钢包工培训知识

钢工培训学习资料1・ 钢包的用途及包重要性钢包也称盛钢桶。它的用途是：盛接从炉子出钢口流出的钢水，在钢包内对钢水进行部份脱氧与合金化操作；可使钢水在其中静置一段时间（镇静），以调整钢水温度，均匀成份并使钢水中的非金属夹杂物上浮。随着对钢的质量要求进一步提高，钢包加热吹氩真空等新技术的应用，钢包已发展成钢水精炼的设备，如LF、VAD、ASEA—SKF、VD、VOD等。很明显，钢包是炼钢厂必不可少的设备，没有钢包，炼钢厂则不可以进行生产。钢包寿命低，不足以周转时就要影响生产，并会发生事故。超高功率电炉冶炼周期短，各工序衔接紧密，则钢包的重要性更为突出。钢包工应对每个钢包的特性了解清楚，使用前做到心中有数，以便灵活控制，力争高产，优质，安全无事故。2•钢包容量的确定钢包容量是根据炉子出钢量及吊车起重能力来确定的。在设计钢包时，除保证能容纳一定量钢水外，还要考虑有10％的超装量和容纳一定的渣量。钢包内的渣层厚度一般要求为100~200mm或为钢包内钢水量的10%左右。以盖满钢水，防止散热。一般情况下，要求一炉钢水装完后，钢包内渣面至钢包上口留有300mm以上的安全空间，（特殊精炼钢包除外）。钢包过大则散热损失大。耐用火材料消耗高，成本高且操作不便。3・ 钢包形状有什么要求从工艺角度对钢包形状有以下要求：（1） 高度与直径之比为尽量减少钢包散热损失，要求钢包容积在一定的条件下，内表面积应尽量小。因此圆桶形钢包的高度与桶壳最大直径之比应接近1・一般选择1.0~1.2（2） 锥度为了便于在浇注后从钢包倒出残钢残渣及取走冷钢，要求包身上大下小，锥度一般为0.11~0.14锥度过大则热损失在，且重心不稳。（3） 外形一般情况按上述要求钢包多为圆锥形，特殊情况大容量钢包可制成椭圆形。4・钢包结构及各部分的名称和作用钢包由外壳、加强箍、耳轴、铸钢口、等组成。（1）外壳钢包外壳是钢包主体由钢板焊接或铆接而成，外壳上钻有一定数量的排气孔，以便砌包后烘烤时让耐火材料的水分排出。孔径般为10~20mm（2）加强箍钢包外壳腰部多用钢环箍紧，称为加强箍它起着加固外壳的作用，以防止钢包变形。一般钢包中上部和中下部各有一条加强箍。耳轴钢包两边各装有一个耳轴，以便吊运。耳轴位置一般高于钢包重心350~400mm，以使钢包在吊运时保持平稳。铸钢口钢包底部有一个铸钢口，用来安放水口砖，如果使用滑动水口，还应有水口机构的安装连接孔。5•钢包内衬钢包内衬一般由三层组成。最外层的隔热层中间的永久层，及最内的工作层。隔热层隔热层的作用是保温及防止包壳变形一般来用轻质粘土砖，石棉板等之类的保温耐火材料，但由于钢包扩容多数厂家已取消隔热层。永久层永久层的作用是当工作层蚀薄时，防止穿漏的钢水烧坏钢包壳，以提高钢包的使用寿命。这层一般用粘土砖砌筑。近年以为提高使用寿命采用浇注永久层收到较好的效果。工作层工作层是直接接触钢水钢渣。承受着高温及化学分侵蚀作用。工作层在钢包中是最主要的一层，钢包寿命高低取决于工作层耐火材质，钢水与钢渣对此层的侵是蚀程度，砌筑质量，出钢温度的高低，时间长短以及钢种等都对工作层的寿命有重要影响，因此，对材质选择，砌包质量和工艺条件必须充分重视，钢包寿命才能提高。6•钢包内衬耐火材料的要求钢包是承接钢水，进行精炼，连铸的必要设备。钢包内衬的工作条件越来越恶劣，其工作环境是：承受高温钢水。钢水在钢包内的停留时间延长。钢包内衬在高温下的自身挥发和经受钢水的搅动作用。内衬在承接钢水时受到的冲击作用。熔渣对内衬的侵蚀。因此对钢包耐火材料的要求是：耐高温，能经受高温钢水长时间的作用而不熔融软化。耐热冲击，能反复承受钢水的装，出而不开裂剥落。耐熔渣的侵蚀，能承受熔渣和熔渣碱度变化对内衬的侵蚀作用。由于渣中存在较多的FeO、Si02、CaO、MnO等，它们与衬砖中MgO作用结合成低熔点的物质，熔解到渣中，从而产生熔渣对内衬的侵蚀。具有足够的高温机械强度，能承受钢水的搅动和冲刷作用。具有一定的膨胀性，在高温钢水作用下，使内衬紧密接触而成为一个整体。7．常用的钢包耐火材料钢包耐火材料选用的条件是：钢包工作条件如钢水温度，钢水停留时间，浇注钢种是否进行精炼处理等。钢包耐火材料在钢包中的部位。熔渣碱度。钢厂的拆包、砌包、烘烤钢包的工作条件及经济包龄。经济性。常用的钢包耐火材料有以下种类：粘土砖粘土砖中Al2O3含量在30~50%之间，价格低廉，早期用于内衬，但性能较差。现主要用于钢包永久层。高铝砖砖中A1203含量在50~80%之间主要用于工作层。镁碳砖该砖以前主要用于渣线部位，抗渣强特别适用于多炉连浇场合，砖中MgO含量一般在76％左右，碳含量在8~15%之间。其特点是耐侵蚀，耐剥落性好。近年随着钢包炉的发展，钢包内衬全部使用镁碳砖，并按不同部位，调整MgO及碳的含量。铝镁浇注料该浇注料主要用于包体,其特点是浇注料中的MgO和A12O3反应生成铝镁尖晶石，改善了内衬的抗渣性和抗热震性。铝镁碳砖该砖在铝镁浇注料的基础上发展起来的一个砖种，用于钢包内衬，使用寿命长。如果钢包本身还用于精炼，则还可以选择MgO-Cr2O3-Al2O3系和MgO-CaO-C系耐材，主要有镁铬砖，镁铬砖，白云石砖等。在使用含碳材料的砖种作钢包内衬时，一般应在砖表面涂上一层防氧化剂，防止在烤包时，内衬表面氧化疏松，影响使用寿命。8•钢包耐材损坏的原因钢包耐火材料损坏的原因主要有化学作用1．钢水成份对耐火材料的侵蚀。2．熔渣成份对耐火材料的侵蚀。3．在高温作用下，耐火材料自身反应所做成的损坏，如新矿物生成所产生的相变带来的体积效应和真空作用下的挥发等原因。物理作用1．钢水对耐火材料的冲刷作用。2．钢水反复作用于耐火材料上造成的热冲击，引起耐火材料的开裂和剥落。3．耐火材料自身的热膨胀效应造成的损坏。4．高温钢水对耐火材料的熔蚀作用。人为原因1．耐火材料的选用与搭配不当。2．对耐火材料的使用不当。如砌筑与式，烘烤与式不适当等。3．钢包周转期太长，造成冷包作业。4．拆不当，损坏永久层。5．没有采取修补措施。9•提高钢包寿命的措施针对钢包损坏的原因，提高钢包寿命的措施主要有：选择耐高温，耐侵蚀，耐热冲击的耐火材料作包衬。正确选择和搭配耐火材料，做到均衡砌包。了解所选用的耐火材料的特性，合理制定钢包的使用条件，如烘烤制度，的制定等。尽可能加快钢包使用周期，做到“红包”工作。对包衬耐材料损坏部分及时进行修补处理。10•滑动水口滑动水口是安装在钢包和中间包底部以实现调节钢水流量的装置，通过活动滑板移动，从而使流钢孔错位来实现调节钢流。滑动水口的主要特点是减少了工作件与钢水接触面，改善控流的耐火材料的使用条件，因此它工作安全可靠，使用寿命长，能精确控制钢流，有利于实现远距离操作和自动控制，滑动水口还可以实现封闭浇注，防止钢水二次氧化。我厂现用的滑动水口型号为HKFB60,是山东峨嵋集团产品，耐火材料为铝碳质水吼直径巾45。该机构有如优点：人手驱动，开启灵活。结构紧凑，体积少，重量轻。门式结构，双面销锁紧。密合调整容易，快捷可靠。砖型合理，耐火材料消耗低。该机构自1998年投入使用已收到较好的使用效果。11．滑动水口的结构形式滑动水口的结构主要由下列三个部分组成：机械装置部份耐火材料部分驱动装置驱动装置主要有手动和液压两种．其运动方式有三种：线往复式。即滑板作直线往复运动，调节滑动板与固定板之间的流钢孔大小来控钢流。这是国内目前最常使用的一种方式。旋转式。即滑板作旋转运动，以调节流钢孔的大小来控制钢水流量。目前国内未见使用。单向直线式。主要用于滑板的更换，目前国内用于中间包定经水口。12.H滑动水口耐火材料部分组成滑动水口耐火材料部分组成有以下几种形式：二层式(2)三层式(3)旋转式等。其中常用的以二层式为普遍。由上水口、上滑板、下滑板、下水口四件部件组成。13．对滑动水口耐火材料的要求滑动水口的上、下水口只起一个流钢作用，但要求上水口材质耐高温，耐钢水侵蚀和耐冲刷，较高的使用寿命，降低更换次数。下水口只使用一次对其要求相对比上水口低。上、下滑板在工作中，承受紧固压力，而且还能滑动，在浇注过程中还要保证滑板不渗漏钢水。因此，要对上、下滑板的滑动面进行精加工，确保有极高的平行度和光滑度。还要求其有较高的热机械性能。在浇注中，上、下滑板的滑动面和流钢孔承受高温钢水的冲刷，因此要求滑板具有耐高温，耐侵蚀，耐剥落，耐热震性和耐磨性能的性能。目前滑板的主要选材有：铝碳质、铝镁碳质、铝碳化硅质、铝锆碳质、铝铬质等。由于高材质滑板价格较高。可选用复合形式滑板，更适用，更经济。14•滑动水口的开浇方式滑动水口在开浇时，其铸孔能否自动流出钢水是至关重要。滑动水口的开浇引流方法，大至有以下几种：填料法出钢前在水口内放入填料，阻止钢水进入水吼，阻止钢水进入，填料在钢水高温的条件下，发生熔融软化——烧结——粉状的三层结构。当打开水口滑板时，粉状填料放出，烧结层在钢水静压力下破裂，从而流出钢水，实现自动开浇的止的要实现自动开浇，要求填料难于熔化，烧结层不能太厚，且应有较低的强度，不能承受钢水的静压力，才可以实现自动开浇。填料的配比一般由海砂、河砂、石英砂、火砖粒、铬矿砂等与含碳材料掺合。由于各厂条件及使用填料不尽相同，因此自动开浇率也不一样。吹气法此法是通过在上水口或下滑板的透气塞向钢包内吹入惰性气体，产生钢水环流，从而达到自动开浇的目的。此法自动开浇率极高，几手达100%。烧氧法在上述情况下不能自动开浇者，为了保证顺利开浇，使用氧气将水口孔烧开达到开浇的目的。这种方法对耐火材料损坏严重，在浇注过程中易发生散流，加深钢水=次氧化，影响钢水质量。15•滑动水口砖的损坏与防止措施上水口上水砖损坏原因有：1．钢水和熔渣的冲刷和化学侵蚀。2．安装时造成的机械损伤。应采取的措施为：1．选用耐侵蚀，耐冲刷的材质制作上水口。2．选用机械强度大的制品。3．注意操作避免放渣。下水口下水口砖损坏的原因有：1．钢水和熔渣的侵蚀。2．由于温度急变引起的开裂或断裂。3．烧氧开浇造成的熔损。应采取的措施为：1．选用耐侵蚀性好的材质制作下水口。2．提高水口的抗热震性，或将下水口安装在铁套内，防止水口开裂。3．提高自动开浇率避免烧氧浇。滑板滑水口滑板损坏的原因有：1．钢水和熔渣的侵蚀和冲刷。滑板突然受钢水高温产生的开裂。滑板多次滑动造成磨损。滑板截流造成的冲蚀。安装拆卸不良造成机械损伤。滑动面不平整，夹冷钢造成损坏。应采取的措施为：选用高耐侵蚀的材质制滑板。提高滑板的抗热震性，用钢带打箍，防止滑板开裂。滑板间涂润滑剂，减少磨擦。16.水口砖内径的确定由于浇注工艺对瞬时钢水浇注量的要求不同，所以钢包瞬时浇钢量在其他条件一定之下，水口通钢量与水口吼经关系最大。当水口全开时，单位时间流过水口砖的钢水量为：钢水流量=24.4X水口直径平方X液面高度平方根从上式看，液面高度在浇注过程是一个变量，水口吼在使用过程中变化不大可视为恒量，所以水口吼经的确定要根据工艺要求而定连铸钢包的水口直径一般取40~50之间。17•钢包的烘烤新砌筑钢包的耐火材料中含大量的水分，如不进行烤干，在出钢及浇注过程中，水受热变成气体会造成钢坯皮下气泡。同时，气体逸出时严重的会发生爆炸事故。通过烘烤，排除钢包的水份。而且提高钢包内衬的温度，减少衬砖在出钢过程中的破损也避免了钢液在钢包中大量降温，降低出钢温度。按照我厂的经验估算“红包”与“黑包”相比，在相同的出钢温度下，钢包钢液温度相差30~40度C；“红包”出钢比“黑包”出钢精炼电耗下降30~40KW・h/t。另外，钢包烘烤时，使砖缝内的火泥较快烧结，使砖成为一个整体，耐冲刷，侵蚀性能得到提高。综上所述：钢包的烘烤目的主要是去除水份烧结钢包提高使用寿命。而“红包”出钢的主要目的是降低出钢温度。烘烤钢包要根据砖的特性制定烘烤制度。一般先用小火烤慢慢排除衬砖水分使砖的温度逐渐升高。表面水分烤干后，再转大火将衬砖烧红。而烤包的时间长短可根据包况而具体制定。18•钢包吹氩当在钢液中吹入不活泼或惰性气体，分散成无数的小气泡上浮。同时气体被加热而膨胀，这样产生上浮力，抽引相当于吹入气体体积50~100倍钢水进行流动循环，从而产生了强烈的搅拌作用。钢包吹气搅拌的目的是“（1） 由于钢水在钢包内温度分布不均匀；即由于包衬吸热和表面散热，包衬周围温度中心温度较高。通过吹气搅拌，从而均匀钢水温度。（2） 出钢过程在钢包中加入大量铁合金，通过吹气搅拌，可使钢水成分均匀。（3） 通过吹气搅拌，促使夹杂物碰撞上浮。吹气的压力及流量的控制，一般情况下应以钢水不裸露为原则，否则钢水二次氧化严重，会使钢中氮和夹杂物含增加。吹气的方法主要有，顶吹法及底吹法。吹气所用的气体主要有氩气及氮气。氩气成本高，约为氮气的5〜10倍，但氮气在高温下能溶解在钢水中，能与钢中的之素生成氮化物，影响钢的质量。所以，生产上广泛使用氩气。特殊的钢种可用氮气。19•减少钢包过程降温的措施钢包在使用过程中由于热传递、对流、幅射等原因造成钢液温降，给生产带来诸多不利影响，以我厂实测，钢水待浇时温降速度为0.6度C/分钟。而一此厂家由于工艺条件不一样达2~3度C/分钟。影响钢包过程温降最突