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鋼包全程加蓋技術
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鋼包全程加蓋技術

一、?目的:實施鋼包全程加蓋的目的有二個。

1.減少鋼水和鋼包內襯的輻射散熱和對環境的熱污染。

2.降低煉鋼成本。

二、?現狀:為了減少鋼水及鋼包內襯的輻射散熱,目前國內外普遍的做法是:


鋼包全程加蓋技術




鋼包全程加蓋技術

1.在澆注前最后一次爐外精煉結束后,用人工或布料設施向鋼液面投加保溫材料(如稻殼、廢紙漿顆粒、粉煤灰為主的顆粒狀保溫材等)。

2.在連鑄大包回轉臺上增加鋼包加蓋裝置。

3.由于澆注結束后,鋼包內襯溫度急劇下降,為了不使出鋼時鋼水降溫過大,在鋼包準備完畢,準備再次受鋼前,在鋼包臺車線上設在線快速烘烤裝置,將鋼包內襯表面溫度烘烤到1200℃左右。

除了上述三點措施外,國內外除個別廠外,在轉爐出鋼后——爐外精煉前以及爐外精煉后——鋼包吊上連鑄大包回轉臺前這兩個階段都處于鋼水向環境自由輻射散熱狀態;在澆注結束,鋼包由連鑄大包回轉臺上吊下直到在線快速烘烤之前,鋼包耐火內襯向環境自由輻射散熱狀態。所謂鋼包全程加蓋是指在鋼包使用過程的整個周期內,除鋼包受鋼及爐外精煉二個階段外,其余時刻鋼包都被包蓋所蓋住,這就可以大大減少鋼水及鋼包向環境的輻射散熱。本技術的另一個特點是不使用廠房內作業率已經很高的大型吊車完成揭/加蓋操作,而由不需要任何附加動力或只需功率極低的附加動力裝置來完成揭/加蓋操作。此外使用本技術后加鋼包的揭/加蓋操作基本上不會影響鋼水的傳隔時間、不會擾亂廠房內的物流。

三、?鋼包全程加蓋的效果

1.鋼包耐火內襯的溫度場

圖4是無蓋時鋼包內襯的溫度場的變化情況。直線a是鋼包內盛納鋼水時的溫度場。當澆注結束后,高溫內襯向環境輻射散熱,其內壁(熱端)溫度很快由1600℃左右下降到600℃左右甚至更低,其耐材內部溫度也相應下降,其溫度分布如曲線b。由曲線b可知,離熱端工作面越近,其溫度也下降得越多。當鋼包清理及準備結束后,置于在線快速烘烤裝置處烘烤后鋼包耐材溫度恢復到直線c,出鋼后耐材溫度又逐漸上升最后回到直線a??芍筒臏囟扔芍本€c上升到直線a所吸收的熱量是鋼水溫度下降得較快的原因,這部分熱量只能通過提高出鋼溫度來補償。



鋼包全程加蓋技術

2.鋼包加蓋與不加蓋的比較

國外某廠對二種150噸鋼包分別測定其表面溫度變化后,計算出其熱損失的情況,圖5反映了二種鋼包的熱損失情況。由圖5可知:

未加蓋的鋼包在澆注結束后的輻射熱損失(以一分為一個計算單位元)最大,以后隨著內襯溫度下降,熱損失逐步減少,這種情況符合輻射散熱的規律。二十二分后鋼包清理和再次受鋼的準備工作完成,開始在線烘烤(此時的熱損失為負值,表明鋼包內襯吸收了燃氣燃燒所放出的熱。隨著內襯溫度逐步提高,內襯溫度與燃燒廢氣溫差縮小。內襯吸熱速度顯著減慢。這說明在線烘烤的效率是很低的。在線烘烤結束到出鋼這段時間鋼包的輻射散熱速度再次升高。

加蓋后鋼包的熱損失情況顯著不同。從澆注結束一直到出鋼前幾分鐘,鋼包一直被包蓋所覆蓋,其熱損失幾乎是一個定值,呈現出傳導散熱的特征,只是在出鋼前幾分鐘揭蓋后,短期內襯呈現輻射散熱的特征。

3.鋼包加蓋后的實際效果:由于國內外鋼包加蓋情況極少,因此實績數據不多。據已有資料,巴西CST鋼廠150噸實績,采用鋼包加蓋措施后,取消在線快速烘烤尚可降低出鋼溫度10~15℃。

歸納起來采用加蓋鋼包后可得到如下效果:

3.1直接經濟效益:降低出鋼溫度10~15℃。根據各廠綜合統計情況,每降低出鋼溫度1℃可降低煉鋼成本1.5~2元/噸鋼水。

3.2降低出鋼溫度15℃/噸鋼水,相當于少向環境排放3150Kcal/噸鋼水(13190KJ/噸鋼水),相當于少燃燒標準煤450Kg/噸鋼水。

3.3轉爐出鋼溫度降低,[O]相應降低,脫氧合金消耗降低;出鋼溫度降低,可增加廢鋼比,提高鋼水產量;出鋼溫度降低,可提高轉爐終點控制命中率,縮短冶煉時間;出鋼溫度下降,有利于延長轉爐爐襯壽命,降低耐材消耗。

3.4取消鋼包在線快速烘烤裝置(降低基建費用)、降低能耗。關于在線快速烘烤所消耗的能源介質,各廠情況有所不同。如寶鋼集團某分廠150噸轉爐實績,在線快速烘烤消耗天然氣約0.3~0.4Nm3/噸鋼水。取消在線烘烤還可少向環境排放約3500Kcal/噸鋼水(約14650KJ/噸鋼水)

3.5加蓋鋼包內鋼水上下溫度均勻,可減少中間包鋼水溫度的波動,對穩定連鑄拉速有利,從而減少連鑄的操作事故,連鑄拉速穩定,結晶器液面波動減少,可提高鑄坯的表面質量;受鋼時加蓋鋼包比預熱鋼包溫度還高,而且上下溫度均勻,鋼包內粘冷鋼、冷渣很少,從而減少對渣線、包底清理時間;加蓋鋼包耐火內襯急冷急熱時間短少,壽命延長,耐材消耗大大降低,鋼包周轉快,可減少在線鋼包的使用只數。

3.6取消鋼水保溫材(降低生產費用,并減少作業的輔助時間,可提高生產量);保溫材投放裝置(降低基建費用);取消連鑄大包回轉臺鋼包加蓋裝置(降低基建費用)。

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