,以防止包盖不严,钢水、钢渣从缝隙中喷出。
7、防止钢包喷溅的关键是炉前避免出过氧化钢。
规范炉前冶炼操作时杜绝过氧化钢出现的主要措施。
8、顶吹转炉吹炼低碳钢种,可以直接一次拉碳,但为了一次有效地去除磷、硫,并使用终点温度达到钢种要求,在吹炼低碳钢是,都要采用高拉调温一次补吹的工艺操作。
9、第一次拉碳时,钢中含碳量最好控制在0.16%~0.20%的范围内,倒炉测温、取样,根据炉温确定冷却剂加入数量,根据含碳量确定补吹时间。
第一次拉碳时的炉渣碱度为3.4~3.6。
注意控制好炉渣,早化渣、化好渣,全程化透。
钢包穿包、漏包原因分析及预防措施汇报人:2023-12-07目录CONTENTS •钢包穿包、漏包现象概述•钢包穿包原因分析•钢包漏包原因分析•钢包穿包、漏包的预防措施•结论与展望01钢包穿包、漏包现象概述指钢水从钢包内泄漏到钢包穿包一侧的现象。
钢包穿包指由于包底、包壁或包耳等部位损坏,导致钢水泄漏出钢包外的现象。
钢包漏包钢包穿包、漏包定义生产中断生产安全事故产品质量问题钢包穿包、漏包现象及影响穿包、漏包现象会导致钢水无法正常注入中间包或连铸结晶器,影响生产计划的执行。
穿包、漏包现象可能导致烧伤、烫伤等生产安全事故,对员工生命安全构成威胁。
穿包、漏包现象会导致钢水污染、成分不均等问题,影响产品质量。
01通过对钢包穿包、漏包原因的分析,可以采取有效的预防措施,减少生产中断和生产安全事故的发生。
减少生产中断和安全事故02通过对钢包穿包、漏包原因的分析,可以采取相应的措施,提高产品质量和稳定性。
提高产品质量03通过对钢包穿包、漏包原因的分析,可以发现生产工艺和设备存在的问题,进而进行优化改进。
优化生产工艺和设备钢包穿包、漏包原因分析的重要性02钢包穿包原因分析耐火材料质量原因耐火砖性能不稳定耐火砖是钢包的主要组成部分,如果其性能不稳定,如强度、耐磨性等指标不合格,会导致钢包在高温下出现变形、开裂等问题,进而引起穿包。
耐火材料热膨胀系数不匹配钢包各层耐火材料之间以及与钢壳之间需要相互匹配的热膨胀系数,如果匹配不当,会导致钢包在高温下出现裂纹、脱落等现象,从而引起穿包。
操作不当原因钢水温度控制不当在钢水注入钢包时,如果温度过高或过低,都会对钢包产生不良影响,如引起钢包开裂、变形等,进而导致穿包。
钢水成分控制不当钢水的成分如碳、硅、锰等元素含量控制不当,会导致钢水在浇注过程中产生气泡、夹渣等问题,进而导致钢包穿包。
钢水温度过高会导致钢水流动性增加,容易渗透到钢包内部,进而导致穿包。
钢水成分异常可能会导致钢水在浇注过程中产生气泡、夹渣等问题,进而导致穿包。
钢包渣线砖为什么易损毁,如何改善渣线砖的使用寿命大家都知道,钢包渣线是钢水与空气直接接触的部位该部位由于温差与富氧环境的存在,使得侵蚀速度较其他部位明显加快,再加上钢水在运转过程中的倾翻及排渣作业,对渣线造成很大程度的破坏,因此钢包渣线的侵蚀一直以来都是炼钢炼铁行业的一个瓶颈问题,渣线位置不仅会出现侵蚀过快,还有结渣、发红、剥落、漏钢等等问题。
渣线砖一般是指钢包口向下数第三层至第八层区域内砌筑的耐火砖。
目前炼钢生产中,较为广泛的是在渣线位置使用镁碳质的耐火材料,从之前的镁碳砖砌筑到后来镁碳质浇注料的整体浇注,综合精炼过程当中的内衬问题的话,影响这个环节整体炉衬寿命的、损毁情况最严重的还是渣线部位。
那么今天我们从多个案例分析当中,针对渣线部位的损毁及耐材分析和冶炼工况环境及冶炼原料这几个方面来对这个问题进行探讨。
钢包精炼炉常见的设备包括LF炉、VD炉、VOD 炉、RH炉、AHF炉等,常见的钢包渣线部位耐材问题是渣线侵蚀过快,耐火内衬发红、出现孔洞、渣沟或者是渣线部位出现深凹坑等现象,尤以LF炉的渣线部位侵蚀最为常见和严重。
精炼钢包的工况环境为:1) LF 精炼温度1550~1610 ℃,精炼时间:35-45min;2)VD炉真空脱气,处理温度1550~1610℃,时间大于20min;3)精炼时造白渣,使用精炼合成渣、埋弧渣,碱度高(CaO与SiO2的质量比大于3.5);4)全程底吹氩搅拌;5)出钢温度平均在1650℃以上,钢水在钢包停留时间平均在130min 以上。
随着钢包二次精炼技术的发展,钢包用耐火材料也在这个过程中不断的朝前发展,它必须具备的条件有耐高温、耐热冲击、耐熔渣的侵蚀,还需要具有较高的机械强度、需要随钢水不断的搅动和冲刷。
对于渣线部位侵蚀的主要原因归结为四大方面:一是工艺因素,这个就包括了在钢铁冶炼过程当中的搅拌强度、送电量、处理时间等等;二是精炼渣的成分问题,渣中的F、MgO、Al2O3、CaO、TFe等元素对渣线砖的影响;第三是耐火材料及砌筑质量;第四则是机械损伤。
炼钢厂钢包渣线结渣原因分析及解决结壳的措施炼钢厂生产冷墩系列钢水的工艺路径有3种:①转炉→LF炉→真空RH炉→方坯连铸机。
②转炉→真空RH炉→LF炉→方坯连铸机。
③转炉→LF炉→方坯连铸机。
LF炉出站后造渣在浇注过程中冷却、结壳,在钢水浇完后仍挂留在钢包渣线位置,使钢包清理作业难度及工作量增加,而且钢包遗留钢渣再次使用会带来一系列影响。
如:包壁结渣在连铸机浇注结束后悬空,受重力作用掉落钢包底部,形成包底结渣,再次盛钢时钢渣在钢水中熔化上浮,降低钢水纯净度和钢水可浇性;同时会有部分钢渣散落钢包水口内,堵水口,造成钢水到连铸机平台后无法开浇。
1待浇时间长,钢水顶渣冷却结壳,造成钢包渣线结渣。
(1)韶钢厂冷墩钢工艺要求钙处理结束后需要底吹氩气,弱吹12~20min,弱吹过程钢水表面渣层边缘部位基本呈静止状态,经过长时间温度散失,渣温不断降低,靠包壁位置的渣层就会凝固在钢包渣线位置,造成钢包壁结渣。
(2)转炉的冶炼周期要比LF精炼炉的冶炼周期短,浇次组织不力,出现前工序冶炼速度过快,钢水在精炼区域积压严重,精炼冶炼结束后到连铸浇铸期间等待时间过长,这是造成钢包渣线结渣的主要原因。
2冷镦钢渣系中Al2O3含量高,钢水渣黏稠,精炼结束后钢水镇静过程中随渣面温度降低而凝固结于钢包渣线位置。
据现场观察,冶炼铝镇静钢时,钢包渣线容易结渣,而冶炼硅锰镇静钢时,钢包渣线粘渣程度轻微。
铝镇静钢渣中的Al₂O₃含量高[2],为保证钢水的纯净度,配加的石灰量也较大,形成较厚且密度大的渣壳;硅锰镇静钢中不含Als,相应产生的Al₂O₃也极少,因此加入的石灰量较少,形成的渣层薄。
由此可以推断出,钢包结渣受渣中的Al₂O₃含量影响较大。
3钢包渣线砖浸蚀严重,产生凹陷,易挂渣。
钢包渣线砖是指钢包口向下数第三层砖到第八层砖的区域砌筑的耐火砖。
钢包盛钢后的钢水液面随钢水量而上下浮动,转炉冶炼结束出钢时,炉内部分氧化渣随钢水一起倒入钢包内,俗称“下渣”,钢水经过LF炉工艺时会通过二次精炼造渣,将钢水中的多余氧除去,即“脱氧”,脱氧后的渣为还原渣。
钢包粘渣的原因及对策钢包粘渣是一种常见的炉内污染,在焊接中所面临的一个严重问题。
钢包粘渣是焊接摄取罐中渣块的通称,它可以直接影响到部件的质量。
钢包粘渣造成的主要原因有:一是由于吸收炉灶内部温度高和控制不当,导致熔渣罐内熔渣温度较高,使得粘渣形成,以及与金属熔化表面接触,产生粘渣。
二是在吸收炉内熔渣淤积失调导致熔渣排出时,熔渣受力不畅,产生熔渣积累,从而形成粘渣。
三是焊接渣罐的气体与炉内金属温度不相容,可能会产生物质析出及溶解,并有可能在焊接金属的表面形成粘渣。
四是如果熔渣罐的混合比不合理,熔渣表面会产生大量非金属化合物,这些物质将会粘附在金属表面上("新型传动装置,微机控制系统HX-003B型数控铸榨轧机”,,),形成粘渣。
为了克服这种现象,技术人员采取了以下措施:1.降低吸收炉灶内部温度。
应该按照机型的要求,保持吸收炉灶内部温度较低,以确保熔渣的流动性好,减少粘渣的形成。
2.改善焊接渣罐的清洁。
应该根据实际情况,合理进行焊接渣罐的清洁和维护,降低焊接渣罐内部积累的熔渣,以及其所带来粘渣的产生。
3.渣温控制。
应该根据实际工艺要求,确定恰当的焊接渣罐内部温度,保持所有焊接渣罐在最佳工作温度。
4.严格检查和清洁吸收炉灶。
应该定期检查炉灶内部状况,严格执行工艺规定,清洁炉灶,检查排污口的畅通情况,加强操作规范。
5.定期检查熔渣混合比。
应该根据实际工艺要求,定期检查熔渣混合比,确保混合比合理。
6.正确使用焊接工具。
应该使用合理的焊接工具,加强焊接工具的维护保养,确保焊接过程的正常执行。
以上就是钢包粘渣的原因及对策,它们可以有效的减少钢包粘渣的发生,从而改善产品的质量。
钢铁冶炼中粘污物分析与处理技术研究随着钢铁冶炼技术的发展,钢铁生产过程中产生的废渣也越来越多,其中粘污物更是不可忽视的问题。
粘污物不仅会影响生产的顺利进行,还会对环境造成污染。
本文将就钢铁冶炼中粘污物产生原因、危害以及针对粘污物的处理方案进行探讨和分析。
一、粘污物产生原因钢铁冶炼生产过程中,由于冶炼条件的千差万别和原料存在的物化差异等因素的影响,会导致产生各种各样的污染物。
粘污物的主要产生原因有以下三个方面:1.不符合要求的原料钢铁冶炼生产过程中,原料的质量往往是影响粘污物产生的关键因素之一。
如果使用的原料不符合要求,其中可能含有过多的杂物和灰分等,这些杂质在经过高温反应后,就会产生大量的酸性物质和粘稠物质。
2.不恰当的炉型设计一些冶炼企业为了追求效益而采用了狭小的炉型,这就会导致产生的粘污物难以顺利排出,从而对后续生产和环境造成不良影响。
3.不合理的操作管理钢铁冶炼生产过程中,如果操作不当或管理不善,也会影响粘污物的产生。
例如在熔融钢水的过程中,搅拌方式不正确就会使得钢水与炉渣震荡增加,导致粘污物的大量生成。
二、粘污物的危害粘污物不仅会对生产过程造成影响,还会对环境造成污染,并危害人体健康。
具体表现在以下几个方面:1.影响生产效率粘污物对生产的影响主要表现在其对冶炼设备的损坏和对生产工艺的干扰。
如果大量的粘污物长时间积聚在设备内部,将会对设备的使用寿命造成影响,还会导致设备的故障和停机,从而降低生产效率。
2.环境污染钢铁冶炼过程中,产生的粘污物中一部分含有大量的有害物质,如铅、汞等,这些物质难以分解,在排放过程中会对环境造成污染。
3.健康危害粘污物对生产员工的身体健康也有着一定的危害。
当粘污物产生时,炉内的气体中也会含有各种各样的有害物质,如二氧化硫等,对员工的呼吸系统有一定的刺激作用。
三、针对粘污物的处理方案为了降低粘污物产生的危害以及提高生产效率,冶金工业需要开发出有效的处理方案。
以下是一些常见的方法:1.改进原料的选择和配比首先,改进原料的选择和配比是降低粘污物的一种有效措施。
减少钢包铸余渣的方法有减少钢包铸余渣是钢铁生产中的一个重要环节,可以提高钢的质量和减少资源的浪费。
下面我将详细介绍几种减少钢包铸余渣的方法。
1. 合理选择原料和炼钢工艺。
选择合适的原料和炼钢工艺是减少钢包铸余渣的关键。
首先,应选择低含杂质的优质铁矿石作为原料。
其次,采用高温炼钢工艺,使铁水中的杂质和含氧量减少,从而减少钢包铸余渣的产生。
2. 优化炼钢工艺参数。
通过调整炉温、倒包时间和保温时间等炼钢工艺参数,可以减少钢包铸余渣的产生。
一方面,提高脱硫温度和脱硫时间,以增强脱硫效果,减少钢包内酸性氧化物的形成。
另一方面,控制炼钢温度和保温时间,避免渣中的杂质在钢水中析出。
3. 加强钢包保护。
钢包保护是减少钢包铸余渣的重要措施。
首先,采取加厚活塞和容器等技术手段,提高钢包的耐腐蚀性。
其次,通过添加适量的保护剂,形成保护层,减少钢包内部和外部的冷却和侵蚀。
4. 加强钢包清理。
定期对钢包进行彻底清理,清除附着在钢包内壁的残留渣和铸余渣,是减少钢包铸余渣的有效方法。
清理时可以采用高压水枪和刮刀等工具,从而有效地清除钢包内的污垢。
5. 加强钢水处理。
在钢水处理过程中,加强过滤和渣化处理,可以有效减少钢水中的杂质和气体。
一方面,采用过滤装置和填料等方法过滤钢水,去除悬浮物和杂质;另一方面,通过加入渣化剂和杀菌剂等物质,促使钢水中的有害物质结晶沉淀,从而减少钢包铸余渣的产生。
6. 加强钢包维护。
钢包维护是减少钢包铸余渣的重要环节。
钢包使用一段时间后,应定期进行维护和修补,保证钢包的完整性和耐腐蚀性。
另外,定期对钢包进行烘烤和预处理,以去除表面的氧化物和污垢,减少钢包内的杂质和铸余渣的产生。
总之,减少钢包铸余渣的方法包括合理选择原料和炼钢工艺、优化炼钢工艺参数、加强钢包保护、加强钢包清理、加强钢水处理和加强钢包维护。
这些措施能够有效减少钢包铸余渣的产生,提高钢的质量和降低资源的浪费,对钢铁生产具有重要意义。
钢包粘渣的原因及对策米源,杨新泉,卢凯(武汉钢铁(集团)公司第三炼钢厂湖北武汉 430083)许丽(武汉钢铁(集团)公司计控厂湖北武汉 430083)摘要介绍了武钢250t钢包在使用中粘渣的情况。
通过对粘渣物、钢包渣、工艺因素、保温剂和钢包残样等的分析,指出钢包粘渣是冶炼钢种、钢包热状态和包衬耐火材料共同作用的结果。
提出了相应的对策。
关键词钢包,耐火材料,粘渣;钢种The reason and measure for slag building-up of ladleMI Yuan, Yang xin-quan ,LU Kai(No.3 Steel-making Plant of WISCO,Wuhan 430083,China)Xu LiCalibration and Testing Laboratories of WISCO, Wuhan 430081,ChinaAbstract:The circumstances for slag building-up of 250t ladle in WISCO have been introduced.The investigation on matters of slag building-up, ladle slag, technology factors, heat preservation reagent and ladle refractory remainders indicates that steel types, ladle heat-condition and ladle refractory are responsible for ladle slag building-up. The measures for slag-adhesion of 250t ladle in WISCO have been given。
Key words: ladle;refractories;slag building-up;ladle slag;steel types近年来, 武钢250t钢包钢包普遍出现包壁包底粘渣现象。
钢包粘渣后,会引起以下问题:(1)钢包包底粘渣后,钢包透气砖表面被渣粘附,造成热修清理透气砖困难,严重影响了钢包透气砖底吹效果,对生产造成威胁。
(2)造成钢包容积减小,钢液面上升,并且精炼时钢渣会上浮至包口,使包口结渣、结冷钢,严重影响钢包铸余渣的翻净;(3)造成钢包重量增加,直接影响起吊行车的运行安全;(4) 由于粘渣物非常坚硬且与钢包衬结合牢固,去除十分困难,拆除时间长,造成钢包修理周期长,造成钢包周转紧张;为此, 因此,有必要对钢包粘渣的原因和机理进行研究,以便采取对策减轻粘渣;武钢通过钢包粘渣机理的分析,通过优化钢包热周转制度,加强钢包保温,提高耐火材料质量,较好的解决了钢包的粘渣问题,为生产的顺行打下坚实的基础。
1钢包粘渣的现状和机理分析武钢250t钢包钢包壁工作层采用两种材质的砖铝镁碳砖和刚玉尖晶石质无碳预制块砖。
钢包主要参数见表1。
钢包包壁粘渣的状况,超重的钢包不仅粘渣层厚,包口也严重结渣。
粘渣层往往夹杂冷钢,由于下渣线部位熔损较快,因此,较多的情况是,在上渣线以下至下渣线以上部位形成厚厚的粘渣层。
冷钢对粘渣层起了锚固作用,冷钢的存在使含有高熔点相的粘渣物更加坚固。
钢包壁粘上一层渣后再继续使用很容易形成渣和冷钢的复合结构,复合层厚度达150~270mm。
渣粘在钢包壁上,应该说这与渣和钢包(包括钢包耐材质量和钢包的热状态)都有关系。
其实粘在钢包衬表面的物质不仅仅是渣,还有渣冷凝后的析出产物和冷钢,因此,把这些物质统称为粘渣物。
粘渣物试样除去铁后进行分析, 粘结物化学成分见表4,分均发生了变化。
铝镁碳砖钢包形成了MA(镁铝尖晶石)、C2AS(黄长石)、少量CA2;无碳预制块钢包形成了CA6 、MA(镁铝尖晶石)、尖晶石固溶体、C2AS(黄长石)尽管黄长石的熔点(1590℃)不是很高,但其它物质均是高熔点相:镁铝尖晶石熔点为2130℃、CA6熔点为1850℃、CA2熔点为1750℃。
根据粘渣物的化学分析和岩相分析结果可以知道钢包粘渣主要是熔渣在高温下与耐火材料反应生成的一系列反应物。
这些反应物中既有高熔点的物质,如镁铝尖晶石、六铝酸钙、二铝酸钙等,也有一些高粘度的硅酸盐。
这样的粘渣物加上冷钢的存在,熔点高又坚硬,会牢牢地粘在包壁上,任凭钢水的浸泡下也不能熔化和掉落。
特别是钢包到了使用后期,内衬的变质层增厚,材料本体产生裂纹,加速了渣和冷钢的渗入,同时包壁表面也不平坦,使渣在包壁的附着力增大,最终导致钢包表面渣层越积越厚,重量也越来越重。
2粘渣因素分析影响钢包粘渣的因素主要有耐火材料材质、转炉渣的成分、钢包保温剂、冶炼钢种、钢包周转速度、钢包维护及保温方法等。
2.1耐火材料材质铝镁碳砖钢包和无碳砖钢包使用过程中都会产生粘渣现象,从使用过程中可以看出,新的钢包一般粘渣不严重,但是随着使用次数的增加,包衬表面变得凹凸不平, 在钢包频繁的冷热交替使用中, 钢包内衬出现较多的微细裂纹,使渣和冷钢极易粘附、渗透,如此循环和长期堆积,使内衬表面状况更差,粘渣越来越严重。
但粘渣的情形和原因有所不同。
无碳预制块钢包使用的前期开始逐渐粘渣,中期粘渣达到高峰,后期钢包重量有所回落;铝镁碳砖一般在使用中期以后开始粘渣。
分析原因,这与包衬材料的材质及其抗侵蚀性不同有关。
无碳砖钢包砖缝比铝镁碳砖的大,砖缝首先受到侵蚀,砖缝处凹陷,渣容易粘附。
无碳砖钢包大修时,发现工作层背面常常夹着冷钢,说明无碳砖的砖缝抗渗透性较差。
铝镁碳砖钢包在使用过程中基本没有缝隙,抗渗透性明显好于无碳砖钢包。
Al2O3-MgO-C砖虽然具有整体性和耐侵蚀性好的特点,但由于含有高导热的石墨,钢包散热多,使钢水温度下降,也会造成粘渣;铝镁碳砖的石墨发生氧化后,砖体出现松散和空隙,熔渣和熔钢回沿空隙渗入很深。
就耐火材料本身而言,引起粘渣的主要原因是铝镁碳砖、刚玉尖晶石质预制块砖中的Al2O3和SiO2极易与渣中的CaO、MgO等成分反应,形成一些高熔点的物质粘附在包衬表面,在粘附层与耐火材料之间易渗入钢水,加速钢包的粘渣。
根据以上的分析,钢包粘渣与耐火材料的抗渣侵蚀性和渗透性有很大的关系。
包衬材料的抗侵蚀性好,抗渗透性好,裂纹少,就不容易粘渣。
2.1钢包渣的影响武钢三炼钢的二次精炼设备有钢包吹氩站、RH和LF,需要在钢包中进行脱氧、脱硫、脱碳、脱气、合金成分微调、去除非金属夹杂及夹杂物变性处理、钢水的温度控制等。
因此,钢种不同,精炼方式不同,钢包渣的成分也就不同。
钢包渣的成分在很大范围内变化,不同成分的钢包渣对粘渣的影响会有所不同,下面从渣粘度的角度进行分析。
钢包粘渣与渣的粘度会有一定的关系,渣粘度越大越容易粘渣。
对于均匀性的熔渣的粘度服从牛顿黏滞液体的规律:η=B0eEη/ (RT)式中,B0为常数,N·s·m-2;Eη为粘流活化能,J·mol-1。
粘度决定于移动质点的活化能。
在相同温度条件下,不同成分含量熔渣的Eη不同,粘度也就不同。
温度升高熔渣的粘度降低。
在硅酸盐渣系中,硅氧络离子的尺寸远比阳离子的尺寸大,移动时,需要的粘流活化能也最大,因此,SixOyZ-成为熔渣中主要的黏滞流动单元。
当熔渣的组成改变,引起SixOyZ-解体或聚合,从而结构改变时,熔渣的粘度会相应地降低或提高。
在调整低碱度熔渣的粘度时,CaO、MgO、Na2O、FeO等碱性氧化物均有较大的作用,其中二价金属的氧化物比一价金属的氧化物的作用大,因为在离子摩尔数相同的基础上, 一价金属如K+、Na+带入的O2-比二价金属,如Ca2+带入的O2-的作用(离子数少1/2)较小。
CaF2在调整粘度上的显著的作用,因为它引入的F-和O2-同样,能起到使硅氧络离子解体的作用。
实践证明,CaF2调整低碱度熔渣的粘度的作用比CaO、Na2O等碱性氧化物的作用强。
这是因为CaF2比CaO引入静电势较小,而数量较多的使SixOyZ-解体的F-离子;另一方面,CaF2又能与高熔点氧化物CaO、MgO、Al2O3形成低熔点共晶体。
提高熔渣的过热度及均匀性,也使粘度得以降低。
酸性氧化物能使粘滞流动单元尺寸变大,所以能提高粘度。
Al2O3是两性氧化物,在碱度高时,Al的配位数为4,形成与SiO2相同的四面体结构,流动单元变大,粘度增加;碱度低时,Al的配位数为6,形成八面体结构,粘度减小。
能使炼钢渣粘度显著增大的组分是MgO和Cr2O3。
当它们的含量超过在熔渣的溶解度(w(MgO)>10%~20%,w(Cr2O3)>5%~6%时,渣中就有难溶解的固相物,如方镁石、铬铁矿、尖晶石(FeO·Cr2O3,MgO·Cr2O3)出现。
如加入的石灰过量,例如CaO的质量分数高达40%~45%以上时,就有石灰粒子存于熔渣中,使渣粘度增大。
根据上述分析,渣粘度随Al2O3、SiO2、MgO的增加而增大,随CaF2、CaO的增加而减小。
2.3钢包保温剂的影响武钢采用了钢包颗粒保温剂。
对其中厂家A成分抽查检验结果见表5该保温剂以Al2O3和SiO2为主,特别是SiO2的含量非常高。
SiO2含量为60.72%。
SiO2含量升高液相粘度显著上升,Al2O3增加也会使粘度上升,而CaO增加粘度显著下降。
因此,保温剂在高温下会形成高粘度的液相,随连铸时钢液面的下降容易粘附在包壁上。
现场观察到,连铸结束后,保温剂容易在渣线以上部位结圈, 有未熔化的保温剂颗粒粘在包壁上。
另外现场观察到,钢包保温剂的铺展性差。
保温剂加入钢包后,往往出现堆状,不能迅速地铺展开,因此导致钢水表面经常有局部裸露在空气中,提高了热传导速度,使保温剂的保温作用未能得到很好的发挥。
同时由于其铺展性不好,致使钢水液面的覆盖效果不佳,局部钢水甚至与空气直接接触,钢水的二次氧化比较严重, 二次氧化物Al2O3既严重影响了钢水质量,又增加了渣的粘度。
2.4钢种的影响钢种对钢包粘渣的影响很大,据现场观察,铝镇静钢容易粘渣,而硅镇静钢粘渣程度较轻微。
铝镇静钢渣的Al2O3含量较高,CaO含量较低,而硅镇静钢渣的Al2O3含量较低,CaO含量较高,超低碳钢渣的Al2O3含量最高,说明了以Al脱氧的钢种,其脱氧产物Al2O3对渣的成分改变是非常明显的。
高氧化铝含量的熔渣,其熔点较高,很容易粘结在钢包壁上。
同时根据渣粘度的规律推断,铝镇静钢和超低碳钢渣的粘度较大,容易粘渣;硅镇静钢渣的粘度较小,不容易粘渣。
现场观察,铝镇静钢粘渣较严重,这与渣成分和粘度的分析结果是一致的。
由此可见,钢包粘渣程度与冶炼钢种是密切相关的。