钢包全程加盖技术

钢包全程加盖技术近年来，由于金融危机钢铁企业产能过剩，大型钢铁企业利润逐渐减少，甚至出现逐年亏损的局面，随着连铸工艺发展，生产工艺的结构优化及节能降耗成为发展趋势，如何提高操作水平、减少钢包浇注过程温降（降低出钢温度），成为各个钢企近来研究的重要课题。控制钢水在运输，精炼及浇注过程温降，已越来越成为近阶段炼钢行业革新的关键因素。钢包热状态变化也是转炉制定钢水温度补偿制度的重要因素之一。钢包在运输、精炼、浇注过程中，主要热损耗有两个途径：一是通过钢包内衬材料的热传导，二是上部钢水与空接触的热传导和热辐射。钢包在周转使用过程中加上钢包盖后，对于钢包的散热起到很好的保护作用，也是钢包周转过程中的热状态更加趋于稳定，为准确控制钢包温度和温降创造条件，同时也进一步降低了钢包在周转过程的热损失。从上世纪九十年代开始，轻质浇注料就开始兴起，早期的轻质浇注料主要是用粉煤灰、漂珠、陶粒纤维、高铝轻质骨料等作为骨料粉料生产轻质浇注料，但在使用过程中，其使用温度较低、热震稳定性较差、强度较低制约了他们的发展。我们研发的轻质高强浇注料以矾土基刚玉空心球为轻质骨料，高温水泥为结合剂，均化矾土细粉为基质，引入功能添加剂，增强了浇注料的抗热震稳定性，增强了浇注料的高中低温的抗折抗压强度，其相关的技术指标如下：项目指标化学成分Al2O3﹥65SiO2﹤6110℃烘后体积密度g/cm31.75冷态抗压强度Mpa110℃*24h201100℃*3h251400℃*3h40冷态抗折强度Mpa110℃*24h41100℃*3h71400℃*3h11烧后线变化率(1100℃*3h)0.5(1400℃*3h)0.5导热系数0.4抗热震稳定性水冷1100℃（110℃*24h）大于50次最高使用温度℃1400施工参考加水量%18~20由于其良好的抗热震稳定性及隔热性能，该浇注料适用于钢包永久层保温，钢包包盖保温等。耐火纤维板的性能指标型号KB-1000分类温度(℃)1000容重(kg/m3)250-350重烧线收缩(%)2(800℃×24h)热导率/w(mk)-10.2(600℃)化学组成%Al2O335Al2O3+SiO296.0Fe2O30.2耐火纤维棉的性能指标型号KB-1000分类温度(℃)1000纤维长度/mm50-80热导率/w(mk)-10.2(600℃)容重(kg/m3)250-350化学组成%Al2O345Al2O3+SiO295Fe2O30.15对三钢钢包包盖的使用温度、使用环境详细了解以后，结合轻质高强浇注料的特点和性能，将钢包盖衬里结构确定为易损部位（钢水辐射较强的包盖中心部位，直径大约为1.5米）使用120mm的轻质高强浇注料,20mm的耐火纤维板；其他部分采用纤维毯50mm或者20mm的纤维板加上90mm轻质高强浇注料，其中，热面为轻质高强浇注料、冷面采用纤维毯或纤维板。锚固件多采用角Y型结构形式，材质选用1Cr18Ni9Ti，分布间距为200mm，锚固件总高度不同部分分别为70mm、50mm。以三钢闽光二炼钢厂钢包加盖为例：全程钢包自动加盖系统给钢包加盖后，经测定，可使出钢温度降低8℃--15℃，钢包在运输、静置过程中能使钢水的温降8--15℃，特别是不加盖的空包。以三钢闽光二炼钢一个120吨的钢包空包为例：在20分钟内能使下一炉钢水冷却17℃--19℃。所以，为了保持浇注温度不变只能提高转炉出钢的温度，而这措施又带来很大的能耗和物料损耗。以三钢闽光二炼钢厂使用轻质高强浇注料加盖为例：全程钢包自动加盖系统使用轻质高强浇注料后，经测定，可使出钢温度降低8℃--15℃，钢包在运输、静置过程中能使钢水的温降8--15℃，特别是不加盖的空包。以三钢闽光二炼钢一个120吨的钢包空包为例：在20分钟内能使下一炉钢水冷却17℃--19℃。所以，为了保持浇注温度不变只能提高转炉出钢的温度，而这措施又带来很大的能耗和物料损耗。钢包加盖使用轻质高强浇注料与不加盖同期的钢包温降比较钢种钢包座转炉炉下至出钢时间出钢温度出钢至精炼到精炼温度出钢时间（分钟)（分钟)℃时间（分钟)℃不加钢包盖SS400（LF）157166661590使用轻质高强浇注料加盖157165061580精炼进站至出站时间（分钟)精炼出站温度℃精炼出站至连铸开浇时间（分钟)中包温度℃铸机停浇至重新座转炉时间（分钟)钢包周期不加钢包盖25156717154048148使用轻质高强浇注料加盖25156016155045144由以上表可知，出钢到精炼结束这一过程钢包使用轻质高强浇注料加盖与不加盖的钢水温降相比，使用轻质高强浇注料温降是90℃，不加盖的温降是99℃。这一阶段的温降相差9℃，但是从精炼结束到中包这一阶段看，不加盖比使用轻质高强浇注料做包盖温降高17℃。使用轻质高强浇注料包盖空置时间在4小时以内，不用进行离线烘烤，可以坐包在转炉使用，使用轻质高强浇注料加盖后空置时间9小时空包温度只下降300℃。加盖后不用钢包覆盖剂。其他厂家钢包包盖浇注料使用重质浇注料，使用到250炉次左右更换包盖，而使用轻质高强浇注料寿命一般为350炉次以上，最高可用到600炉次。使用轻质高强浇注料的优点（1）具有隔热性、绝热性能好，抗热震和机械震动等优良特性。（2）重量轻，平均体积密度仅为1.75g/cm3，用以取代传统的重质耐火材料，能有效的强化钢包盖绝热结构，有效的降低钢包盖传动结构的承重载荷。（3）钢包盖衬里整体结构均匀；施工方便、易修补。使用钢包盖轻质高强浇注料结构，确保了钢包盖自动化系统的正常运转，可使钢包盖在近乎整个钢包使用循环周期内都始终在钢包上，由此带来的效益包括：(1)大大提高了钢包盖的使用寿命，从重质浇注料的不到300炉次提高到450炉次左右，降低了生产及维修成本。(2)降低了钢包内钢水的冷却速度和空包的冷却速度，钢水出炉温度可以被降低30到40℃，可免除周转钢包在线预热。(3)减少钢水在钢包内的温度波动，减少钢包内的废钢产生，提高了产品的质量。(4)降低能源消耗，改善了车间操作人员的工作环境。(5)可实现的吨钢费用节约一般在20至25元之间，每100万吨钢可节支800万至1300万元。(6)节能减排。转炉出钢吹氧升温按5Nm3℃吨钢计算，温度提高10℃，年产500万吨钢厂节约氧气用量25000万Nm3。在线烘烤焦炉煤气升温按400Nm3／h烘烤20min，年产500万吨钢厂节约烘烤煤气量4000万Nm3。转炉出钢降温10℃减少烟气排放25000万Nm3／h。钢包烘烤减少烟气排放6000万Nm3／h。