精炼钢包底吹透气砖不过气的原因分析
发布日期： 2020-02-15 13:55:21 阅读量（524） 作者：刘梓明随着冶金行业品种和产品质量的不断提升，各钢铁公司都在加大对炉外精炼的投入和研究。天津钢铁集团有限公司(以下简称天钢)配备了3座LF炉，1座VD炉炉外精炼装备，而影响其工艺的关键是精炼钢包底吹透气砖的透气性能。精炼钢包底吹的原理是通过钢包底部透气元件向钢包吹入惰性气体来搅拌钢水，以达到促进夹杂物上浮、均匀钢水成分和温度的目的。天钢底吹氩采用的是防漏钢机构分体式外装透气砖，自2004年3月投产使用以来，在实际生产中出现了因精炼钢包底吹透气砖不过气或流量低而造成倒包的生产事故，严重影响了品种钢的质量、生产的顺行及生产成本。要提高精炼钢包底吹透气砖的吹成率，需要分析影响底吹透气砖不过气的各种因素，并制定相应的改进措施，以杜绝此类事故的发生。
精炼钢包底吹透气砖不过气的原因分析
通过统计211起钢包底吹不过气或流量低而造成的倒包事故，其主要原因见图1。
图1 精炼钢包底吹不过气或流量低原因分类图
1、狭缝式透气砖气道堵塞
通过对堵塞透气砖残留物的分析，主要有以下几个因素。
1.1透气砖狭缝渗钢
从用后残留物取下夹钢钢片，经测量钢片长度在30～50mm，厚度存在两种现象：一是夹钢钢片厚度较均匀，接近于透气砖狭缝尺寸0.25mm;二是夹钢钢片厚度超过狭缝尺寸，最厚处可达0.4mm。此类渗钢约占透气砖气道堵塞的62%。分析其原因：
(1)透气砖狭缝参数设计的缝隙过大;
(2)氩气管道系统未安装排气支路，结束操作时，透气砖本身就会由于倒吸管的原因，使得钢液回流进入透气砖狭缝;
(3)透气砖的热稳定性差，接触高温钢水后其表面受热应力作用发生尺寸变化，钢水容易渗入。
1.2底吹透气砖产生裂纹，砖体和气道渗钢
从用后残留物取纵向剖析，透气砖产生裂纹分为纵向和横向两种，有时单独出现，有时同时出现。纵裂纹引起钢液从纵裂纹处渗入并扩延到气道，形成纵向钢水渗透;横向裂纹多出现在透气砖体至钢液面30mm范围内，钢液渗入到横裂纹处形成一层约0.35mm厚的钢片。产生裂纹原因：
(1)透气砖的抗热稳定性不稳定出钢前钢包温度为800～900℃，转炉出钢温度为1640～1660℃，透气砖上部由于温差大而产生热应力，引起裂纹和脱落。另外，低温高速的惰性气体使透气砖狭缝区域温度较其他部位低，使透气砖内部产生较大的温差，导致透气砖碎裂、横断。
(2)非耐材原因出现的横断裂转炉吹氩开关设置在炉下，开气时间不易控制，造成透气砖超时空吹;停产检修时，钢包停放时间过长，受烘烤器限制，造成有的钢包烘烤时间短，包底温度极低。出钢时发生非正常的透气砖横断裂现象。
1.3钢水穿透透气砖堵塞防漏机构气室
操作工对透气砖使用判断出现失误，透气砖残余厚度薄，在吹氩过程中造成钢水穿透，流入到防漏机构将机构气室堵塞，见图2，中断了气体的流入。
图2 钢水穿透透气砖堵塞防漏机构气室实物图
2、透气砖表面覆盖有较厚冷钢
2.1透气砖凹坑的形成为积冷钢创造了条件
(1)底吹座砖抗钢水冲刷性、抗气体冲击及抗渣侵蚀性不稳定，底吹座砖喇叭状侵蚀严重并加速了透气砖的侵蚀。因而形成较深的凹坑。
(2)热修补料粘结及抗冲刷性能差，使用几炉后就完全脱离，对凹坑的修补不能起到有效的效果。
2.2钢包未进行底吹氩操作造成的积冷钢
个别炉次在出钢过程中不进行钢包底吹氩操作，在钢水的高温和静压力作用下造成新的渗钢堵塞，影响在精炼工位的吹氩操作。从倒包情况看往往在钢包底部有一层较薄的冷钢。
2.3钢水质量、生产节奏等造成的积冷钢
钢水温度低和流动性差、生产节奏和事故原因造成个别钢包在非吹氩位停留时间过长、钢包烘烤不到位等都会增加透气砖表面积冷钢的几率而影响钢包底吹的透气性能。从倒包情况看，往往在钢包底部有一层较厚的冷钢。
3、底吹系统漏气
出现底吹系统漏气的现象有两种，一是非常明显的管路系统漏气，包括快速接头对接、金属软管及管路焊接点;二是漏气出现在上压板外边缘处，主要是由于螺栓紧固不到位;少安装密封垫片;涂抹的火泥过稀，在干燥过程中会形成较大的裂纹空间，使得气体吹入后因钢水静压力的存在导致气体回流，沿缝隙从座砖与透气砖之间向外溢出。
4、防漏机构气室不畅通
4.1过滤网有异物
异物主要来自于粉尘，使通过的气体量减少。
4.2透气砖后导管端头起弧烧结
透气砖后导管端头烧结，阻断了气体的流入。绝缘管一是耐高温性较差，受热易烧损;二是材质较脆易破裂。绝缘管损坏后失去绝缘效果，在钢水精炼处理时起弧烧结。
4.3透气砖砖芯后管内有异物
吹氩胶管受高温烘烤产生碳化，吹氩过程中碳化物集中在透气砖砖芯后管内造成堵塞。
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