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钢包耐材的优化和工作环境的优化

2020年08月06日 09:40 耐火材料网 yll/文

中国耐火材料网

 1、提高钢包上部净空高度

    原钢包包壁工作层厚度为230mm,在转炉炉役中后期,转炉出钢量增大。当出钢量达到15~120t时,钢包上部净空只有200~300mm,容易产生喷溅和溢出钢渣,也不符合钢包炉使用的净空要求(钢 包 炉 上 部 净 空 要 求 400~600mm),迫切需要增加钢包上部净空。

    增加钢包上部的净空有以下几种方案:

    1)增加钢包上部的高度;

    2)扩大钢包熔池直径;

    3)减薄钢包包衬厚度,扩大熔池直径。

    经过综合分析认为:

    1)方案1:增加钢包上部的高度需要改造钢包、精炼炉、连铸钢包回转台以及与钢包相关设备;该方案增加投资少,但对生产有一定的影响,而且还增加钢包总重,对安全生产不利。2)方案2:扩大钢包直径需要重新制作钢包、改造精炼炉、连铸钢包回转台以及与钢包相关设备;该方案需要增加大量的投资,而且还增加钢包总重,对安全生产不利。

    2)3)方案3:由于钢包寿命提高到平均157炉,因此可以减薄包衬厚度,牺牲部分钢包寿命,满足精炼炉对上部净空的要求。方案3投资省、运行成本低、安全可靠、对生产无影响。因此,特钢公司决定钢包包壁的工作层厚度由230mm 减至200mm;在钢包出钢量达到120t/炉时,上部净空能够达到450mm,这样既满足钢包炉对上部净空的要求,又降低了铸造吊车的起吊重量,生产更加安全,而且还降低了耐材消耗。

    3)经过生产实践证明,钢包耐材减薄后,耐材寿命仍然达到120~130炉,平均127炉,钢包包衬的侵蚀速率为1.1mm/炉。

2、钢包耐材的优化

    使用过程中发现在钢包后期时,钢壳外壁温度偏高达到300℃左右,甚至达到300℃以上,接近钢材的蠕变温度,存在一定的安全隐患,为此对耐材进行了优化改造。

2.1包壁温度

    原钢包永久层使用高铝浇注料,比重和导热系数均偏高,其理化性能指标见表1。为了降低钢壳外壁温度,将永久层材质由高铝浇注料改成铝镁浇注料,密度和导热系数均有所降低。根据传热学理论分别计算了钢包耐材优化前后的包壳外表面温度,具体数据见图1。

    从图1中可以看出,随着工作层厚度的减少,包壁温度均呈现增加的趋势。优化前,包壳外表面温度最低280℃,最高292℃。优化后,包壁温度最低252℃,最高262℃。

    钢包耐材优化前后,钢包包壳外表面温度计算值和实际测量值如表2所示。

    从理论计算和实测结果说明,优化后钢包包壳外表面温度大幅降低,远低于钢包蠕变温度,更加安全可靠。

2.2钢包散热

    根据传热学理论分别计算了钢包耐材优化前后钢包包壁散热量随工作层厚度变化的情况,见图2。

    从图2可以看出,随着工作层厚度的减少,钢包沿着包壁方向的散热量逐渐增加。改进前新修钢包工作层厚度230mm,下线钢包工作层厚度60mm,包壁散热量为212266~227658W,改进后新修钢包工作层厚度200mm,下线钢包工作层 厚 度 60 mm,包 壁 散 热 量 179624.3 ~188309W,虽然工作层厚度减薄30mm,但改进后沿包壁方向的散热量低于改进前。经计算,改进后 沿 包壁 方向的 散 热量较改 进前平均减少37312W,减少了精炼炉的加热时间,也减少了精炼电耗和电极消耗。

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