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日本挡渣技术的发展与探索

发布日期:2018-07-23  浏览次数:515

  转炉精炼过程产生了含Ca0,Si0z}Mn0和Fe0等的高碱度(C/S=4左右)渣。炉渣中因含Fe0而具有氧化能力,它与转炉或钢包耐火材料反应不仅加速了转炉或钢包的熔损,而且它还能与A1,Mn和Si等铁合金反应,降低铁合金的收得率。铁合金与炉渣反应生成的A1z03主体夹杂物,将成为轧后产品表面和内部缺陷的原因。为了攻克如上所述因炉渣导致的诸课题,进行了防止转炉-钢包、钢包一中间包、中间包一结晶器各环节炉渣流出的技术(挡渣技术)开发。本文通过对日本的挡渣技术变迁的描述,可更进一步增强对挡渣技术的展望。

  1.1技术的构成

  日本自引进LD转炉后,就以钢水成分的命中率、稳定合金收得率和减少夹杂物等作为目的,进行了以下挡渣技术开发。

  (1)分离:通过设置在LD转炉上的出钢口,使钢水和熔渣分离的出钢技术。

  (2)堵塞和固化:在出钢口的出口侧(转炉外部)和人口侧(转炉内部)用塞子把出钢

  口堵死,防止熔渣流出的技术和在转炉内把熔渣固化,防止因涡流发生卷渣的技术。

  (3)检测:通过检测熔渣混入钢水发生的物理特性变化来检测熔渣混人的技术。该技术是利用设置在出钢口周围线圈的电磁变化或通过放射温度计测定放射率变化,或采用红外线仪和CCD进行画像处理等,来获得熔渣流出信息,防止熔渣流出等各种控制装置。

  (4)排出:用虹吸和真空法排出熔渣的技术。

  2主要技术的内容和效果

  2.1在转炉的主要技术

  关于转炉的代表性挡渣技术,从技术要点上作叙述。就是如下(1)一(5)从转炉内部针对出钢口所采用的各种技术方法。

  (1)出钢口设计:通常情况下出钢口的内径部分应是直管,例如内径具有一定锥度,在转炉内侧是240mm,在出口侧是185mm,这样可防止出钢过程中外气卷人,减少增氮和A1的氧化损失

  (2)出钢口虹吸化:把出钢口做成象鼻样的虹吸管形状,在出钢末期会因钢水和熔渣比重差异,防止熔渣流出的技术。采用本技术后,钢包内的渣厚从原来的125mm减少到30mm以下,并且没有回磷。但是因为耐火材料和高的维修成本的原因未能作为有效技术进行普及。钢包渣层厚度的测定是把钢管插入钢水和熔渣中。拔出后通过测定粘附在管子上的熔渣长度来确定渣厚。

  (3)出钢时投入生石灰:在出钢时,用投射机向出钢口正上方熔渣中投人阻塞用生石灰固化熔渣。防止熔渣卷人涡流的技术。其挡渣效果实现了钢包渣厚达到50}70mm的熔渣?;亓椎阄?.003%,由于这种阻塞法在大型炉上采用,必须有大型投人装置,所以未能实现实机化应用。

  (4)挡渣球法、投射法和塞棒法:这是在出钢即将完了熔渣尚未流出之前,从转炉内部堵住出钢口的技术。挡渣球法如图4-b所示那样,在球的中心是铁芯,铁芯周围用耐火材料包覆,球的比重调整到略大于熔渣比重,在球上系上铁丝。出钢口的正上方,在出钢末期,将球上的铁丝熔断使球落

  下,浮在钢水上的球被卷人产生的涡流,并随涡流排除熔渣进人出钢口进行堵塞。其挡渣效果,钢包渣厚约从150mm减少到40mm,并且防止了回「P]。投掷法装置由塞头和顶部端滑动套筒组成o把塞头上铁芯把持在悬臂梁上,在出钢末期用滑动套筒把塞头插人出钢口挡渣。挡渣效果钢包渣厚从90mm减少到57mmA1的损失为O.lk沙。相对于挡渣球法来说,本方式用滑动套筒可以强行将塞头进人出钢口,达到挡渣目的。投掷法可以替代挡渣球法,投掷法是一次性消耗,对非一次性消耗的塞棒法也进行了验。塞棒法是用塞棒压进出钢口的方式进行挡渣,具有防止回【P]的效果,但对大

  型转炉来说,由于塞棒装置巨大,无法广泛应用。

  (5)在出钢口使用滑动水口(SN):是把钢包上使用的滑动水口用于转炉出钢口的

  技术。使渣厚减薄的效果较大,钢包渣厚从148mm减少到21 mm??墒腔谙低车闹亓拷洗?,即使SOt的小型转炉所用滑动水口的重量也在2t以上。如果在更大转炉上使用滑动水口,因操作和成本增加方面的原因不便采用。

  除了出钢口挡渣以外,下面对从转炉外面挡渣的(6)一(11)进行叙述。

  (6)空气喷吹挡渣法:当操作者确认有渣流出时,从出钢口外侧,用安装在悬臂顶端的喷嘴对准出钢口用高压空气进行喷吹挡渣。该挡渣技术将钢包渣厚从原来的157mm减少到65mm0并能防止回[P〕以及能提高A1合金的收得率。但是因为存在喷嘴头部粘附钢水和熔渣影响,挡渣效果这一课题,有待今后进一步进行研究提出措施。

  上述挡渣技术,是从机械方式开始到机械方式与电磁方式结合发展起来的。通过挡渣减薄了钢包内和中间包的渣厚,减少了回fP},提高了A1等元素的收得率,提高了钢水的清洁度,减少了耐火材料熔损。对高质量要求来说,厚板和钢管低磷钢的生产以及高纯净薄钢板的生产来说,挡渣是必不可少的技术。今后为了实现稳定挡渣,出钢口的形状要保持好,钢包水口形状也要保持好,要充实耐火材料修补技术。通过用计算机模拟实机操作中验证以把握的从出钢口和水口的熔渣流出行为,开发出更准确更快捷的挡渣技术。

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