Текущая ситуация с использованием промежуточного ковша при непрерывной разливке стали и причины, влияющие на срок его службы

1.2 Факторы, влияющие на срок службы промежуточных ковшей:

(1) Качество огнеупорных материалов:

① Рабочий слой находится в прямом контакте с расплавленной сталью и является критически важным компонентом. Материалы для кладки рабочего слоя: полукремнезём, высокоглинозёмистые, цирконовые или изоляционные панели из кремнезёма, магния и магниевого оливина; также могут использоваться покрытия или набивные массы на магниевой, магниево-хромовой и магниево-кальциевой основе.

② Кирпич для выпускного отверстия промежуточного ковша закладывается в днище, что является слабым местом промежуточного ковша. Обычно используются высокоглинозёмистые и высокотемпературные материалы.

③ Рабочий слой на днище промежуточного ковша легко повреждается ударом расплавленной стали и требует устойчивости к эрозии и износу. В основном применяются высокопрочные смоло-магнезитовые кирпичи, высокоглинозёмистые кирпичи и алюмохромовые кирпичи. В зоне удара расплавленной стали также используются циркониевые кирпичи.

④ Крышка промежуточного ковша устанавливается на промежуточный ковш для теплоизоляции и предотвращения разбрызгивания расплавленной стали. Обычно изготавливается из шамотных или высокоглиноземистых огнеупорных литьевых материалов в качестве крышки ковша.

(2) Уровень организации производства и эксплуатации:

① Уровень расплавленной стали в промежуточном ковше должен оставаться стабильным или иметь незначительные колебания в процессе производства; Организация производства требует, чтобы производительность конвертера соответствовала производительности непрерывной разливки в нормальном режиме, и следует избегать повреждения внутренней футеровки промежуточного ковша, вызванного значительными колебаниями уровня стали из-за задержки непрерывной разливки расплавленной стали.

② Температура расплавленной стали на площадке непрерывной разливки должна быть разумной, чтобы избежать чрезмерного перегрева расплавленной стали, вызывающего размыв внутренней футеровки промежуточного ковша; необходимо избегать повреждения внутренней футеровки промежуточного ковша, вызванного слишком низкой температурой расплавленной стали и повышением температуры из-за проникновения кислорода в промежуточный ковш.

③ Конструкция промежуточного ковша: Промежуточный ковш непрерывной разливки использует такие элементы, как удерживающие стенки, перегородки и турбулентные регуляторы, что не только обеспечивает рациональное течение расплавленной стали в промежуточном ковше, но и способствует всплытию неметаллических включений в расплавленной стали, улучшает качество расплавленной стали и повышает срок службы промежуточного ковша.

Меры по повышению срока службы промежуточных пакетов

2.1 Рабочий слой промежуточного пакета выполнен из сухих материалов

При определенных технологических условиях и с учетом материала и формы футеровки огнеупорных материалов в промежуточном ковше срок службы промежуточного ковша в основном зависит от химической эрозии, высокотемпературного угара и механического износа рабочего слоя стали. Использование сухих материалов обеспечивает высокую устойчивость к эрозии и истиранию, что соответствует требованиям длительной непрерывной разливки.

2.2 Футеровка выполнена из магнезиального огнеупорного материала

Магнезиальные огнеупорные материалы обладают высокой способностью адсорбировать включения в стали, а также хорошей устойчивостью к коррозии и эрозии, что позволяет удовлетворять требованиям высокой серийности непрерывной разливки и улучшать качество расплавленной стали. После использования наблюдается, что шлаковая линия футеровки промежуточного ковша является самой тонкой, а остальные части находятся в диапазоне 30–40 мм. После завершения одной разливки промежуточный ковш также легко удаляется.

2.3 Использование стабилизатора тока

Из-за прямого воздействия потока стали из большого ковша на промежуточный ковш эрозия промежуточного ковша является значительной, а в тяжелых случаях может привести к прорыву. По этой причине было решено использовать стабилизатор потока. Материал стабилизатора потока — магнезиально-углеродистый, а конструкция стабилизатора потока представляет собой контейнер с полой внутренней полостью. Дно внутренней полости стабилизатора потока большое, а устье — маленькое. Использование такой конструкции в стабилизаторе непрерывнолитейного промежуточного ковша оказывает значительный и стабильный эффект в предотвращении захвата шлака в зоне сопла ковша. Качество расплавленной стали в промежуточном ковше высокое, а расход огнеупорных материалов в промежуточном ковше низкий.

2.4 Повышение уровня расплавленной стали в промежуточном ковше

Исходное минимальное требование к уровню жидкости при заливке стали в промежуточный ковш составляло 600 мм, но теперь оно изменено на значение более 700 мм. С увеличением уровня жидкой стали время задержки стали в промежуточном ковше увеличилось. В более глубоких ваннах сопротивление между сталью из ковша и стабилизатором возросло, а скорость потока на контактной поверхности стабилизатора стала меньше, что привело к снижению ударной нагрузки на стабилизатор. Это увеличило время непрерывной разливки стабилизатора, а также повысило срок службы промежуточного ковша.

2.5 Улучшение операции удаления шлака

Изначально переливное отверстие располагалось близко к точке заливки, что затрудняло перелив. С увеличением количества машин непрерывной разливки объём шлака становится большим, и он не успевает своевременно удаляться, что приводит к сильному разъёму футеровки ковша шлаковой линией и ухудшению качества жидкой стали. В связи с этим были изменены положение и форма шлакового переливного отверстия, а также внедрена система оценки. Толщина шлака не должна превышать 30 мм, а при соответствующем ритме требуется своевременное удаление шлака. Толщину шлака следует контролировать на уровне ниже 30 мм, чтобы предотвратить серьёзный разъём шлаковой линией стенки и возникновение проникновения стали в стенку. Одновременно с этим крупный подрядчик должен усилить свои операции, контролируя избыток стали в большом ковше, чтобы избежать попадания большого количества шлака в промежуточный ковш, что вызывает серьёзный разъём шлаковой линией стенки ковша.

2.6 Повышение срока службы стакана-дозатора промежуточного ковша

Повышение уровня планирования производства, сокращение простоев из-за ожидания стали и других причин, стабилизация температуры жидкой стали на участке, снижение количества повторных разливок из-за эксплуатационных проблем, тем самым увеличение срока службы сопла промежуточного ковша и, соответственно, повышение срока службы промежуточного ковша.

2.7 Улучшение процесса раскисления жидкой стали

В качестве раскислителя на заводе Сиган в основном используется кремний-алюминий-барий. Для улучшения эффекта раскисления увеличивается количество добавляемого раскислителя, а также проводится комплексное раскисление путем подачи кремний-кальциевой проволоки в ковш для модификации неметаллических включений в расплавленной стали. Данный процесс не только повышает эффективность раскисления конвертерной стали и снижает содержание оксидных включений в стали, но и улучшает разливаемость стали, устраняя забивание сопла промежуточного ковша, вызванное плохой текучестью стали. Одновременно снижается содержание свободного кислорода в расплавленной стали, что уменьшает эрозию сопла промежуточного ковша и увеличивает срок его службы.

2.8 Рациональный температурный режим

Для обеспечения нормальной разливки жидкой стали перегрев жидкой стали в промежуточном ковше строго контролируется в пределах 10-25 °C. Для повышения успешности первой партии разливки температура выпуска из конвертера на 30-40 °C выше нормальной температуры разливки. Контролировать температуру жидкой стали в промежуточном ковше по средним и нижним пределам, повысив долю годного с 80% до 95%.

2.9 Обеспечение эффективности сушки

При обжиге промежуточного ковша средняя горелка обжигового устройства должна быть направлена на центр стабилизатора, чтобы обеспечить эффект обжига стабилизатора. Конкретные требования к обжигу промежуточного ковша: обжиг на среднем огне — не менее 30 минут, обжиг на сильном огне — не менее 1 часа. Под обжигом на среднем огне понимается такое состояние, когда пламя касается дна ковша, но не выходит наружу, а под обжигом на сильном огне — когда газовый клапан полностью или почти полностью открыт, пламя ударяется о дно ковша и отскакивает, подача воздуха отрегулирована соответствующим образом, а температура пламени достигает максимума. После возникновения сильного огня запрещается прекращать подачу огня или уменьшать пламя в процессе обжига сухой рабочей футеровки промежуточного ковша, чтобы перед разливкой температура стенок промежуточного ковша достигала 1000 °C и выше.

2.10 Совершенствование моделей организации производства

Рационально использовать режим организации производства, планомерно распределять использование промежуточных пакетов, избегать их перерасхода. В обычных условиях промежуточные пакеты следует использовать рационально в порядке кладки, чтобы максимально продлить срок их службы.

2.11 Рациональная производственная система

Соединение потоков жидкой стали между конвертером и машиной непрерывного литья является необходимым условием для обеспечения нормальной работы непрерывной разливки. Требуется своевременная подача жидкой стали на участок непрерывной разливки, усиление передачи информации в производственном планировании и рациональная организация производства для обеспечения стабильности уровня жидкой стали в промежуточном ковше. Одновременно необходимо гарантировать, что уровень жидкой стали в промежуточном ковше находится в заданном диапазоне, чтобы обеспечить срок службы промежуточного ковша.