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鋼包自動開澆是指鋼包開澆時滑動水口打開后鋼水能從內(nèi)經(jīng)上水口、上滑板流鋼孔、下滑板流鋼孔、下水口自動流出，經(jīng)長水口流入中間包。如果不能自動開澆而采取燒氧不開會造成鑄機斷澆的現(xiàn)象。 鋼包自動開澆的機理，精煉鋼包在滑板安裝完畢并檢查合格后，向鋼包水口內(nèi)加滿引流砂，在出鋼時，鋼水在沖走部分上表面引流砂的同時，與上表面引流砂迅速形成液態(tài)混合體，即液態(tài)融化層：隨著熱量傳輸，在融化層的下部又迅速形成一層固相燒結(jié)層：固相燒結(jié)層的下部為散裝引流砂，隨著鋼水停留時間的延長和溫度的變化，液態(tài)融化層和固相燒結(jié)層保持動態(tài)平衡，連鑄時當滑動水口打開后，下部的散狀引流砂靠自身的重力作用留下來，鋼水的靜壓作用破壞固相的燒結(jié)層，從而實現(xiàn)鋼水自動開澆。
一：影響鋼包自動開澆的原因分析: 影響鋼包自動開澆率下降的主要因素之一是引流砂的質(zhì)量問題，其礦物組成、顆粒級配、材料材質(zhì)、熱膨脹等物理化學(xué)特性對能否自動開澆產(chǎn)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(dǎo)率和較高的燒結(jié)溫度，這樣才能使燒結(jié)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(jié)層的厚度幾乎保持不變。 總結(jié)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(jié)，而且燒結(jié)層厚度過大，強度過高，鋼水的靜壓力不能使燒結(jié)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(jié)，同時鋼水在水口中凝固，最終堵住水口。 （3）引流砂的材質(zhì)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(yīng)燒結(jié)堵塞。 二: 解決方案： （1）材料材質(zhì)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(xué)組成、顆粒組成、理化指標和性能彼此相關(guān)聯(lián)，不同材質(zhì)的引流砂有不同的特點。 硅質(zhì)引流砂：熔點為1680~1700℃，是目前使用最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(nèi)的廠家自動開澆率可達到96%以上。 鋯質(zhì)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(zhì)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(zhì)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(yīng)長時間的高溫作用，容易造成燒結(jié)層過厚，開澆鋼流不能沖破燒結(jié)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(xiàn)象，同時鋼包進行更換滑板、水口時有無法將座磚內(nèi)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(yīng)，生成低熔點化合物MnO•SiO2和 FeO·SiO2，將座磚水口內(nèi)的引流砂黏附在一起，“結(jié)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(yè)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(guān)系。一般以近似球形的最好，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最小孔徑為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(jié)性，因此粒度尺寸的確定要從抗鋼水滲透和燒結(jié)能力兩方面考慮。硅質(zhì)引流砂的最佳配比：1~1.7mm占49.5% ，0.5~1mm 占50%，＜0.5mm占0.5%。鉻質(zhì)引流砂的最佳顆粒配比是：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(nèi)的能力。當鋼液滲入引流砂內(nèi)時，鋼液熱量傳遞給引流砂，促使引流砂過渡燒結(jié)，而鋼液在引流砂內(nèi)部顆粒之間起到結(jié)合劑的作用，促使引流砂燒結(jié)程度增加。同時滑動水流為冷區(qū)，鋼液易凝固而完全堵塞水口，最終導(dǎo)致開動開澆率顯著下降。 引流砂的燒結(jié)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(jié)層，以阻止鋼水滲透：另一種是雖然引流砂未燒結(jié)，但引流砂具有足夠小的粒度，在表面張力或毛細現(xiàn)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。 總結(jié) ：為了使連鑄鋼包達到一個較高的自動開澆率，引流砂的性能至關(guān)重要。選擇合適的材質(zhì)、顆粒形狀及粒度、良好的抗渣性及抗燒結(jié)性能、合適的導(dǎo)熱性及熱膨脹性有助于提高鋼包的自動開澆率。 |
