A 钢水净化耐火材料
为了更有效地在连铸中间包内净化钢水,法囯索拉克钢公司研制了一种中间包钢液净化复合耐火材料。其主要成分为CaO * MgO和SiO2该内衬结构是先在中间包的永久层上喷涂一层厚约20mm的含75%MgO的镁硅质耐火材料作为耐火材料的垫层。然后,在其上喷涂一层厚12mm左右含60�O的钙镁质耐火材料作为耐火材料的表层。中间包衬喷涂好后,经400℃干燥后存放待用。在中间包投入使用前再分步将其加热至1200℃,但必须保证在940℃以上加热30min,以便耐火材料中的CO2充分分解逸出。
中间包内衬可采用丰富的天然耐火材料。由于镁硅质垫层具有良好的隔热性能,可减少中间包内钢水的热损失;钙镁质耐火材料表层除具有吸收钢中Al2O3夹杂物的作用外,还具有脱硫、脱氮的作用。从试验结果表明,钢液中Al2O3夹杂物与中间包衬的CaO接触,反应产物为液态3CaO * Al2O3,该化合产物一部分上浮到钢液面上被中间包覆盖剂吸收;另一部分则渗进中间包衬与硅镁质层反应成2CaO·SiO2·3CaO ·SiO2高熔点固相产物,在钢液静压力作用下,使中间包内衬更加坚实。因此,使用这种耐火材料效果良好,可消除钢液中85%的氧化铝夹杂物,用每炉220t钢水进行4炉连浇时,无水口堵塞现象。
B 防湍流冲击垫
对于高效连铸而言,由于它比一般连铸的拉速快,因此,其钢包浇铸速度也就更块。这样在中间包内产生的湍流现象就更为严重,中间包内急剧的湍流一方面会冲破渣层将钢渣卷入到钢液内并使钢液暴露于空气中被二次氧化;另一方面湍流还会严重地冲刷中间包侧墙将其耐火材料卷入到钢液内并降低了中间包耐火材料的使用寿命。此外,开浇时钢液飞溅严重,还会促使中间包内结渣。
为解决这些问题,国外一些钢厂最新开发应用了一种中间包防湍流垫。该垫有多种结构形式,具有代表性的防湍流的特点为,其材质为Al203>75%的高铝浇注料,经成型烧成。防湍流垫安装在中间包底部的钢包铸流冲击区,它使从钢包长水口冲出的钢流向铸流中心折回,在防湍流垫内重复循环以消耗掉注流的动能,从而降低了钢流速度,防止湍流的产生。
防湍流垫对大小不同的各种中间包均有良好的使用效果。美国LTV钢铁公司使用防湍流垫的结果表明,它对中间包内的钢流流动状态有很大的改善,使钢液内的总氧含量下降了 20%?30%,大于12μm的Al2O3夹杂物减少了17%?67%,中间包水口堵塞现象减少了57%。此外,还有效地改善了铸坯的表而质量,提高了钢水收得率和减少中间包结渣壳现象。
防湍流冲击垫可用Al2O3>75%的烧成制品,该制品强度高,其高度约为中间包深度的1/4,外径约为中间包底部的宽度,也可根据实际情况而定。
C 红中间包反复使用技术
为了减少中间包的维护时间,提高铸坯质量和降低生产成本,新日铁广畑厂生产了在连铸过程中红中问包反复使用的一系列有关技术。其具体做法如下:即在每次中间包浇铸结束之后,在2min内用安装在中间包底部的残钢及残渣排放到浇铸平台上准备好的渣缸内。在两个浇次之间的40min准备时间内,在线完成对红中间包的维护操作。用特制的浸入式水口更换小车,在内完成整体浸入式水口的更换,然后使中间包重新投入使用。这种浸入式水口更换小车具有回收旧水口,清理中间包座砖,预热和安装新浸入式水口的功能。
这项技术使中间包可反复使用浇钢500炉以上;中间包耐火材料费用降低了三分之二;中间包维护人员减少二分之一;钢液的温度损失大大减少;铸坯质量得到了显著的改善,中间包结渣壳的现象大为减少,并节约了加热中间包所需的大量能源。
D 钢包注流保护技术
我国安阳钢铁公茼开发研制成功组合式大包注流保护及钢液导向装置,获国家实用新型专利。
该装置由保护套管和导流砖部分组成。可减轻大包注流与空气的二次氧化程度,如果通过少量惰性气体密封,可完全解决大包注流与空气的二次氧化,还可减少第一炉铸坯中中间包绝热板冲蚀物造成的夹杂物,亦可减轻大包注流对中间包内渣、钢的冲击混合作用,减少中间包渣的卷入。改变中间包内钢液流动状态,便于钢中夹杂物上浮。
E 中间包耐火材料采用全自动化喷涂
美国LTV钢铁公司中间包耐火材料采用全自动化喷涂,克里夫兰厂是北美第一采用全自动化喷涂技术的工厂。该厂的中间包准备场地设有1个中间包准备平台,平台的北而是中间包翻渣壳机,南面是中间包干燥站;有6个中间包存放台架成两行三列布置在此平台上,平台的中间是1台由可编程序逻辑控制器控制的用于喷涂消耗性中间包耐火材料的全自动化机器入喷涂装置。
使用这种装置,每45min可喷涂好1个中间包耐火材料,该厂只用1个班组就能很容易准备好全厂所用的全部中间包。该系统的各种性能可靠,机器人和辅助设备基本上没有出现故障。采用这种装置后,该厂的中间包耐火材料消粍非常稳定,中间包渣壳自动脱除率保持在98%以上。
F 中间包火焰喷补
近年来,中间包内衬的明显倾向是使用致密浇注块作为主要内衬材料和内保护层的隔热炉体。由于这种含有相当多水分的炉体需在干燥中间包时给予特别的养护,新换上的内衬带来的水分不易从混凝土内衬中除去,其渗透性要比煅烧砖差99%。于是,混凝土内衬所含的水分总是又同钢水相接触,而形成氢。氢渗入钢水中或被排除炉体之外。
为提高钢材的质量,从完善中间包内衬的结构,尤其是完善形成氢的方法人手,CRM钢厂采用隔热保护层内衬,其内衬完全不含氢结合剂,不含有机物,也不含水分为火焰喷补炉衬。在不同温度下,内衬气孔率与碱性砖和涂层泥浆气孔率的比较情况,见表4-23。该内衬,碱性砖,涂层泥浆都具有相同的隔热能力和优良的机械性能。
G 中间包钢水连续测溫
连续测温技术由本溪、首钢合作完成。研制出的新型温度传感器及其相关测温技术如下:
(1) 钼基金属陶瓷保护管,采用粉末冶金的方法将金屑与陶瓷结合,得到了一种既耐高温抗腐蚀,又抗热震,强度较高的复合材料——金属陶瓷,优点是使用寿命长,响应速度快。
(2) 钨铼热电偶,我国钨资源丰富,钨铼热电偶防氧化技术已突破,既可用于高溫金属熔体连续测温,又可用于多种气氛即氧化、还原或两者交替使用。
连铸中间包的钢水温度一般为1500?1600℃,在炼钢连铸过程中,钢水温度的准确测量是指导操作、控制质量的参数之一。
H 更换中间包浸人式水口实现全自动化
美国伯利恒钢铁公司雀点厂开发应用了全自动化更换中间包浸入式水口的装置,该装置可在0. 6?0.8m/min的正常浇铸速度和不用提升中间包的情况下更换浸入式水口,只需Imin即可完成,该中间包断流时间3s。该公司还准备将这种装置的功能扩大到更换中间包滑动水口,结晶器内取样和推送结晶器保护渣等方面。
i 中间包循环使用
神户制钢所加古川钢厂的4号连铸机采用了中间包热循环使用,等离子加热钢水等新技术。中间包(容量80t)的热循环使用是指浇铸结朿后移走中间包并倾渣、维修滑动水口等耐火材料,再加热、注钢水进行下次浇注。但是,热循环使用中间包,没有完全排除的残留在包内的钢渣有可能污染下一炉钢水。同时,中间包容积缩小,不能保持一定的盛钢量。对此,在中间包内添加高碱度、低粘度熔剂,使残渣易于排除;另外,在浇注初期从三层式滑板的中间层吹氩搅拌钢水,待钢水保持一定水平后自然开浇,这样就保证了铸坯质量和中间包容积 稳定。
为了防止倾渣引起的内衬砖松动,在热循环中间包侧壁采用了拱型结构。而且不像通常的中间包那样在衬砖表面喷涂涂料,该包壁及包底使用了耐蚀性良好的髙铝砖砌筑,在等离子加热部位还使用了耐热性好的高铝砖,考虑到添加熔剂的熔损,在渣线使用了铝碳砖。
在局部实行热喷补和渣线使用铝碳砖以后,中间包的热循环使用次数逐渐增加,大幅度延长了使用寿命,目前,热循环使用300次后,包底、排渣孔等部位经过中修可延长到600次左右。
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