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疑难解答

连铸大包每次开浇的开浇率都很低是什么原因?

编辑:耐火砖厂家   分类:疑难解答  发布:2018-04-09   浏览:

  钢包自动开浇是指钢包开浇时滑动水口打开后钢水能从内经上水口、上滑板流钢孔、下滑板流钢孔、下水口自动流出,经长水口流入中间包。如果不能自动开浇而采取烧氧不开会造成铸机断浇的现象。

  钢包自动开浇的机理,精炼钢包在滑板安装完毕并检查合格后,向钢包水口内加满引流砂,在出钢时,钢水在冲走部分上表面引流砂的同时,与上表面引流砂迅速形成液态混合体,即液态融化层:随着热量传输,在融化层的下部又迅速形成一层固相烧结层:固相烧结层的下部为散装引流砂,随着钢水停留时间的延长和温度的变化,液态融化层和固相烧结层保持动态平衡,连铸时当滑动水口打开后,下部的散状引流砂靠自身的重力作用留下来,钢水的静压作用破坏固相的烧结层,从而实现钢水自动开浇。

  影响钢包自动开浇的原因分析

  影响钢包自动开浇率下降的主要因素之一是引流砂的质量问题,其矿物组成、颗粒级配、材料材质、热膨胀等物理化学特性对能否自动开浇产生很大的影响。由引流砂自动开浇的机理得知引流砂必须有较低的热导率和较高的烧结温度,这样才能使烧结层的厚度不致过厚,且随着盛钢时间的延长和温度的变化,使烧结层的厚度几乎保持不变。

  总结引流砂影响钢包自动开浇的原因主要有以下几点:

  (1)钢水的热量使引流砂烧结,而且烧结层厚度过大,强度过高,钢水的静压力不能使烧结层破碎。

  (2)引流砂抗钢液侵蚀性差,钢水渗透进入引流砂中,使引流砂大量烧结,同时钢水在水口中凝固,终堵住水口。

  (3)引流砂的材质选择,及颗粒级配不合理造成流动性差。

  (4)钢液流出后没有及时对水口座砖,滑板上的残余钢渣进行清理,造成二次反应烧结堵塞。

  针对以上开浇率低的解决方案

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  材料材质的选择

  目前钢包引流砂一般采用 硅砂、锆砂、铬砂在特定的工艺条件下,引流砂的使用性能与其化学组成、颗粒组成、理化指标和性能彼此相关联,不同材质的引流砂有不同的特点。

  硅质引流砂:熔点为1680~1700℃,是目前使用为广泛的一种引流砂。实践表明:在出钢温度1610~1710℃,出钢到开浇时间在1h以内的厂家自动开浇率可达到96%以上。

  锆质引流砂:熔点高于1800℃,一般采用锆英石为原料,出钢温度高于1680℃,出钢到开浇超过90min的厂家,自动开浇率可达95%以上。

  铬质引流砂:熔点为1730~1750℃,适用于出钢温度高于1680℃,出钢到开浇时间在90min左右的厂家,一般采用铝铬铁矿或富铬尖晶石,自动开浇率可达99%。

  硅质引流砂多采用的海砂比重较小,在出钢钢流的作用下容易上浮;熔点较低,不能适应长时间的高温作用,容易造成烧结层过厚,开浇钢流不能冲破烧结层。海砂属于酸性引流砂。由于钢包偶尔有包底粘钢、粘渣及水口座砖孔周围粘渣现象,同时钢包进行更换滑板、水口时有无法将座砖内的残渣彻底清理干净,残渣中的MnO、FeO会与引流砂中的SiO2反应,生成低熔点化合物MnO•SiO2和 FeO·SiO2,将座砖水口内的引流砂黏附在一起,“结壳”变厚,致使引流砂没有流动性 严重影响自动开浇率。所以在钢包热修作业中,要及时清理黏附的残渣保持清洁度。

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  颗粒的配比

  引流砂流动性的好坏与其颗粒形状有很大关系。一般以近似球形的,但是用矿石破碎的引流砂都是带有棱角的,因此要降低颗粒尺寸才能有较好的流动性,这大概是用锆砂和铬砂做引流砂时粒度较小的原因。

  有实验测得钢液向耐火材料渗透的小孔径为0.47mm或0.7mm,一般引流砂粒度下限为0.5mm或0.7mm。粒度下限越低,对防止钢液渗透砂体越有效,但粒度小则提高率其烧结性,因此粒度尺寸的确定要从抗钢水渗透和烧结能力两方面考虑。硅质引流砂的配比:1~1.7mm占49.5% ,0.5~1mm 占50%,<0.5mm占0.5%。铬质引流砂的颗粒配比是:0.5~1mm占28%,0.15~0.5mm占67%,<0.15mm占5%。这种粒度范围配比自动开浇率在99%左右。

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  抗钢液渗透性

  抗钢液渗透性是指引流砂阻止钢液渗入引流砂内的能力。当钢液渗入引流砂内时,钢液热量传递给引流砂,促使引流砂过渡烧结,而钢液在引流砂内部颗粒之间起到结合剂的作用,促使引流砂烧结程度增加。同时滑动水流为冷区,钢液易凝固而完全堵塞水口,终导致开动开浇率显著下降。

  引流砂的烧结性能和粒度大小组成影响渗透性。若颗粒过大或粒度分布过于一直,则引流砂中空隙越大,钢液越易渗透。阻止钢液渗透的机理有两种,一种是与钢水接触的引流砂在高温作用下形成具有一定致密度的烧结层,以阻止钢水渗透:另一种是虽然引流砂未烧结,但引流砂具有足够小的粒度,在表面张力或毛细现象作用下,钢水无法进入引流砂颗粒之间,从而阻止钢水的渗透。

  总结

  为了使连铸钢包达到一个较高的自动开浇率,引流砂的性能至关重要。选择合适的材质、颗粒形状及粒度、良好的抗渣性及抗烧结性能、合适的导热性及热膨胀性有助于提高钢包的自动开浇率。

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