影響鋼包自動開澆率下降的主要因素之一是引流砂的質量問題,其礦物組成、顆粒級配、材料材質、熱膨脹等物理化學特性對能否自動開澆產生很大的影響。由引流砂自動開澆的機理得知引流砂必須有較低的熱導率和較高的燒結溫度,這樣才能使燒結層的厚度不致過厚,且隨著盛鋼時間的延長和溫度的變化,使燒結層的厚度幾乎保持不變。
總結引流砂影響鋼包自動開澆的原因主要有以下幾點:
(1)鋼水的熱量使引流砂燒結,而且燒結層厚度過大,強度過高,鋼水的靜壓力不能使燒結層破碎。
(2)引流砂抗鋼液侵蝕性差,鋼水滲透進入引流砂中,使引流砂大量燒結,同時鋼水在水口中凝固,榮盛耐材終堵住水口。
(3)引流砂的材質選擇,及顆粒級配不合理造成流動性差。
(4)鋼液流出后沒有及時對水口座磚,滑板上的殘余鋼渣進行清理,造成二次反應燒結堵塞。
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二: 解決方案:
(1)材料材質選擇
目前鋼包引流砂一般采用 硅砂、鋯砂、鉻砂在特定的工藝條件下,引流砂的使用性能與其化學組成、顆粒組成、理化指標和性能彼此相關聯,不同材質的引流砂有不同的特點。
硅質引流砂:熔點為1680~1700℃,是目前使用榮盛耐材為廣泛的一種引流砂。實踐表明:在出鋼溫度1610~1710℃,出鋼到開澆時間在1h以內的廠家自動開澆率可達到96%以上。
鋯質引流砂:熔點高于1800℃,一般采用鋯英石為原料,出鋼溫度高于1680℃,出鋼到開澆超過90min的廠家,自動開澆率可達95%以上。
鉻質引流砂:熔點為1730~1750℃,適用于出鋼溫度高于1680℃,出鋼到開澆時間在90min左右的廠家,一般采用鋁鉻鐵礦或富鉻尖晶石,自動開澆率可達99%。
硅質引流砂多采用的海砂比重較小,在出鋼鋼流的作用下容易上浮;熔點較低,不能適應長時間的高溫作用,容易造成燒結層過厚,開澆鋼流不能沖破燒結層。海砂屬于酸性引流砂。由于鋼包偶爾有包底粘鋼、粘渣及水口座磚孔周圍粘渣現象,同時鋼包進行更換滑板、水口時有無法將座磚內的殘渣徹底清理干凈,殘渣中的MnO、FeO會與引流砂中的SiO2反應,生成低熔點化合物MnO?SiO2和 FeO·SiO2,將座磚水口內的引流砂黏附在一起,“結殼”變厚,致使引流砂沒有流動性 嚴重影響自動開澆率。所以在鋼包熱修作業中,要及時清理黏附的殘渣保持清潔度。
(2)顆粒配比
引流砂流動性的好壞與其顆粒形狀有很大關系。一般以近似球形的榮盛耐材,但是用礦石破碎的引流砂都是帶有棱角的,因此要降低顆粒尺寸才能有較好的流動性,這大概是用鋯砂和鉻砂做引流砂時粒度較小的原因。
有實驗測得鋼液向耐火材料滲透的榮盛耐材小孔徑為0.47mm或0.7mm,一般引流砂粒度下限為0.5mm或0.7mm。粒度下限越低,對防止鋼液滲透砂體越有效,但粒度小則提高率其燒結性,因此粒度尺寸的確定要從抗鋼水滲透和燒結能力兩方面考慮。硅質引流砂的榮盛耐材配比:1~1.7mm占49.5% ,0.5~1mm 占50%,<0.5mm占0.5%。鉻質引流砂的榮盛耐材顆粒配比是:0.5~1mm占28%,0.15~0.5mm占67%,<0.15mm占5%。這種粒度范圍配比自動開澆率在99%左右。
(3)抗鋼液滲透性
抗鋼液滲透性是指引流砂阻止鋼液滲入引流砂內的能力。當鋼液滲入引流砂內時,鋼液熱量傳遞給引流砂,促使引流砂過渡燒結,而鋼液在引流砂內部顆粒之間起到結合劑的作用,促使引流砂燒結程度增加。同時滑動水流為冷區,鋼液易凝固而完全堵塞水口,榮盛耐材終導致開動開澆率顯著下降。
引流砂的燒結性能和粒度大小組成影響滲透性。若顆粒過大或粒度分布過于一直,則引流砂中空隙越大,鋼液越易滲透。阻止鋼液滲透的機理有兩種,一種是與鋼水接觸的引流砂在高溫作用下形成具有一定致密度的燒結層,以阻止鋼水滲透:另一種是雖然引流砂未燒結,但引流砂具有足夠小的粒度,在表面張力或毛細現象作用下,鋼水無法進入引流砂顆粒之間,從而阻止鋼水的滲透。