转炉出钢温度控制的优化

转炉出钢温度控制的优化

作为连通性转化工艺的重要参数，钢水温度在钢水产量中发挥着非常重要的作用。合适的钢水温度是连铸连拉的基础和铸坯质量的保障。钢水温度过高过低都会带来严重不良后果,尤其是高的出钢温度危害更大:钢中气体和夹杂物含量升高,恶化钢水质量;炉衬侵蚀加快,降低炉龄;出钢口寿命降低,维护难度加大;增加钢铁料烧损,合金吸收率低;浇注易漏钢,造成生产、设备事故等。因此,降低出钢温度是各炼钢厂和冶金工作者努力追求的目标,经济效益巨大。据专家测算,出钢温度每降低1℃,吨钢成本降低1.5～2.0元。安钢第二炼钢厂2002年平均出钢温度为1696℃,与国内、外先进企业相比相当高,为了降低出钢温度,从“系统温降”的观点出发,采取了一系列卓有成效的措施,优化各温度控制系统的控制,收到了良好的效果。1温度控制系统的优化1.1改善炉前结构转炉过程和终点温度控制稳定,是后道工序顺利进行的基础。因此,转炉出钢温度稳定是系统温降的重点,在各温度控制系统加以保证的基础上,尽可能地降低出钢温度。1)铁水、废钢搭配。科学、稳定搭配铁水、废钢装入量的比例,并使重量数据传输到炉前操作室,使操作者做到心中有数;对不合格炉次考核热装工、废钢工,使铁水、废钢装准率达到95%以上,稳定了炉前操作;2)废钢结构。各类废钢分类堆放,根据炉前实际渣量及时调整各类废钢的加入数量,保证渣料结构合理、科学、稳定。3)入炉铁水。对铁水成分化验和温度测量,进行铁水动态显示,为炉前提供准确的铁水成分和温度依据,以便及时、准确地调整渣量。4)改进出钢工艺。三座转炉改用定期加出钢口套管和不定期修补,严格执行“三位一体挡渣”技术,保证钢水圆流,减少出钢过程温降。1.2温度与成分的控制出钢后,由于钢包内衬吸热和钢液面散热,钢水温度在钢包内的分布不均匀。在中心偏上的部位温度最高,从这个高温区开始,向四周形成很大的温度梯度,根据资料,这种温差可达40℃～100℃,如果不消除这种温差,则会在浇注过程中造成中间包温度波动大,对浇注拉速和铸坯质量造成严重影响。为保证温度、成分均匀,采用钢包底吹氩或顶吹氩,吹氩后加覆盖剂及大包加盖的方式解决该问题。为保证吹氩效果,对吹氩搅拌加以规定:不允许钢水裸露,吹氩时间不得低于3min,对于超高温钢问题采取加小块洁净冷钢的方式解决,杜绝加大块冷钢进行调温等情况。1.3钢包密封系统的保证钢包在钢水温度传递过程中起着至关重要的作用,钢包温度高且状况良好,不仅有利于降低放钢温度,对稳定系统温度,降低浇注过热度也意义重大。1.3.1钢包平均周转时间,t钢包周转速度加快,使包衬散热尽量减少,最大限度地保证红包状态。钢包周转速度与投入钢包数量成正比关系,用公式表达为:Q=RT/1440式中:Q——周转钢包数量,个;R——车间一昼夜出钢炉数,炉;T——钢包平均周转时间,min。根据第二炼钢厂生产实际,三座转炉炼钢,一昼夜平均出钢221炉,钢包平均周转时间60min,则钢包投入数量为9.2个,所以投入10～11个钢包,可以保证钢包平均周转时间小于65min;当两座转炉炼钢,一昼夜出钢150炉,钢包平均周转时间70min,则钢包投入数量为7个,所以投入7～8个钢包,可以保证钢包平均周转时间小于85min。按照上述原则,依照转炉冶炼节奏酌情调整投入钢包数量,保证钢包快速周转,提高红包率。1.3.2包出钢不合格钢包敞口运输及浇注的方式,存在以下问题:1)钢包口部只用覆盖剂保温,上部过程温降大,钢水上、下部温度不均匀,使中间包前、中、后期温度波动大;2)钢包上部炉渣易结壳,无法测大包到站温度和影响出钢、加合金;3)返回钢包包壁温度低,不利于红包出钢;4)上部的覆盖剂和炉渣冷却凝固,翻包时倒不出来,不利净包出钢。故我厂采取钢包加盖方案以解决以上问题。解决方法为:在吊钢包的龙门钩上用链条装上一个耐高温的钢包盖,供连铸钢水精炼后,在天车吊包时将包盖加到钢包上,将钢包口覆盖,浇注完毕,将钢包落下连同包盖取下,钢包返回水口区域进行处理。钢包加盖将钢包口封闭起来,使上口辐射降至最低。数据统计表明:供连铸钢水钢包加盖,使钢包到中间包的温降降低,尤其使钢包对中间包前中后期的温度稳定效果显著。提高返回钢包包壁温度约260℃,过程温降减少12℃,对保证钢包清洁及红包出钢意义重大。1.3.3钢包的红亮度为解决有些钢包在周转过程中停滞时间过长包衬发黑、包底积渣、包底有冷钢、大、小修包等钢包温度低的现象,充分利用在线烘烤器,保证钢包的红亮状态。规定钢包更换水口后,尽快坐到钢包车上,开至烘烤位置进行烘烤,直到出钢才开到出钢位置。从下包到重新座包时间小于25min,并由有关人员进行监督记录考核。1.3.4钢包、钢包、包壁保温为减少包壁散热,钢包加砌绝热层。为此采用加砌轻质保温料多晶纤维包壁保温,减少包壁散热,使钢包包壁散热降低20℃以上,对节约能量,减少过程温降意义重大。通过以上工作,并进一步加强钢包清洁工作,钢包状况达到最佳,红包出钢率达到96%以上。1.4连铸工艺的保温系统连铸工序保温对于稳定中间包钢水温度,稳定拉速,顺利浇注,保持较低的过热度意义重大。1.4.1中间包长期凝结问题原先使用的中间包永久层采用砌砖或绝热板,较薄、传热快,且因砖、板缝的存在使中间包有穿钢事故发生,采用中间包永久层整体打结可以解决该问题。多晶耐火纤维具有优良的隔热保温性能,在包壁和永久层之间加砌多晶耐火纤维,进一步增强了包壁保温效果。1.4.2加强中心包钢表面的保温中间包钢液面加足量覆盖剂,不允许液面发红;中间包包盖加以整改,提高覆盖面积和加隔热层,最大限度地降低了中间包液面辐射散热。1.4.3水二次氧化试验大包、中间包在裸露浇注过程中,钢水热量散失极快且钢水二次氧化,严重影响铸坯质量,在大包到中间包和中间包到结晶器之间加套管保护浇注,有效地减少了注流“散流”甚至“伞流”的发生,起到了保温和提高铸坯质量的作用。2系统优化2.1科学组织调度作为生产指挥、协调者,以往着重抓产量,而忽视了质量,在工作中为保证生产顺行,奉行钢水温度“宁高勿低”的原则,经有关技术人员与其讨论、分析,通过加强炉前、铸机、准备及其它有关方面的联系,科学组织,有效地减少了高温钢的出现。2.2出钢前到站中间包温度在以上工作开展的同时,技术质量科和各车间一同对:出钢→氩前→氩后→大包到站→中间包温度进行统计、分析,分钢种、铸机、浇注炉次制定氩前、到站控制标准于表1。3效果分析3.1出钢温度对比2003年全年平均出钢、大包到站、中间包温度与2002年温度对比见表2。由表2看出:2003年全年三座转炉平均出钢温度比2002年降低了21℃;五座连铸机大包到站温度平均降低了17℃,具有很大的经济、社会效益。3.2样400炉分析结果对2003年十月份3#机中间包温度(钢种:HRB335)抽样150炉分析结果如图1所示。由图1分析得知,温度平均值为:T=1526.2℃;波动值为:±9.8℃。即中间包平均过热度为20℃,温度波动范围±9.8℃,达到了较理想