转炉出钢温降探讨

转炉出钢温降探讨第1页，共22页，2023年，2月20日，星期日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。

第2页，共22页，2023年，2月20日，星期日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。

第3页，共22页，2023年，2月20日，星期日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℃第4页，共22页，2023年，2月20日，星期日图1出钢温度分布直方图

第5页，共22页，2023年，2月20日，星期日从图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℃。

第6页，共22页，2023年，2月20日，星期日图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％。

第7页，共22页，2023年，2月20日，星期日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］。

第8页，共22页，2023年，2月20日，星期日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

第9页，共22页，2023年，2月20日，星期日图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℃。

第10页，共22页，2023年，2月20日，星期日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

第11页，共22页，2023年，2月20日，星期日图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。

第12页，共22页，2023年，2月20日，星期日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

第13页，共22页，2023年，2月20日，星期日图5钢水温降与钢包内衬温度的关系

第14页，共22页，2023年，2月20日，星期日由式(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。

第15页，共22页，2023年，2月20日，星期日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。

第16页，共22页，2023年，2月20日，星期日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。

第17页，共22页，2023年，2月20日，星期日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第18页，共22页，2023年，2月20日，星期日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。

第19页，共22页，2023年，2月20日，星期日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。

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