影響鋼包自開率的原因淺析及改正措施

蘇有權， 劉少芹， 張 波， 朱長栓

（1.河鋼集團唐鋼公司， 河北 唐山 063016； 2.鄭州振東科技有限公司， 河南 鄭州 452370）

河鋼集團唐鋼公司（以下簡稱唐鋼）一煉鋼廠自開率一直在98.5%左右，自開率低燒眼爐次多不但影響鋼水質量，還影響生產節奏，特別是燒不開停澆的事故給生產和成本造成重大損失。通過對造成不自開燒眼原因的多方面進行分析，找出影響因素，制定相應措施，以減少燒眼爐次提高鋼包自開率，保證產品質量和穩定生產。

1 影響鋼包自開率的原因分析

1.1 鋼包包況

在現實生產中，備用包的自開率遠低于周轉連用包。備用包是指從烘烤器吊出投入使用的鋼包，因為需要安裝滑動機構、上水口等工序，熱修換包操作時間長、溫降大，鋼包內襯溫度降低，尤其是包底，溫降能達到100 ℃以上，造成出鋼后包底結冷鋼，鋼包自開率降低。據統計，2017 年2 月—6 月備用包自開率只有96%，明顯低于周轉包99.4%。

1.2 鋼水在鋼包中的停留時間

鋼水在鋼包內的停留時間是指從轉爐出鋼到連鑄開澆的時間，一般在60～120 min，鋼水隨停留時間延長逐漸降低，尤其是經過LF+RH 雙聯的鋼水停留時間超過120 min，引流砂燒結層厚不自開的幾率大[1]。

1.3 鋼水溫度

鋼包自開率隨鋼水溫度的升高不斷降低，其原因為引流砂中的Fe203固熔體發生還原反應，此反應引起體積膨脹，致使燒結層脆而多孔鋼液滲人燒結層厚度增加。此外，引流砂中含有脈石和添加的石英砂，在高溫環境下，脈石和石英砂自身發生物理—化學變化，還與鉻鐵礦發生反應，形成二次尖晶石。鋼水溫度越高，引流砂燒結速度越快，導致燒結層變厚，不利于鋼水靜壓力沖破燒結層[2]。

1.4 鋼包上水口的影響

目前使用的上水口是經過油侵工藝的，焦油通過氣孔滲透到上水口。安裝到水口座磚內的上水口必須通過烘烤，烤紅后才能安裝滑板。但上水口經過烘烤后焦油滲出，加上烘烤時間短烤不透，加入的引流砂黏附在上水口內壁，內壁不光滑勢必造成引流砂下降產生阻力，下流不順暢造成不自開。

1.5 引流砂質量的影響

引流砂作為煉鋼生產的原輔材料，雖然用量少但在生產中起著非常關鍵的作用。不自開燒眼不但影響生產的節奏，而且鋼水裸露澆鑄造成鋼水吸氧吸氮，雜質增多對鋼水質量影響較大，對后期鋼材的性能造成無法彌補的缺陷。一方面要求引流砂有較高的耐火度，燒結層不能過厚；另一方面要求引流砂流動性好，熱膨脹系數小，打開滑板后能夠自動下流。

1.6 熱修操作的影響

首先是回澆余未回干凈，造成鋼渣回流渣子灌眼，加砂后鋼渣與引流砂燒結不自開。其次是上水口未清理干凈，水口內有鋼渣或毛刺，影響引流砂下流。還有換完滑板后水口內的殘余滑板泥未清理干凈。再就是搖包加砂時包底的渣塊滾入水口，或者引流砂未加滿。上述幾種情況都有可能造成不自開。

2 提高鋼包自開率的措施

通過對影響鋼包自開率的原因進行分析，唐鋼檢修分公司對一鋼軋廠生產現狀進行了梳理，各部門積極配合，制定出提高鋼包自開率相關措施。

2.1 引流砂質量改進措施

2.1.1 引流砂成分調整

以前只要求Cr2O3的含量，對SiO2含量沒做嚴格要求，參考相關的文獻SiO2在1 200 ℃以上因為相變引起較大的體積膨脹，導致填砂與水口內壁的附著力增加，不利于開澆時填砂的自由下落，甚至出現架橋現象，不利于鋼包自開。所以合理控制SiO2的含量，根據化驗結果并參照其他公司的標準，對SiO2含量下調，要求w（SiO2）≤26%。

調整后引流砂成分為：w（Cr2O3）≥30%，w（SiO2）≤26%，w（H2O）≤0.5%

2.1.2 引進新材質引流砂

針對經LF+RH 雙聯鋼種時間長導致的引流砂燒結程度增大，引進鎬質引流砂。具體成分見表1。

前期試驗44 爐全自開，然后批量使用，到2017年11 月份共生產雙聯鋼527 爐，兩爐燒眼自開率99.62%。

2.1.3 每批次進廠前抽檢

對每一批次引流砂進廠前抽檢送公司化驗室化驗，由唐鋼一鋼軋技術科、爐窯中心、廠家共同到庫房取樣，不合格不使用。今年共檢查28 個批次，其中7 個批次不合格重新取樣復檢，有一個批次復檢不合格判定為不合格品。

2.1.4 包裝運輸管理

針對雨季引流砂易受潮的特點，召開專題會議研究包裝、運輸和存儲的問題，并制定相應措施。

1）包裝。除噸袋內有防潮包裝外，小袋也要求有防潮包裝。

2）運輸。運輸車輛備苫布，陰雨天氣必須苫蓋好。

3）外庫存儲。地面鋪一層隔潮的托盤，不能直接放地面上，存放位置不靠近門窗。

2.2 現場改進措施

2.2.1 出鋼控制

出鋼前對爐身的粘渣用炮車進行清理，規范鋼包加料時間和順序，嚴禁早加料。

2.2.2 備用包操作

1）對鋼包烘烤器改造，提高加熱效率，確保投入備用包烘烤包底到紅熱狀態（吊離烤包器時有效溫度保持1 000 ℃以上），連用鋼包使用前包底溫度應保700 ℃以上，嚴禁投入包殼溫度低于700 ℃的鋼包。

2）提高烘烤時間，烘烤時間5 min 提高到8 min。

通過43 個備用包上水口烘烤溫度的測量，平均溫度650 ℃，比原操作提高近100 ℃。

2.2.3 縮短鋼水在鋼包內停留時間

以連鑄為中心，合理組織生產，減少出鋼完畢到連鑄開澆過程中各環節耽誤的時間，制定嚴格的鋼包時刻表，提高鋼包周轉。

引流砂加入時間至轉爐出鋼時間不超過30 min，當間隔時間超過180 min，必須吊包吹掃后重新加入引流砂。

只經過LF 精煉的鋼水停留時間控制在80 min以內，經過LF+RH 雙聯的鋼水停留時間控制在120 min 以內。

對于澆完的鋼包及時組織吊回倒澆余，提高鋼包周轉率，同時防止包底黏鋼黏渣。

2.2.4 熱修進一步加強標準化作業

首先保證水口清理干凈。前面用粗氧管清理水口時只把水口座磚前端清理干凈，不能燒上水口內部，以免把上水口燒偏或凹坑。后面用細氧管清理上水口，要求水口表面光滑、無毛刺。其次換滑板后吹掃干凈水口座磚前部的泥料，清理泥料時包前人員隨時觀察，確保水口座磚前部干凈。最后檢查引流砂是否干燥，內層塑料是否有水跡、有無結塊，確認水口內無鋼渣、渣殼等異物，以水口整體加滿，突出包底并呈饅頭狀為準，不滿足再加。

2.3 鋼包上水口生產工藝的改進

與鋼包水口廠家結合，鋼包上水口材質進行調整，采用不油侵工藝生產，避免因烘烤不透殘留焦油影響自開。通過一段時間的試驗取得良好的效果。綜合備用包的操作，使自開率由原來的99.6%提高到98.0%。

3 結語

引流砂的材質、鋼包包況、鋼水溫度、水口清理、生產節奏。是影響鋼包自開率的重要因素。通過原因分析制定相應的改善措施，自2017 年7 月開展自開率攻關并隨著各項措施的逐步落實，到2018 年上半年自開率由原來的98.5%提升為99.6%，為生產的順行和提高鑄坯質量創造了良好的條件。