唐山国丰钢铁有限公司板坯保护渣技术交流PPT课件.ppt

河南通宇集团 唐山国丰钢铁有限公司板坯保护渣 技术交流 唐山国丰钢铁有限公司板坯保护渣技术交流 1 河南通宇冶材集团公司简介 2 唐山国丰钢铁有限公司板坯保护渣技术交流 河南通宇冶材集团处于河南省西峡县回车工业园区 成立于1997年4月 占地面积约20余万平方米 是一家主要从事炼钢保护材料新工艺 新产品 新装备 新技术的研究 开发 生产与推广的股份制企业 3 2006年9月河南通宇冶材集团有限公司由子公司通宇冶材公司 华能耐材有限责任公司 废旧物资购销公司 五道幢旅游管理有限公司四个子公司和机械加工工业园区 豫西协和医院组建而成 涉及炼钢保护材料 机械加工 旅游 医疗四大产业 现有职工3800余人 其中各类工程技术人员1200余人 2010年总产值达18 9亿元 4 5 6 唐山国丰钢铁有限公司板坯保护渣技术交流 7 主要产品有预熔型中空颗粒系列连铸结晶器保护渣 模铸保护渣 引流剂 钢 铁 包覆盖剂及中间包保温吸渣剂 定型及不定型耐火材料 精炼三脱剂等六大系列180多个品种 产品畅销国内160多家钢铁企业 并部分出口菲律宾 马来西亚 俄罗斯等国家 深受广大用户好评 目前产品产销量和国内市场覆盖面居同行业前列 8 拥有主要生产设备200余台 套 其中喷雾造粒生产线七条 高温预熔炉两座 全自动微机均化配料系统四套 强力搅拌机十台 4R3216型超细雷蒙磨九台 圆盘造粒生产线两条 引流剂生产线两条 并拥有菲利普化学成分快速测定仪 快速碳硫测定仪 GX 高温物性测试仪 RTW 08型高温熔体物性测试仪 化学分析系统等化验检测设备40余台 套 年综合生产能力达35万吨 9 自动化配料系统1 1 2 3 喷雾造粒生产线 4 全自动喷雾造粒生产线 10 保护渣自动化配料系统2 高温预熔炉 5 全自动喷雾造粒生产线 11 微机操作室 微机均化配料系统 12 化验分析检测系统 13 2006年公司为了进一步扩大规模 发展壮大 征地400余亩 投资2 5亿元建设通宇生态工业园区 实现产值10亿元 年创利税1 8亿元 14 几年来 通过公司的不懈努力 各项工作受到了各级部门与用户的认可与肯定 从2000年开始 公司连续通过中国检验认证集团质量认证中心ISO9001国际质量体系认证 15 2000年12月 公司被农业部确认为全国乡镇企业基础管理工作一级企业 2002年8月公司被河南省科技厅认定为 高新技术企业 高拉速连铸颗粒保护渣主导产品被河南省科技厅授予 高新技术产品 称号 并荣获河南省科技成果二等奖 2003年2月被河南省乡镇企业管理局授予 河南省诚信守法乡镇企业 荣誉称号 16 2005年元月公司被河南省委 省政府授予 河南省优秀民营企业 称号 2005年12月被萍乡钢铁有限责任公司授予 物资一级供应商 称号 2006年4月被南阳市国家税务局 地方税务局授予 纳税信用A级企业 称号 2006年5月被河南省工商行政管理局 河南省合同管理协会授予 二OO五年度守合同重信用企业 称号 17 18 国丰钢铁公司板坯连铸的主要参数 主要工艺参数1 钢种 低碳钢 中碳钢等 2 断面及拉速 180mm 1030 1280mm正常拉速 1 0 1 6m min 19 板坯连铸的浇钢不利因素 浇钢不利因素1 拉坯速度相对较高 在高拉速下 保护渣的消耗量减少 使渣膜的厚度和均匀性得不到保证 摩擦阻力增大 并使初生凝固坯壳中的拉伸应力增加 易造成铸坯粘结漏钢 2 由于拉坯速度相对较高 单位时间注入结晶器内的钢液量大 即通钢量大 由于断面大 结晶器内热流分布不均匀 使结晶器钢液面上熔渣层难以保持均匀熔化 20 板坯连铸的浇钢不利因素 3 大板连铸的宽厚比大 吨钢钢液与结晶器壁的接触面积大 钢液散热速度比其它铸坯要快 钢液凝固速度快 结晶器液面温度低 造成保护渣的熔化条件不好 易造成铸坯表面和皮下夹渣及皱皮等缺陷 4 在浇注过程大板坯结晶器壁各处温度场分布不均匀 尤其是水口附近 在流股的强烈冲刷下 使凝固坯壳厚度不均匀 易造成铸坯的裂纹 5 铸坯凝固时 沿宽边水平方向有较大的拉伸应力 此拉伸应力是造成纵裂的主要原因之一 它随着铸坯宽度增加而增大 随着板坯宽度的增加 纵裂出现率呈上升趋势 21 板坯连铸工艺对保护渣的要求 1 铸坯表面质量好 无纵裂纹 夹渣少 质量达标 2 保护渣铺展性好 保温效果好 液渣层厚度稳定 结晶器两窄面无渣条堆积 其它部位渣条少 3 保护渣润滑效果好 渣耗合理 4 保证水口蚀损满足连浇的要求 5 保护渣引起的漏钢率为0 22 板坯连铸保护渣的特点 1 为保证浇铸过程中的充分润滑 保护渣应设计为相对较低碱度来保证的玻璃润滑性 见图 1 2 保护渣应具有合适的粘度 使液态渣能均匀地流入结晶器和铸坯间的缝隙 形成均匀的渣膜 使结晶器内传热均匀 热流稳定 初生坯壳厚度均匀 防止纵裂纹的产生 3 保护渣应有较强的吸收并同化夹杂物的能力 吸收夹杂物后理化性能变化小 要求熔剂成分多元化 4 有优良的铺展性能和保温性能 23 保护渣相关理论研究 1 保护渣的分类及主要组成2 熔剂的选择1 1常规熔剂分析1 2新型熔剂Li2O对熔渣理化性能的影响1 3MgO在保护渣中的作用3 保护渣熔融特性研究 24 保护渣的基本分类 1 按外观形状分类 粉状保护渣 实心颗粒保护渣 空心颗粒保护渣2 按基料组成分类 预熔型保护渣 混合型保护渣 烧结型保护渣3 按氟含量分类 含氟保护渣 无氟保护渣 25 保护渣的主要组成 保护渣是有 基料 熔剂 碳质材料三大块组成 基料 提供基本的化学组分 熔剂 调整保护渣的熔点 黏度 结晶温度等物理指标 碳质材料 决定保护渣的保温及渣子的合理融化特性 26 图 1碱度R为0 9时熔渣的粘度 温度曲线 碱度R大于1时连铸保护渣具有明显拐点 27 常规熔剂分析 当Na2O加入量大于12 有霞石 Na2O AL2O3 2SiO2 析出 图 2 CaF2加到20 有枪晶石 3CaO 2SiO2 CaF2 析出 图 3 随保护渣碱度增加 晶体析出温度增高 结晶化倾向增大 如图 1所示R 0 9时保护渣有明显的转折点 因此 为获得结晶率合理 玻璃性好的大板坯连铸保护渣应有合适的碱度 Na2O 12 CaF2 20 要保证低熔点 低粘度的要求必须寻求其它熔剂 28 图 2Na2O为14 时电镜图图 3CaF2为20 时电镜图 29 新型熔剂Li2O对熔渣理化性能的影响 Li2O具有很强的降低熔渣熔化温度 粘度 增加渣流动性的能力 对提高渣的流动性及渣耗有明显的作用 从表 1可以看出 随Li2O增加 熔渣熔化温度和粘度大幅度降低 每增加1 其熔化温度降低60 粘度降低0 32泊 说明Li2O对渣的软化温度 粘度影响大 能力强 但图 4的 T曲线表明 随Li2O的增加 熔渣出现明显的拐点 结晶率增加 因此为获得低熔点 低粘度 好的玻璃润滑性须控制Li2O的加入量 30 表 1不同含量Li2O渣系熔化温度及粘度 31 图 4Li2O渣系 T曲线 32 MgO在保护渣中的作用 MgO能使复合阴离子解体 并能与SiO2 Al2O3形成一系列的低熔点的硅 铝 酸盐复杂化合物 向渣中加入一定量MgO后 可使熔渣在保持相同粘度及软化点的同时 增加渣的流动性 保证足够渣耗 见图 5 但过量的加入会生成难熔的方镁石 适量加入量根据综合碱度而定 一般控制在0 6 33 图 5碱度一定的保护渣MgO含量对流动性的影响 34 保护渣熔融特性研究 连铸保护渣应具有多层即4层结构 即粉渣层 烧结层 半熔层和熔渣层 半熔层的存在可保证不断向熔渣层提供熔渣滴 在高拉速或拉速变化较大时液渣层仍可维持足够的厚度 利用复合配碳的方法能有效地控制保护渣的熔融特性 使其在相对宽的温度范围内保持较稳定的熔融特性 满足较高拉速及拉速变化较大时需要 不同种类碳具有不同的性能 见表 2 35 表 2不同种类碳的粒度和着火点 36 国丰钢铁公司板坯保护渣理化指标 1 连铸保护渣熔点的设定2 连铸保护渣粘度的设定3 连铸保护渣熔化速度的设定4 连铸保护渣容重的设定5 连铸保护渣化学性能的确定6 连铸保护渣的基料材料的选择 37 连铸保护渣熔点设定 保护渣熔化温度选择原则为 1 熔化温度与钢种的液相线温度相适应 保证在结晶器出口处凝固坯壳有足够的厚度 2 为减小纵裂指数要控制结晶器平均热流密度必须低于临界热流密度值 3 必须低于铸坯出结晶器端凝坯壳表面温度50 以保证熔渣呈粘滞流状态 实现液态润滑 4 根据以上熔化温度选择原则 结合国丰钢铁连铸机实际情况板坯用结晶器保护渣熔点为1060 1110 38 保护渣粘度设定 据铸坯表面质量和摩擦力与拉速V关系得出 随拉速增加 粘度降低 拉速V和黏度 的乘积 V影响结晶器导热均匀性 初生坯壳厚度均匀性 对纵裂形成有很大影响 V 1 5 3 5时 导热不均匀指数 T 10 T 20 30 时表明导热不均 可获得好的冶金效果 如图6 得出保护渣的粘度为0 8 1 2泊 39 图 6V 与 T的关系 40 保护渣熔化速度的设定 良好的保护渣应具有在一定的拉速及拉速变化较大的情况下仍然能维持足够大的渣耗的特征 要求保护渣应具有较快的熔化速度 合理的熔融特性 以保证足够的熔渣层厚度 充填到结晶器与坯壳间渣膜的消耗 但熔化速度快保温性能差 容易形成冷皮 结渣条 皮下夹渣增多 振痕深等缺陷 熔化速度以适宜的熔渣层厚度为宜 根据板坯连铸保护渣熔化速度的控制经验 保护渣熔化速度设定为15 25秒 1300 配碳方式采用可获得 型多层结构的复合配碳方式 41 保护渣容重的设定 保护渣低的容重是获得好的保温效果的关键 但过小的容重 在液面热点处可能出现的钢液裸露现象 根据保护渣设计经验宽板坯保护渣容重应设定为0 65 0 80g cm3 42 保护渣化学成份的确定 根据基础研究结果 以及物性参数的设定范围 保护渣化学成分设定范围如下表所示 注 根据断面 钢种具体成份与拉速不同 同钢种系列参数相应差异 R2O Na2O K2O Li2O 43 保护渣化学成份的确定 内控 44 连铸保护渣的基料选择 连铸过程中 结晶器钢液面的温度场是不稳定的 钢液面各点温度受位置和时间的改变而发生变化 作用在渣层各点的温度梯度也随着位置和时间发生变化 因此控制保护渣熔化的均匀性必须控制保护渣半球点温度对升温速度变化的稳定性 预熔料配制的保护渣具有均一稳定的性能 故此宽板坯保护渣必须以预熔材料做为基料 45 保护渣使用要求 及时加渣 黑渣操作 均匀加渣 拉速平稳 及升 降拉速时平稳缓行 在长时间操作或液面波动时及时挑渣 捞渣条必须有目的 禁止 拔萝卜 式操作 水口对中 插入深度适中 水口吹氩平稳 混杂或受潮保护渣不能再投入使用 46 板坯保护渣的正确使用方法 连铸工艺顺行和铸坯质量要求对结晶器保护渣 不仅应具有良好的性能 同时还必须正确使用 否则不仅不能充分发挥保护渣的应有作用 还会使铸坯产生大量表面和皮下缺陷 严重时造成粘结漏钢事故 尤其是对大板坯连铸生产 正确使用保护渣极为重要 目前国内许多钢厂对合理使用保护渣的重要性认识不足 许多钢厂操作规程中未规定使用保护渣的条款或者规定了也不严格执行 这样一来 各钢厂加渣的标准不一 有的钢厂见 红 加渣 有的钢厂结晶器液面不保持有固体粉渣 也有的钢厂一次加渣很多 渣层很厚等 这一切都是不能正确使用保护渣的表现 47 一 正确使用保护渣1 保护渣在结晶器内应保持一定的厚度 总渣层通常控制在40 50mm范围内 而且一定要保持有一定厚度的粉渣层 其目的是为了保证保护渣在结晶器内的均匀熔化 使液渣层保持稳定 同时使保护渣起到绝热保温的作用 2 保护渣应均匀的加到结晶器内 对宽板坯尤其重要 而且每次加渣间隔时间不应过长 做到勤加少加 3 在正常浇铸的情况下 禁止用钢条搅动结晶器液面 结晶器壁轻微结渣圈时 只要不继续长大不要经常去挑和搅动 48 4 采用自动加渣方法 目前国内外许多连铸厂 为了合理使用保护渣 提高铸坯表面质量及改善劳动环境 采用了自动加渣系统 其优点如下 减轻工人的劳动和改善操作人员的环境 准确保持结晶器内渣层的厚度 这是手工加渣难以作到的 加渣均匀 这对宽板坯是非常重要的 自动加渣可减少铸坯表面缺陷 提高原始合格率 49 二 正确使用保护渣的工艺条件要保证保护渣合理的使用 必须与连铸工艺相配合 否难以实现 通常与下列工艺因素有关 1 保持结晶器内液面稳定 结晶器液面稳定是保证液渣层厚度的重要条件之一 结晶器内液面波动大时 不仅铸坯表面产生大量缺陷 而且会造成漏钢事故的发生 50 2 合理的伸入式水口插入深度 不仅对铸坯表面质量有影响 而且对保护渣的熔化也有很大作用 插入过浅时 易引起钢液面翻动 保护渣难以覆盖液面 使铸坯表面产生大量缺陷 插入过深时 液面温度低 渣化不良 必须有合理的插入深度 对提高铸坯质量是重要的 3 拉坯速度的平稳控制 拉坯速度经常发生变化 这对保护渣熔化有很大影响 尤其是高速大板坯的连铸 拉坯速度变化的幅度较大 如开始起动到正常 若控制不当时 不仅引起铸坯大量缺陷 甚至引起粘结性漏钢事故的发生 因此 每次提速时不应幅度过大和过陡 以保持结晶器液面 液