一种无盖钢包包口结渣壳的预测方法和处置方法

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，具体而言，涉及一种无盖钢包包口结渣壳的预测方法和处置方法。

背景技术

在钢铁冶金行业，钢包作为钢水承载、转运的重要设备，其关键部位结构、功能的完好能够保证生产顺行。在钢包实际使用过程中，从连铸浇注完钢水的钢包，其包口结钢渣、结渣壳的现象时有发生，这将不利于钢包内注余的钢/渣一次性全部倒入渣罐，不利于快速清钢/渣，提高钢包周转效率。需要说明的是，钢包口结钢渣由于倒钢渣、冶炼时钢包底吹气控制过大、喂线喷溅等原因，是不可避免的。

现有解决钢包口结渣壳的方法主要分为三大类，一：通过在合适的工序加入化渣剂，改变钢渣性质，减少结渣壳几率，但是由于不是每一炉钢水钢包口都会结渣壳，若每一炉都加入化渣剂会额外增较多加成本；二：使用特殊性能的喷涂料或者耐材砖，降低钢渣与耐材的粘附程度，减少结渣壳几率，但会增加成本；三：通过一定的方法、设备将倒完钢/渣的钢包包口渣壳清除，但耗时耗力。

如何在一定程度上预期并减少钢包包口结渣是亟待解决的。

鉴于此，提出本发明。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种无盖钢包包口结渣壳的预测方法和处置方法。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本发明提供一种无盖钢包包口结渣壳的预测方法，包括：将无盖钢包包口划分成不同的区域，统计无盖钢包在转运期间在不同位置上不同区域的结渣壳面积，计算钢包在转运期间的每一区域的面积变化值，比较每一区域的面积变化值大小，判断钢包包口每一区域的结渣壳程度。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的一种无盖钢包包口结渣壳的预测方法和处置方法，包括：将无盖钢包包口划分成不同的区域，统计无盖钢包在转运期间在不同位置上不同区域的结渣壳面积，计算钢包在转运期间的每一区域的面积变化值，比较每一区域的面积变化值大小，判断钢包包口每一区域的结渣壳程度。本发明通过相关试验方法找到影响钢包口是否结渣壳及结渣壳严重程度的影响因素，并为后续减少钢包口结渣壳操作提供相关依据，在此基础上，采取相应的处置措施，有效减少了钢包包口的结渣量，提高钢包的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为将无盖钢包包口划分为A、B、C、D共4个区域的示意图；

图2为将无盖钢包包口A、B、C、D共4个区域的结渣壳的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

下面对本发明实施例提供的一种无盖钢包包口结渣壳的预测方法和处置方法进行具体说明。

本发明实施例提供一种无盖钢包包口结渣壳的预测方法，步骤如下：

需要说明的是，在连铸过程的每个钢包动作路径：在连铸钢包回转台浇注位浇注钢水、浇注完钢水后钢包回转台回转180°后此钢包所处位置为等待位、天车将等待位钢包吊起转运到渣罐前倒钢/渣、将倒完钢/渣的钢包吊运至钢包热修架上进行清渣等作业。

图1是钢包底部示意图，6点附近是钢包钢水在连铸浇注完后，向渣罐倒钢/渣时，钢/渣流出的位置；此外，两个钢包底吹气孔在B、C区域、钢包钢水出钢口在D区域。

人为将钢包均分成A、B、C、D四个区域的原因：因为钢包底吹气孔在B、C区域，所以在LF或RH软吹时，理论上钢渣结壳几率B≈C＜A≈D；当钢包在回转台上浇注时，因为钢水浇注口在D区域，所以理论上钢渣结壳几率D＜C≈A＜B，受上述两方面的影响，A、B、C、D区域所结钢渣壳几率有所不相同。

S1：选取易结渣壳钢种(例如45钢)每炉无盖钢包钢水进行以下操作(其中样本数量，即炉数N≥50炉；此外，所选炉次不能是浇次头炉，因为浇次头炉要快速向中间包浇注钢水，其浇注周期比后续连浇炉次都要短)，所述每炉钢水在上连铸浇注的前一道工序仅在钢包圆心附近渣面加入炭化稻壳保温剂4包(约30kg)。(例如，BOF+LF+CC路径，LF加炭化稻壳；BOF+LF+RH+CC路径，RH加炭化稻壳。)

S2：统计每个在钢包回转台上的无盖钢包(此时钢包为竖直状态)浇注前A、B、C、D4个区域所结渣壳面积大小A0、B0、C0、D0，因为此时钢渣是铺满整个钢液面的，易知A0＝B0＝C0＝D0＝1/4πr

S3：统计此炉钢水刚浇注完(此时钢包为竖直状态)准备回转时，钢包A、B、C、D4个区域所结渣壳面积大小A1、B1、C1、D1。(见图2，波浪线区域为钢包大概率结渣壳位置，当然，A、B、C、D每个区域每个部位都可能结渣壳。)

其中N炉钢水样本的均值，(A0-A1)/M、(B0-B1)/M、(C0-C1)/M、(D0-D1)/M的大小，可以反映每区域在钢水浇注期间，结渣壳的难易程度。

若N炉上述4个均值之一≤60％，可以判断需增加这一区域在LF或RH时投入炭化稻壳的数量。例如，若均值(A0-A1)/M≤60％，则在LF或RH时，A区域需较正常投入量多2～4包炭化稻壳，以提高此区域钢渣保温能力，减少渣中高熔点相析出，使渣面不易结壳。

S4：统计每个无盖钢包回转180°(此时钢包为竖直状态)，准备离开钢包回转台时钢包A、B、C、D4个区域所结渣壳面积大小A2、B2、C2、D2(见图2)。

其中N炉钢水样本的均值，(A1-A2)/M、(B1-B2)/M、(C1-C2)/M、(D1-D2)/M的大小，可以反映每区域渣壳在钢包回转180°期间，自动脱落的难易程度。

若N炉上述4个均值都≤5％，可以判断需提高回转台转动角速度。例如，若均值(A1-A2)/M、(B1-B2)/M、(C1-C2)/M、(D1-D2)/M都≤5％，则回转台转动角速度需提高0.02～0.1π/s，以提高渣壳在惯性作用下自动脱落的难易程度。

S5：统计此无盖钢包在将钢/渣倒入渣罐后，水平放置在钢包热修架上时钢包A、B、C、D4个区域所结渣壳面积大小A3、B3、C3、D3。

其中N炉钢水样本的均值，(A2-A3)/M、(B2-B3)/M、(C2-C3)/M、(D2-D3)/M的大小，可以反映每区域渣壳在经历钢包转运、倒钢/渣时自动脱落的难易程度。

因为B、C区域的渣壳会在倒钢/渣时受到钢包内的钢渣的冲击作用，而A、D区域的渣壳没有，因此有以下区分：

若N炉(A2-A3)/M、(D2-D3)/M2个均值都≤10％，可以判断需降低钢包口温降速率，即缩短钢包从回转台等待位到水平放置在钢包热修架上的间隔时间。例如，若均值(A2-A3)/M、(D2-D3)/M≤10％，则需保证钢包从回转台等待位到水平放置在钢包热修架上期间平均温降速率≤2℃/s，以减少渣中高熔点相析出，使渣面不易结壳。

此外，若N炉(B2-B3)/M、(C2-C3)/M2个均值都≤20％，可以判断需进一步降低钢包口温降速率，即进一步缩短钢包从回转台等待位到水平放置在钢包热修架上的间隔时间。例如，若均值(B2-B3)/M、(C2-C3)/M≤20％，则需保证钢包从回转台等待位到水平放置在钢包热修架上期间平均温降速率≤1.5℃/s，以减少渣中高熔点相析出，使渣面不易结壳。

需要说明的是，钢包在倒渣位倒完渣之后，再转运至热修位，在转运过程中，渣壳面积不变。

S6：将上述方法推广至其他钢种并进行试验，找出各钢种每区域或整体结渣壳概率大小。

其他说明：钢包结渣壳面积是通过拍照后，进行图像识别出来的。

其中识别A0、B0、C0、D0及A1、B1、C1、D1所用照相设备是安装在连铸平台自带保温盖上的，该照相设备可以拍摄钢包竖直放置时(钢包在浇注位)钢包口照片；

识别A2、B2、C2、D2所用照相设备是安装在天车横臂正中间，该照相设备可以拍摄钢包竖直放置时(钢包在等待位)钢包口照片；

识别A3、B3、C3、D3所用照相设备是安装在钢包热修架正前方的热渣挡板上的，该照相设备可以拍摄钢包水平放置时钢包口照片。

以上可见，本发明实施例提供一种无盖钢包包口结渣壳的预测方法和处置方法。科学合理划分钢包结渣壳区域，并以一定的试验方法预测无盖钢包每区域、每环节结渣壳几率、面积大小，并提供相关方法减少结渣壳面积，减轻人工清渣强度。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例1

S1：61274浇次第2炉LF路径45钢，使用36#钢包，在LF站喂完Ca线后，向钢包圆心附近渣面加入炭化稻壳保温剂4包(约30kg)，软吹15min后出站上连铸浇注。

S2：在浇注位测得此钢包包口直径为3.2m，易知A0＝B0＝C0＝D0＝1/4πr

S3：钢水浇注完后，A、B、C、D各区域所结渣壳面积大小A1、B1、C1、D1分别为1.31m

S4：钢包在回转台上以0.02π/s的速度回转180°，准备离开钢包回转台时，测得此时空包包口温度为1205℃，此外，A、B、C、D各区域所结渣壳面积大小A2、B2、C2、D2分别为1.29m

S5：当天车将钢包转运至准备倒钢/渣前时，所用转运时间为101s，同时测得此时空包包口温度为986℃(易知，平均温降速率为(1205-986)/101＝2.17℃/s)；当钢包在将钢/渣倒入渣罐后，水平放置在钢包热修架上时，钢包A、B、C、D各区域所结渣壳面积大小A3、B3、C3、D3分别为1.15m

实施例2

S1：61274浇次第3炉LF路径45钢，使用50#钢包，在LF站喂完Ca线后，向钢包圆心附近渣面加入炭化稻壳保温剂4包(约30kg)，软吹15min后出站上连铸浇注。

S2：在浇注位测得此钢包包口直径为3.3m，易知A0＝B0＝C0＝D0＝1/4πr

S3：钢水浇注完后，A、B、C、D各区域所结渣壳面积大小A1、B1、C1、D1分别为1.35m

S4：钢包在回转台上以0.02π/s的速度回转180°，准备离开钢包回转台时，测得此时空包包口温度为1243℃，此外，A、B、C、D各区域所结渣壳面积大小A2、B2、C2、D2分别为1.29m

S5：当天车将钢包转运至准备倒钢/渣前时，所用转运时间为110s，同时测得此时空包包口温度为997℃(易知，平均温降速率为(1243-997)/110＝2.24℃/s)；当钢包在将钢/渣倒入渣罐后，水平放置在钢包热修架上时，钢包A、B、C、D各区域所结渣壳面积大小A3、B3、C3、D3分别为1.16m

实施例3

分别收集61274、61283、62185浇次45钢，共(18-1)*3＝51炉钢包口结壳数据后，算出平均值，如下表所示：

注：以上为51炉钢包口各区域结渣壳之后，计算出的平均值，以上表格示例性给出序号为1、2、3、49、50和51炉的包口各区域的结渣壳后计算出的平均值，本领域可以知晓的是，其他炉钢包口各区域结渣壳之后的平均值采用与之类似的计算方法。

对比例1

与实施例1的步骤相似，不同之处仅在于：在LF站炭化稻壳保温剂用量为56kg(高于原值的30kg)，结果为：

钢水浇注完后，A、B、C、D各区域所结渣壳面积大小A1、B1、C1、D1分别为0.91m

对比例2

与实施例1的步骤相似，不同之处仅在于：在LF站炭化稻壳保温剂用量为30kg(与原值相同)，但额外在D区域投入炭化稻壳7kg，结果为：

钢水浇注完后，A、B、C、D各区域所结渣壳面积大小A1、B1、C1、D1分别为1.29m

对比例3

与实施例1的步骤相似，不同之处仅在于：回转台回转速度提高至0.04π/s(高于原值的0.02π/s)，结果为：

钢包在回转台上以0.04π/s的速度回转180°，准备离开钢包回转台时，测得A、B、C、D各区域所结渣壳面积大小A2、B2、C2、D2分别为1.21m

对比例4

与实施例1的步骤相似，不同之处仅在于：钢包从等待位到倒钢/渣位的平均温降速率为1.48℃/s(低于原值的2.17℃/s)，结果为：

当天车将钢包转运至准备倒钢/渣前时，所用转运时间为85s，同时测得此时空包包口温度为1079℃(平均温降速率为(1205-1079)/85＝1.48℃/s)；当钢包在将钢/渣倒入渣罐后，水平放置在钢包热修架上时，钢包A、B、C、D各区域所结渣壳面积大小A3、B3、C3、D3分别为1.05m

对比例5

与实施例1的步骤相似，不同之处仅在于：钢包从等待位到倒钢/渣位的平均温降速率为2.42℃/s(高于原值的2.17℃/s)，结果为：

当天车将钢包转运至准备倒钢/渣前时，所用转运时间为125s，同时测得此时空包包口温度为903℃(平均温降速率为(1205-903)/125＝2.42℃/s)；当钢包在将钢/渣倒入渣罐后，水平放置在钢包热修架上时，钢包A、B、C、D各区域所结渣壳面积大小A3、B3、C3、D3分别为1.21m

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。