CN100596309C - 一种10~30吨底漏钢包炉外精炼方法 - Google Patents

一种10~30吨底漏钢包炉外精炼方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及10-30吨底漏钢包的炉外精炼技术,具体为一种10~30吨底漏钢包炉外精炼方法。本发明方法主要采用早期电渣保护技术、电渣加热技术、长时间吹氩精炼技术、防止塞杆粘包技术、防止塞杆变形技术、避免卷气、夹杂技术及炉衬保护技术等。成功解决了吹氩气精炼时间不足防止卷气、夹杂及以及塞杆变形、打不开钢包等问题。合理设计了电加热输出功率和吹氩位置、吹氩量、吹氩时间,有效的对金属液进行除气、脱硫、去夹杂等,显著的提高了钢水的质量。本发明主要通过对10~30吨钢包进行电渣加热,同时长时间进行通氩精炼,以石墨为电极,输出功率能够满足温降速度最快时所需的功率,保证钢液温度稳定不降低。

Description

一种10~30吨底漏钢包炉外精炼方法
技术领域
本发明涉及10-30吨底漏钢包的炉外精炼技术,具体为一种10~30吨底漏钢包炉外精炼方法。
背景技术
随着工业的不断发展,传统的炼钢工艺和装备难以满足高质量要求,因此必须采用炉外精炼技术。近些年来,随着纯净钢生产技术的进步以及降低生产成本的要求,炉外精炼工艺与设备迅速普及。目前,在工业规模上普及的炉外精炼法,根据其特点可分以下几类:真空脱气法、钢包精炼法、AOD法,而在这些方法中底吹氩气技术广泛被采用。精炼炉底吹氩气炼钢技术具有成本低、操作简单、搅拌效果好等特点,并由此产生了一系列有益的冶炼效果。
对于10-30吨中间精炼包来说存在两个最需解决的困难:吹氩时间短,采用什么加热方式保证钢水温度稳定。由于中间包容量小,当钢水浇入中间包后,钢水温度下降快,必须提供热源保证吹氩时间。
发明内容
本发明的目的在于提供一种10~30吨底漏钢包炉外精炼方法,主要采用早期电渣保护技术、电渣加热技术、长时间吹氩精炼技术、防止塞杆粘包技术、防止塞杆变形技术、避免卷气、夹杂技术及炉衬保护技术等,成功解决了吹氩气精炼时间不足、防止卷气夹杂及以及塞杆变形、打不开钢包等问题。合理设计了电加热输出功率和吹氩位置、吹氩量、吹氩时间,有效的对金属液进行除气、脱硫、去夹杂等,显著的提高了钢水的质量。
本发明的技术方案是:
本发明涉及10~30吨底漏钢包炉外精炼方法,其技术特征在于包括:
1)采用早期电渣保护技术、电渣加热技术、控制钢包金属液温度、长时间吹氩精炼技术;
2)防止塞杆粘包技术,防止塞杆变形技术;
3)避免卷气、夹杂技术及炉衬保护技术。
所述步骤1),在钢水出炉以前在钢包的底部放置厚100~500mm的电渣。
所述步骤1),电渣的主要成分为:CaF2 70~80wt%,Al2O3 20~30wt%。
所述步骤1),在钢水出炉以后,电渣加热技术是对钢包炉外精炼提供热源,在长时间吹氩气条件下,保证钢液温度均匀、稳定。
所述步骤1),电渣加热方式:以石墨为电极,输出功率能够满足温降速度最快时所需的功率,随时间的延续,功率补偿递减,这样能保证钢液温度稳定,同时又能节约电能,功率为70~200KW,通电时间为20~60分钟。
所述步骤1)电渣加热位置,将石墨电极放置在金属液上部的保护电渣中,位于电渣厚度的2/3~3/4处,与金属液相近,可以防止电极产生电弧对炉衬的保护。
所述步骤1),在电渣加热的同时进行长时间吹氩精炼,长时间吹氩精炼技术其特点为:吹氩位置在距钢包中心0.5R~0.7R,R为钢包半径,氩气压力为0.2~0.8MPa,压力管道内径3~15mm,吹氩时间25~45分钟,在吹氩之前大气流量搅拌溶池,提高去除夹杂效果。
所述步骤2),钢包底部与塞杆底部相接处的底漏塞孔砖高出底面100~250mm,以保证接触部分处于高温状态,便于塞杆活动。
所述步骤2),塞杆采用空心设计,塞杆的空心为
Figure C20081001190300052
10~30mm,在塞杆的中心通道通空气或氩气,压力为0.2~0.5MPa,时间20~60分钟。以降低塞杆的温度,保证塞杆长时间不发生变形。
所述步骤3),钢包底部与塞杆底部相接处的底漏塞孔砖高出底面100~250mm,并且塞孔砖顶部采用外卷方式,外卷半径为R60~R80mm,防止卷气、夹杂。
所述步骤3),在钢包耐火砖外层涂抹一层10~50mm厚的耐火泥;
本发明中,耐火泥粒度为40-80目,与水玻璃混合使用,水玻璃占耐火泥重量的3~10%;按重量百分比计算,耐火泥中:Al2O3:20%;SiO2:65%;C:10%,余为Na2O、K2O。
本发明主要通过对10~30吨钢包进行电渣加热,同时长时间进行通氩精炼,以石墨为电极,输出功率能够满足温降速度最快时所需的功率,保证钢液温度稳定不降低。此外,采用防止塞杆粘包技术、防止塞杆变形技术、避免卷气、夹杂技术及炉衬保护技术等保证工艺的可靠性与重复性,充分精炼钢包中的金属液,显著减少金属液中的夹杂物,提高钢液质量。
本发明具有如下有益效果:
1、本发明是10~30吨底漏钢包炉外精炼技术,以石墨为电极进行电渣加热,同时长时间进行通氩精炼,保证钢液温度稳定不降低,采用防止塞杆粘包技术、防止塞杆变形技术、避免卷气、夹杂技术及炉衬保护技术等,充分精炼钢包中的金属液,显著减少金属液中的夹杂物,提高钢液质量。
2、本发明适用于各种金属液进行炉外精炼,彻底解决了小中型底漏包粘包,打不开包、塞杆变形,不能闭包等问题。
3、本发明解决了过去小中型钢包不能精炼的问题,通过本发明显著减少金属液中的夹杂物、有害气体,并可以避免气体、夹杂的进入型腔中。
4、本发明适用于各种金属液中小型钢包炉外精炼,装置简单、费用低工艺重复性强,可靠性强便于推广。
附图说明:
图1本发明电渣加热底漏钢包装置示意图。
其中:1-塞孔砖;2-钢包耐火泥;3-金属液;4-吹氩通道;5-金属板;6-钢包底部耐火砖;7-保温板;8-钢包周围耐火砖;9-保护电渣;10-电极支撑架;11-电极;12-塞杆外层耐火砖;13-塞杆;14-塞杆支架;15-塞杆控制部分;16-钢包周围耐火泥。
图2本发明塞杆系统示意图;
其中:1-塞孔砖;13-塞杆;17-底座砖;18-塞头砖。
图3采用本发明电渣加热图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例详述本发明。
如图1所示,本发明电渣加热底漏钢包装置示意图,该装置主要包括:钢包、加热部分、塞杆系统等。其中,钢包设有塞孔砖1、钢包耐火泥2、吹氩通道4、金属板5、钢包底部耐火砖6、保温板7、钢包周围耐火砖8、钢包周围耐火泥16等,由外到内设置的金属板5、耐火砖(钢包底部耐火砖6、钢包周围耐火砖8)形成钢包外壳;在钢包底部,钢包底部耐火砖6顶部设置钢包耐火泥2,钢包底部分别设有塞孔砖1、吹氩通道4;在钢包周围,金属板5与钢包周围耐火砖8之间设置保温板7,在钢包周围耐火砖8内侧设置钢包周围耐火泥16。加热部分设有保护电渣9、电极支撑架10、电极11,保护电渣9覆盖于钢包内金属液3上,电极11一端夹持于电极支撑架10上,电极11另一端伸入保护电渣9中。
本发明中,加热电极11放置在保护电渣9中进行加热,由吹氩通道4进行吹氩精炼,金属液3精炼以后从塞孔砖1进行浇注。
如图1-图2所示,塞杆系统可以由塞杆外层耐火砖12、塞杆13、塞杆支架14、塞杆控制部分15、塞头砖18组成。塞杆13一端安装于塞杆支架14上,另一端通过塞头砖18与钢包底部的塞孔砖1配合,中心开孔的塞孔砖1设置于底座砖17内侧,塞杆13为由塞杆外层耐火砖12构成的空心塞杆,塞杆支架14上设置有塞杆控制部分15,用于控制塞杆13的启闭。本发明采用空心塞杆可进行冷却防止塞杆变形,塞孔砖1、底座砖17、塞头砖18三者设计既可以防止粘包又可以防止卷气、夹杂的流入。
如图3所示,采用本发明电渣加热图。
实施例1
本实施例的材质为45号钢,金属液重量10吨,精炼时间30分钟。
本发明的实施情况如下:主要采用早期电渣保护技术、电渣加热技术、长时间吹氩精炼技术、防止塞杆粘包技术、防止塞杆变形技术、避免卷气、夹杂技术及炉衬保护技术等。具体工艺如下:
1、早期电渣保护,在钢水出炉以前在钢包的底部放置厚200mm的电渣,电渣的主要成分为:CaF2 70wt%,Al2O3 30wt%。石墨电极放置在金属液上部的保护电渣中,位于电渣厚度的2/3处,电渣加热时间30分钟,功率为100KW,钢包金属液温度1560℃。
2、长时间吹氩精炼技术其特点为:吹氩位置在距钢包中心0.5R(R为钢包半径),氩气压力为0.3MPa,压力管道内径
Figure C20081001190300071
5mm,吹氩时间30分钟。
3、防止塞杆粘包,钢包底部与塞杆底部相接处的底漏塞孔砖高出底面100mm,防止塞杆变形技术;塞杆的空心为10mm,在塞杆的中心通道通氩气,压力为0.35MPa,时间30分钟。避免卷气、夹杂塞孔砖顶部采用外卷方式,外卷半径为R60mm,在钢包耐火砖外层耐火泥20mm厚。本实施例中,耐火泥粒度为40-80目,与水玻璃混合使用,水玻璃占耐火泥重量的6%;耐火泥为常用耐火泥,按重量百分比计算,Al2O3:20%;SiO2:65%;C:10%,余为Na2O、K2O。
采用本发明,解决了吹氩气精炼时间不足、卷气、夹杂以及塞杆变形、打不开钢包等问题。电加热输出功率和吹氩位置、吹氩量、吹氩时间,有效的对金属液进行除气、去夹杂等,显著的提高了钢水的质量。
实施例2
本实施例的材质为高锰钢,金属液重量15吨,精炼时间35分钟。
本发明的实施情况如下:主要采用早期电渣保护技术、电渣加热技术、长时间吹氩精炼技术、防止塞杆粘包技术、防止塞杆变形技术、避免卷气、夹杂技术及炉衬保护技术等。具体工艺如下:
1、早期电渣保护,在钢水出炉以前在钢包的底部放置厚300mm的电渣,电渣的主要成分为:CaF2 75wt%,Al2O3 25wt%。石墨电极放置在金属液上部的保护电渣中,位于电渣厚度的2/3处,电渣加热时间35分钟,功率为120KW,钢包金属液温度1550℃。
2、长时间吹氩精炼技术其特点为:吹氩位置在距钢包中心0.6R(R为钢包半径),氩气压力为0.4MPa,压力管道内径8mm,吹氩时间35分钟。
3、防止塞杆粘包,钢包底部与塞杆底部相接处的底漏塞孔砖高出底面150mm,防止塞杆变形技术;塞杆的空心为
Figure C20081001190300082
20mm,在塞杆的中心通道通氩气,压力为0.45MPa,时间35分钟。避免卷气、夹杂塞孔砖顶部采用外卷方式,外卷半径为R70mm,在钢包耐火砖外层耐火泥30mm厚。本实施例中,耐火泥粒度为40-80目,与水玻璃混合使用,水玻璃占耐火泥重量的3%;耐火泥为常用耐火泥,按重量百分比计算,Al2O3:20%;SiO2:65%;C:10%,余为Na2O、K2O。
钢包温度变化较小,吹氩气精炼时间长,减少卷气、夹杂,解决塞杆变形、打不开钢包等问题。电加热输出功率和吹氩位置、吹氩量、吹氩时间达到要求,有效的对金属液进行除气、去夹杂等,显著的提高了钢水的质量。
实施例3
本实施例的材质为35CrMo钢,金属液重量25吨,精炼时间40分钟。
本发明的实施情况如下:主要采用早期电渣保护技术,电渣加热技术,长时间吹氩精炼技术,防止塞杆粘包技术,防止塞杆变形技术,避免卷气、夹杂技术及炉衬保护技术等。具体工艺如下:
1、早期电渣保护,在钢水出炉以前在钢包的底部放置厚400mm的电渣,电渣的主要成分为:CaF2 80wt%,Al2O3 20wt%。石墨电极放置在金属液上部的保护电渣中,位于电渣厚度的3/4,电渣加热时间40分钟,功率为140KW,钢包金属液温度1570℃。
2、长时间吹氩精炼技术其特点为:吹氩位置在距钢包中心0.7R(R为钢包半径),氩气压力为0.5MPa,压力管道内径
Figure C20081001190300091
15mm,吹氩时间40分钟。
3、防止塞杆粘包,钢包底部与塞杆底部相接处的底漏塞孔砖高出底面200mm,防止塞杆变形技术;塞杆的空心为
Figure C20081001190300092
12mm,在塞杆的中心通道通氩气,压力为0.55MPa,时间40分钟。避免卷气、夹杂塞孔砖顶部采用外卷方式,外卷半径为R80mm,在钢包耐火砖外层耐火泥40mm厚。本实施例中,耐火泥粒度为40-80目,与水玻璃混合使用,水玻璃占耐火泥重量的10%;耐火泥为常用耐火泥,按重量百分比计算,Al2O3:20%;SiO2:65%;C:10%,余为Na2O、K2O。
吹氩精炼时间长,温度控制均匀。气体、夹杂上浮到保护渣中,解决塞杆变形、打不开钢包等问题。电加热输出功率和吹氩位置、吹氩量、吹氩时间符合要求,有效的对金属液进行除气、去夹杂等,显著的提高了钢水的质量。
本发明工作过程及结果:
利用本发明在10~30吨底漏钢包的炉外精炼时,主要采用早期电渣保护技术、电渣加热技术、长时间吹氩精炼技术、防止塞杆粘包技术、防止塞杆变形技术,避免卷气、夹杂技术及炉衬保护技术等。成功解决了吹氩气精炼时间不足防止卷气、夹杂及以及塞杆变形、打不开钢包等问题。合理设计了电加热输出功率和吹氩位置、吹氩量、吹氩时间,有效的对金属液进行除气、脱硫、去夹杂等,显著的提高了钢水的质量。
实施例结果表明,本发明主要采用电渣加热、长时间吹氩精炼技术、防止塞杆粘包技术、防止塞杆变形技术满足了小型中间包对炉外精炼的需要,只需对原有中间包进行改进,操作工艺简单。与感应电流、等离子加热方式相比,本发明采用了电渣加热方式,它不仅投资小、使用方便,而且减轻了高温对炉衬的侵蚀,使热量快速传递给钢液,保证钢液温度稳定。电渣加热保证了吹氩时间,采用的碱性渣系不仅有助于除硫,也避免了气体倒吸,通过吹氩搅拌后,去除气体、夹杂的效果明显。为防止浇铸过程中二次氧化,在下水口外采用氩气保护装置。
在此项技术的开发过程中,充分考虑了其实用性和易操作性,仍采用塞棒式操纵机构,可移动电加热系统,也充分利用原有设备,做到低投入,又能得到良好的去除效果,能大大提高钢水质量,具有很大的市场潜力。

Claims (2)

1、一种10~30吨底漏钢包炉外精炼方法,其特征在于,采用早期电渣保护技术、电渣加热技术、控制钢包金属液温度、长时间吹氩精炼技术、防止塞杆粘包技术、防止塞杆变形技术、避免卷气、夹杂技术和炉衬保护技术:
(1)早期电渣保护技术,在钢水出炉以前,在钢包的底部放置厚100~500mm的电渣;
(2)电渣加热技术,在钢水出炉以后,通过电渣加热对钢包炉外精炼提供热源,在长时间吹氩气条件下,保证钢液温度均匀、稳定;
(3)控制钢包金属液温度,以石墨为电极,输出功率能够满足温降速度最快时所需的功率,随时间的延续,功率补偿递减,功率为70~200KW,通电时间为20~60分钟;将石墨电极放置在金属液上部的保护电渣中,石墨电极位于电渣厚度的2/3~3/4处,与金属液相近;
(4)长时间吹氩精炼技术,在电渣加热的同时进行长时间吹氩精炼,吹氩位置在距钢包中心0.5R~0.7R,R为钢包半径,氩气压力为0.2~0.8MPa,压力管道内径
Figure C2008100119030002C1
3~15mm,吹氩时间25~45分钟,在吹氩之前大气流量搅拌溶池;
(5)防止塞杆粘包技术,钢包底部与塞杆底部相接处的底漏塞孔砖高出底面100~250mm,以保证接触部分处于高温状态,便于塞杆活动;
(6)防止塞杆变形技术,塞杆采用空心设计,塞杆的空心为
Figure C2008100119030002C2
10~30mm,在塞杆的中心通道通空气或氩气,压力为0.2~0.5MPa,时间20~60分钟,以降低塞杆的温度,保证塞杆长时间不发生变形;
(7)避免卷气、夹杂技术,钢包底部与塞杆底部相接处的底漏塞孔砖高出底面100~250mm,并且塞孔砖顶部采用外卷方式,外卷半径为R60~R80mm,防止卷气、夹杂;
(8)炉衬保护技术,在钢包耐火砖外层涂抹一层10~50mm厚的耐火泥;耐火泥粒度为40-80目,与水玻璃混合使用,水玻璃占耐火泥重量的3~10%;按重量百分比计算,耐火泥中:Al2O3:20%;SiO2:65%;C:10%,余为Na2O、K2O。
2、按照权利要求1所述的10~30吨底漏钢包炉外精炼方法,其特征在于,电渣的主要成分为:CaF2 70~80wt%,Al2O3 20~30wt%。
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