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        擋渣塞

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        為您詳解耐火材料如何挑選檔渣耐火材料

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        為您詳解耐火材料如何挑選檔渣耐火材料

        發布日期:2023-02-13 作者: 點擊:

        鋼水質量直接影響鋼材的性能。減少轉爐出鋼過程中的下渣量是提高鋼水質量的一項重要環節。在轉爐出鋼過程中如何降低下渣量是長期困擾鋼鐵企業的技術難題,已成為轉爐冶煉特殊鋼、優質鋼的制約因素。在轉爐出鋼后需要在鋼包內進行脫氧和合金化,通過加入與氧具有強的親和力的元素,來降低鋼液的氧含量。如果出鋼結束時,不采取擋渣措施,爐內的含有(P2O5)的高氧化性渣就會進入鋼包中。


        由于脫氧合金化操作,降低了鋼液的氧化性,破壞了揸、金屬間的反應平衡,使渣中的磷和氧向鋼液轉移,造成回磷和過多消耗脫氧元素;同時下渣量過大,將會增加鋼液中的非金屬夾雜物,增加后續精煉工序的合成渣用量和后續工序的難度和處理時間,也會影響到鋼包耐火材料的使用壽命。因此為了防止鋼液回磷和提高合金的收得率,需要采用擋渣機構在即將出完鋼前把擋渣球送入爐內,防止爐內的爐渣進入鋼包中。


        在轉爐出鋼過程中,由于轉爐渣的密度小于鋼水而浮于鋼面上,因此轉爐出鋼時的下渣包括三部分:前期渣,當轉爐傾動至平均38°~ 50°時,由于渣路過出鋼口,造成轉爐內的鋼渣流出,即前期渣,如圖1所示。過程渣,前期渣之后開始出鋼,可觀察到鋼水的 渦旋效應而將鋼渣卷入流出,造成卷渣,即過程渣。后期渣,出鋼后期至出鋼結束階段,由于擋渣或搖爐不及時,造成鋼渣流出,即后期渣,如圖2所示。轉爐從出鋼到鋼包的下渣量中,前期渣量大體占30 %,渦旋效應從鋼水表面帶下的渣量約為30 %,后期渣約40% ,如圖3所示。



        擋渣出鋼是在轉爐吹煉結束時,向鋼包內放入鋼水而把氧化性渣留在爐內的操作。出鋼時隨著鋼水液面的下降,當鋼水深度低于某一臨界值時,在出鋼口上方會形成漏斗狀的漩渦,部分爐渣在鋼水出完以前就由出鋼口流出,造成渣、鋼分離不清。擋渣出鋼技術主 要是針對匯流漩渦開發的。有擋渣球、擋渣塞、高壓氣擋渣、擋漁閥門、下渣信號檢測和 滑板法擋渣等各種方法。


        擋渣球:由耐火材料包裹在鐵芯外面制成,其密度在4.3~4.4g/cm3之間,大于爐渣的密度而小于鋼水的密度,因而能浮在渣鋼的界面處。出鋼時當鋼水已傾出3/4~4/5時, 用特定的工具伸入爐內將擋渣球放置在出鋼口的上方。出鋼臨近結束時,游渦將其推向出 鋼口,將出鋼口堵住而阻止爐渣流出。為了提高擋渣球的抗熱震性能,提高擋渣效率,研制有石灰質擋渣球,制作過程為首先在鐵芯的外面包一層耐火纖維起緩沖作用,球的外殼 以白云石、石灰等作原料,用合成樹脂或瀝青等作黏結劑。圖4為現場使用的擋渣球圖片,圖5為轉爐出鋼時擋渣球的使用示意圖。



        擋渣塞(鏢):是將擋渣物制成上為倒錐體,下為塞棒的塞。由于形狀接近于漏斗形, 可配合出鋼時的鋼水流,故效率比擋渣球高。有的上部錐體增加小圓槽而下部改為六角錐形,以增加抑制鋼流漩渦的能力。出鋼時用專用的機械裝置將金屬掛鉤掛住金屬吊桿1, 伸進轉爐,對準出鋼口,把尾桿2插向出鋼口,在出鋼的抽力的作用下,擋渣塞就不會游 離出鋼口,浮標3起到不被鋼水抽走和擋渣的作用,這樣就顯著提高了擋漁效率。圖6 為擋渣塞的實物圖和結構示意圖。


        由于上述兩種擋渣方法費用低,操作簡便,因而目前被各鋼廠廣泛采用。表1為我國某企業生產的擋渣球和擋渣塞的典型理化指標。



        轉爐滑板法擋渣:是將滑動水口耐火元件安裝到轉爐出鋼口部位,以機械或液壓方式開啟或關閉出鋼口,以達到擋渣目的。轉爐滑板擋渣自動控制工藝過程是在煉鋼結束時,先人工啟動液壓站,打開滑板;轉爐傾動35°角度時發出關閉滑板指令信號,此時滑板狀態是由開到閉;當轉爐傾動到75°~80°時鋼渣已全部上浮。發出打開滑板指令信號,此時滑板再次打開。當轉爐傾動到90°~110°時出鋼,出鋼結束控制系統見渣后向滑板發出關閉滑板指令信號,此時滑板狀態由開到閉。出鋼結束后轉爐反傾動到垂直位置時發出打開滑板指令信號。


        轉爐滑板裝置擋渣效果較好,但其裝置設備復雜,成本較高,設備操作復雜。另外,該裝置安裝在出鋼口所在的特定位置上,受吹煉期間噴濺的影響,安裝與拆卸均不方便。減少轉爐出鋼過程中的下渣量是改善鋼水質量的一個重要方面。少渣或擋渣出鋼是生產純凈鋼的必要手段之一。其目的是有利于準確控制鋼水成分,有效地減少鋼水回磷,提高合金元素吸收率,減少合金消耗。有利于降低鋼中夾雜物含量,提高鋼包精煉效果,還有利于降低對鋼包耐火材料蝕損,延長鋼包的使用壽命。同時,也提高了轉爐出鋼口的壽命。目前,爐外精煉要求鋼包渣層厚度小于50m,噸鋼渣量小于3kg/t。


        自1970年日本發明擋渣球出鋼擋渣法以來,擋渣技術不斷完善,目前已有十幾種擋渣方法,如用擋渣帽法阻擋一次下渣;阻擋二次下渣采用擋渣球法、擋渣塞法、擋渣棒法、避渣罩法、電磁擋渣法、氣動擋渣器法、氣動吹渣法等。如圖1所示。


        (1)擋渣帽


        在出鋼口外堵以鋼板制成的錐形擋渣帽,擋住開始出鋼時的一次熔渣。


        (2)擋渣球


        擋渣球的密度介于鋼水與爐渣之間(一般為4.2~4.5g/cm3),臨近出鋼結束時投入爐內出鋼口附近,隨鋼水液面的降低,擋渣球下沉而堵住出鋼口,避免隨之而來的熔渣進入鋼包。考慮出鋼口受侵蝕變大,擋渣球直徑應比出鋼口直徑稍大,以起到擋渣的作用。


        (3)擋渣塞


        擋渣塞能有效地阻止熔渣進人鋼流。擋渣塞的結構由塞桿和塞頭組成,其材質與擋渣球相同,其密度可與擋渣球相同或稍低。塞桿上部是用來夾持定位的鋼棒,下部包裹耐火材料。出鋼即將結束時,按照轉爐出鋼角度,嚴格對位,用機械裝量將塞桿插入出鋼口。出鋼結束時,塞頭就封住出鋼口。塞頭上有溝槽,爐內剩余鋼水可通過溝槽流出,鋼渣則被擋在爐內。擋渣塞具有擋渣和抑制渦流的雙重功能,比擋渣球擋渣效果好,目前得到普遍應用。



        (4)避渣罩


        是1988年美國阿勒德隆鋼鐵公司發明的。避渣罩砌筑在出鋼口處,出鋼時鋼水經過耐火材料制成的避渣罩側孔流入出鋼口出鋼,由于避渣罩頂部呈封閉形式,阻礙了出鋼口上方渦流形成的條件,能夠有效地防止渦流卷渣。


        (5)氣動擋渣器


        出鋼將近結束時,由機械裝置從轉爐外部用擋渣器噴嘴向出鋼口內吹氣,阻止爐渣流出。此法對出鋼口形狀和位置要求嚴格,并要求噴嘴與出鋼口中心線對中。


        (6)氣動吹渣法


        擋住出鋼后期的渦流下渣最難,渦流一旦產生,容易出現渣鋼混出。因此,為防止出鋼后期產生渦流,或者即便有渦流產生,在渦流鋼液表面能夠擋住熔渣的方法,也是最為有效的方法,這就是氣動吹渣法。采用高壓氣體將出鋼口上部鋼液面上的鋼渣吹開擋住,達到除渣的目的。該法能使鋼包渣層厚度達到15~55mm。


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