转炉出钢温降探讨

转炉出钢温降探讨巫盛林福建三钢炼钢厂技术科摘要本文通过实测转炉钢水出钢温度与吹氩5min后钢水温降的变化规律，采用统计分析的方法，指出通过技术改造和加强管理可以降低出钢温度，从而达到提高钢水质量、提高转炉炉龄和降低成本的目的。关键词出钢温度温降•1前言•三钢炼钢厂自1999年6月进行1＃连铸机高效化改造以来，转炉出钢温度大幅度下降。由数据统计知道，平均出钢温度（不包括补吹后出钢的实际温度），由1998年1706℃、1999年的1683℃、2000年的1676℃，降至2001年的1667℃，并且一直稳定在1666℃保持在现在。出钢温度降低，带来了钢铁料耗和合金消耗的下降，以及炉龄、钢包龄、中间包龄、钢水质量和铸坯质量大幅度的提高。本次调查从目前工艺条件出发，对钢水从出钢到吹氩5min后，以及钢包管理等方面的因素对钢水温降的影响进行探讨。•2研究钢种••三钢炼钢厂目前常浇的主要钢种是普碳钢（Q235系列）和低合金钢（HRB335系列）。由于HRB335加入的合金用量远比Q235多，因此，本文主要研究HRB335出钢至吹氩5min结束后的钢水温降。•3出钢过程HRB335钢水温降规律的研究••3.1出钢温度、钢水温降的分布•3.1.1出钢温度分布•这里出钢温度是指补吹后，炉内熔池的实际温度。温度分布如图1所示，出钢温度处于1668℃~1711℃之间。•N=50炉，Tmax=1711℃，Tmin=1668℃，R=43℃，T平均=1685.24℃，S=9.61℃•图1出钢温度分布直方图•从图1可知，出钢温度大部分处于1668℃~1687℃，占统计炉数的64％。•3.1.2钢水温降的分布•出钢温降分布如图2所示，出钢温降处于81℃~125℃之间。•N=50炉，△Tmax=125℃，△Tmin=81℃，R=44℃，△T平均=93.06℃，S=9.33℃。•图2钢水温降分布直方图•从图2可知，出钢钢水温降大部分处于81℃~100℃之间，占统计炉数的82％。•3.2影响钢水出钢过程温降因素的分析•有关的测试研究指出［1］，钢水在钢包内的热损失比例大概是：包衬蓄热(包衬接受钢水后包衬升温而所需热量)占钢水在包中总热损失的45%~50%；包壁的散热占20%；钢水表面辐射散热占20%~30%。有关测定数据指出［1］：钢包包衬蓄热引起钢水降温主要在最初的6min内，在一个小时内基本饱和。钢水表面的散热，如果钢包内钢水表面加覆盖剂保温，浇铸过程中钢包加盖，将使钢水热损失减少35%~40%，比仅有钢渣覆盖的热损失减少13.3%，对钢水终点的温降减少约11~12℃［1］。•由以上分析可以看出，影响钢水出钢温降的主要因素是出钢温度、出钢时间、钢包包壁内衬温度等。•3.2.1出钢温度的影响•将50炉HRB335钢的实测数据进行一元回归分析得出，出钢过程钢水温降△T(℃)与出钢温度T出(℃)的关系式(1)与图3。•△T＝－764.727＋0.509T出┄(1)•r＝0.5238s＝1196.2782•图3钢水温降与出钢温度的关系•由式(1)看出，出钢过程钢水温降△T随出钢温度T出的升高而增大。如将出钢温度控制在1670℃以下，则出钢过程温降可降低至85℃。•3.2.2出钢时间的影响•将50炉HRB335钢的实测数据进行一元回归分析得出，出钢过程温降△T(℃)与出钢时间t出(s)的关系式(2)与图4。•△T＝79.736＋0.0947t出┄┄(2)•r＝0.443s＝855.022•图4钢水温降与出钢时间的关系•由(2)式可知，出钢时间延长，出钢过程钢水温降增大。因此，为减少出钢过程钢水温降，应尽可能地缩短出钢时间。•3.2.3钢包内衬温度的影响•对HRB335钢的实测数据进行一元回归分析，得出出钢过程钢水温降△T(℃)与出钢前钢包内衬温度T包(℃)的关系式为(3)与图5。•△T＝94.184－0.0024T包┄(3)•r＝－0.024s＝1.384•图5钢水温降与钢包内衬温度的关系•由式(3)可知，出钢过程钢水温降△T随钢包内衬温度T包的升高而降低。但是降低的幅度不是很大，主要是钢包内衬的厚度变化，钢包壁与内衬无绝热纤维层影响钢包壁的散热，钢包保温效果不好，钢水温降就大。如6月26日，甲2＃炉第二炉，出钢时间109秒，而出钢温降125℃。通过分析是，此炉钢包无烘烤，钢包为“黑”包，且钢包龄已经达到80炉以上，钢包内衬的耐材比较薄，钢包壁与内衬之间又无绝热纤维层，钢包保温性能就差，钢包壁散热大，钢水温降也就大。这次统计钢包内衬温度700℃~850℃之间占统计炉数的70％，占绝大多数。有关的测试研究指出［1］，对90t钢包，包衬温度由400℃提高到1200℃，钢水总温降可减少25℃。所以说钢包的烘烤、烘烤温度、烘烤时间以及减少出钢前的等待时间，对减少钢水降温起主要作用。•4今后需做工作••4.1在线烘烤•目前钢包在线烘烤，钢包内衬温度不高于800℃~900℃，在线烘烤器罩离钢包上口间隙偏大，造成对流散热大，若改为活动升降罩，减少热损失效果会更好些。•目前在线烘烤位置离出钢位距离长，存在当炉前倒炉测温、取样时，就停止在线烘烤，开到出钢位，等待钢水出钢时间3~4min，造成钢包内衬辐射散热损失。若把在线烘烤位置改到吹氩站，就可缩短钢包行进距离。•4.2钢包在线烘烤前的等待时间•转炉若因铁水供应不足，就可能出现三座炉生产或两座炉生产的局面。由于信息沟通不畅，没有使用的钢包个数就增多，钢包使用循环时间就延长。还有存在处理好的钢包，因行车工无及时吊上钢包车，也就延长钢包的等待时间，这种现象还比较多，钢包等待的时间大都为20~40min，有时等待时间还更长。•所以，应尽可能缩短钢包循环使用过程中的空间等待时间，否则包衬深部温度下降太多，盛钢后钢水降温多。•4.3合金烘烤•下表1［2］出钢过程合金加入量及其温降值•表中每吨钢增加1kg硅锰，钢水温降值大约为2.21℃；每吨钢增加1kg硅铁，钢水升温大约为1.1℃。•目前转炉冶炼钢种HRB335，加硅锰约600kg，硅铁约60kg。可见，HRB335钢水加合金的温降约为42℃。如果采用合金烘烤，估计加入合金温降可以大大降低。合金名称硅铁硅锰钢水温降/℃·kg－1·t钢－1－1.1＋2.21•4.4试验使用SN型滑动水口机构•钢包用SN滑板［3］，内衬温度降低小，装包时间缩短，钢包周转速度加快，在线周转的钢包数量可减少20％左右，促使了生产组织的顺行。目前四座转炉对四台连铸机的生产组织，使用周转钢包数量为11~12个，若采用SN滑板，钢包周转数可减至9~10个。这样，可以大大减轻工人劳动强度。采用SN滑板可使钢包内衬始终处于高温状态，达到降低出钢温度的目的，有利于提高炉衬的寿命，改善钢水质量，降低成本。•5结论•5.1钢水出钢温降平均值为93.06℃；•5.2通过技术改造，可以降低出钢温度，提高钢水质量，降低成本；•5.3在保证连铸浇注顺行的情况下，降低出钢温度、缩短出钢时间和提高钢包内衬温度，可以达到钢水出钢过程的温降；•5.4严格管理，出台相应的考核措施，出钢温度还可以继续降低。•参考文献•［1］倪满森.降低出钢温度实现低过热度连铸.炼钢，1999，（5）.•［2］杨强，刘浏.电炉出钢过程温降规律的研究.炼钢，1999，（1）.•［3］高海潮，等.钢包滑动水口滑板多炉连续使用技术.炼钢，2002，(1).谢谢