北京北科麦思科自动化工程技术有限公司

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钢包全程加盖技术
钢包全程加盖技术
  • 详细介绍

钢包全程加盖技术

一、 目的:实施钢包全程加盖的目的有二个。

1.减少钢水和钢包内衬的辐射散热和对环境的热污染。

2.降低炼钢成本。

二、 现状:为了减少钢水及钢包内衬的辐射散热,目前国内外普遍的做法是:


钢包全程加盖技术




钢包全程加盖技术

1.在浇注前最后一次炉外精炼结束后,用人工或布料设施向钢液面投加保温材料(如稻壳、废纸浆颗粒、粉煤灰为主的颗粒状保温材等)。

2.在连铸大包回转台上增加钢包加盖装置。

3.由于浇注结束后,钢包内衬温度急剧下降,为了不使出钢时钢水降温过大,在钢包准备完毕,准备再次受钢前,在钢包台车线上设在线快速烘烤装置,将钢包内衬表面温度烘烤到1200℃左右。

除了上述三点措施外,国内外除个别厂外,在转炉出钢后——炉外精炼前以及炉外精炼后——钢包吊上连铸大包回转台前这两个阶段都处于钢水向环境自由辐射散热状态;在浇注结束,钢包由连铸大包回转台上吊下直到在线快速烘烤之前,钢包耐火内衬向环境自由辐射散热状态。所谓钢包全程加盖是指在钢包使用过程的整个周期内,除钢包受钢及炉外精炼二个阶段外,其余时刻钢包都被包盖所盖住,这就可以大大减少钢水及钢包向环境的辐射散热。本技术的另一个特点是不使用厂房内作业率已经很高的大型吊车完成揭/加盖操作,而由不需要任何附加动力或只需功率极低的附加动力装置来完成揭/加盖操作。此外使用本技术后加钢包的揭/加盖操作基本上不会影响钢水的传隔时间、不会扰乱厂房内的物流。

三、 钢包全程加盖的效果

1.钢包耐火内衬的温度场

图4是无盖时钢包内衬的温度场的变化情况。直线a是钢包内盛纳钢水时的温度场。当浇注结束后,高温内衬向环境辐射散热,其内壁(热端)温度很快由1600℃左右下降到600℃左右甚至更低,其耐材内部温度也相应下降,其温度分布如曲线b。由曲线b可知,离热端工作面越近,其温度也下降得越多。当钢包清理及准备结束后,置于在线快速烘烤装置处烘烤后钢包耐材温度恢复到直线c,出钢后耐材温度又逐渐上升最后回到直线a。可知耐材温度由直线c上升到直线a所吸收的热量是钢水温度下降得较快的原因,这部分热量只能通过提高出钢温度来补偿。



钢包全程加盖技术

2.钢包加盖与不加盖的比较

国外某厂对二种150吨钢包分别测定其表面温度变化后,计算出其热损失的情况,图5反映了二种钢包的热损失情况。由图5可知:

未加盖的钢包在浇注结束后的辐射热损失(以一分为一个计算单位元)最大,以后随着内衬温度下降,热损失逐步减少,这种情况符合辐射散热的规律。二十二分后钢包清理和再次受钢的准备工作完成,开始在线烘烤(此时的热损失为负值,表明钢包内衬吸收了燃气燃烧所放出的热。随着内衬温度逐步提高,内衬温度与燃烧废气温差缩小。内衬吸热速度显著减慢。这说明在线烘烤的效率是很低的。在线烘烤结束到出钢这段时间钢包的辐射散热速度再次升高。

加盖后钢包的热损失情况显著不同。从浇注结束一直到出钢前几分钟,钢包一直被包盖所覆盖,其热损失几乎是一个定值,呈现出传导散热的特征,只是在出钢前几分钟揭盖后,短期内衬呈现辐射散热的特征。

3.钢包加盖后的实际效果:由于国内外钢包加盖情况极少,因此实绩数据不多。据已有资料,巴西CST钢厂150吨实绩,采用钢包加盖措施后,取消在线快速烘烤尚可降低出钢温度10~15℃。

归纳起来采用加盖钢包后可得到如下效果:

3.1直接经济效益:降低出钢温度10~15℃。根据各厂综合统计情况,每降低出钢温度1℃可降低炼钢成本1.5~2元/吨钢水。

3.2降低出钢温度15℃/吨钢水,相当于少向环境排放3150Kcal/吨钢水(13190KJ/吨钢水),相当于少燃烧标准煤450Kg/吨钢水。

3.3转炉出钢温度降低,[O]相应降低,脱氧合金消耗降低;出钢温度降低,可增加废钢比,提高钢水产量;出钢温度降低,可提高转炉终点控制命中率,缩短冶炼时间;出钢温度下降,有利于延长转炉炉衬寿命,降低耐材消耗。

3.4取消钢包在线快速烘烤装置(降低基建费用)、降低能耗。关于在线快速烘烤所消耗的能源介质,各厂情况有所不同。如宝钢集团某分厂150吨转炉实绩,在线快速烘烤消耗天然气约0.3~0.4Nm3/吨钢水。取消在线烘烤还可少向环境排放约3500Kcal/吨钢水(约14650KJ/吨钢水)

3.5加盖钢包内钢水上下温度均匀,可减少中间包钢水温度的波动,对稳定连铸拉速有利,从而减少连铸的操作事故,连铸拉速稳定,结晶器液面波动减少,可提高铸坯的表面质量;受钢时加盖钢包比预热钢包温度还高,而且上下温度均匀,钢包内粘冷钢、冷渣很少,从而减少对渣线、包底清理时间;加盖钢包耐火内衬急冷急热时间短少,寿命延长,耐材消耗大大降低,钢包周转快,可减少在线钢包的使用只数。

3.6取消钢水保温材(降低生产费用,并减少作业的辅助时间,可提高生产量);保温材投放装置(降低基建费用);取消连铸大包回转台钢包加盖装置(降低基建费用)。