钢包底吹氩气装置在炼钢厂精炼炉的应用.pdf

第 1 期钢包底吹氩气装置在炼钢厂精炼炉的应用胡浩（南京钢铁股份有限公司，江苏 南京210035）冶 金 与 材 料Metallurgy and materials第 44 卷 第 1 期2024 年 1 月Vol.44 No.1Jan.2024摘要：钢包底吹氩气装置是炼钢厂精炼炉生产的重要设备之一，不仅能够提高生产效率，而且对控制精准度也有明显提升，同时，操作人员的劳动强度也有所降低，且安全性得到保障，因此，钢包底吹氩气装置在实际生产过程中，发挥着着十分重要的作用。文章首先对钢包底吹氩气装置进行了阐述，其次对传统钢包底吹氩气装置的常见问题进行了分析，并且提出了钢包底吹氩气装置在炼钢厂精炼炉中具体的应用，最后利用案例说明钢包底吹氩气装置在炼钢厂精炼炉中值得推广，能够实现良好生产效益，并希望以此为相关研究工作提供一定参考。关键词：钢包底吹氩气装置；炼钢厂精炼炉；生产效益作者简介：胡浩（1985），男，江苏南京人，主要研究方向：冶金工程。传统钢包底吹氩气装置不仅控制精度较低，劳动强度也较大，并且在具体生产期间，存在较大安全隐患，不利于炼钢厂长期发展。然而，为了满足炼钢厂精炼炉生产需求，将新型钢包底吹氩气装置应用于其中，采用新的钢包底吹氩气控制阀组，自动进行精准对接，这样可以有效提升钢包底吹氩气效果，从而降低生产强度，减少安全隐患。但是，由于炼钢厂精炼炉相对较为复杂，所以为了保证钢包底吹氩气装置应用效果，需要对具体应用要点进行明确，确保其应用效果，满足炼钢厂精炼炉生产需求。1钢包底吹氩气装置定义钢包底吹氩气装置主要包括钢包车、钢包、吹氩管、旋转接头、输氩软管和张力卷筒等，其中钢包车设置挡辊支架和旋转接头，并且旋转接头主要位于挡辊支架右侧，旋转接头输出口利用软管或者车体吹氩管等进行连接，挡辊支架、旋转接头主要位于张力卷下方，这样在使用期间，氩气会利用输氩软管、旋转接头和输氩管进入精炼炉中咱1暂。另外，新型钢包底吹氩气装置结构较为紧凑，并且不会堆积钢渣，安全性也较为可靠，可以有效避免氩输软管出现损坏，后期维护相对简单。此外，可靠性较强的钢包底吹氩气装置不仅可以保证钢水和温度呈现均匀分布状态，还可提升钢水浇铸性能，确保炼钢厂精炼炉生产可以安全、稳定、有序进行。2传统钢包底吹氩气装置常见问题传统钢包底吹氩气装置存在着诸多不足，已经无法满足炼钢厂精炼炉生产需求，并且还存在着诸多安全隐患，任何意外都会引发安全事故，影响生产效益的同时，还会造成人员伤亡，如图 1 所示。下文将对传统钢包底吹氩气装置应用常见问题展开分析和阐述。传统钢包底吹氩气装置在应用期间，经常存在底吹效果较差，或者氩气流量较大或者较小等情况，这样严重炼钢厂精炼炉生产效率，出现能源消耗。同时，传统钢包底吹氩气装置通常以人工操作为主，一方面增加了生产强度，另一方面安全隐患也相对较大，较容易发生安全事故。同时，传统钢包底吹氩气装置在应用期间，气动调节阀如果反应速度较慢，并且控制界面已经显示阀门打开，但是实际气体流量与预设情况不符，会在 1min 以后才会有反应，就需要在一定时间内进行调节，才能保证调节到预设流量，这时就会影响精炼炉生产效率咱2暂。另外，传统钢包底吹氩气装置在应用期间，很难对生产精准度进行严格控制，并且如果人员无法正确判断吹气搅拌实际情况，将会对生产带来一定影响。传统钢包底吹氩气装置在应用期间，气体管道出现漏气、堵塞、管道压力不足等情况，并且如果接头存在较大程度的磨损，也很容易出现漏气，再加上人员操作不够规范，接头很容易出现损坏，如果不能及时发现，图 1钢包底吹氩气装置损坏原因图机械应用作用钢水的高速冲刷及回击钢水的高速冲刷及回击热应力作用气体冷却钢水导热钢渣的化学侵蚀127冶金与材料第 44 卷就会引发安全故障咱3暂。另外，氩气在输送期间，很容易出现软管磨损问题，导致产生漏气，如果工作人员无法快速找到原因并解决，就会带来较大影响。此外，传统钢包底吹氩气装置应用期间，钢水化学反应很容易出现喷溅，也会给操作人员带来伤害。传统钢包底吹氩气装置一般以手动操作为主，手动对针型控制阀进行调节，并且利用浮子式流量计对流程进行测量，人工记录吹氩时间，钢包与手动控制阀出口以软管连接为主，利用滑环固定方式，根据钢水处理与钢水吊运位之间呈现来回移动情况，这样在生产之前，需要将吹氩软管安装于包钢装置中，等到生产结束以后，再进行分离，这样很容易出现泄漏情况，出现钢水喷溅问题。另外，氩气流量控制精准度较差，就会影响生产质量，不利于实现良好经济效益。此外，传统钢包底吹氩气装置应用环境较为复杂，很容易出现堆积钢渣，不及时进行处理，就会给软管带来影响，出现损坏情况，并且软管更换难度较大，费时费力，对炼钢厂精炼炉生产也会带来一定影响，还会产生安全隐患，增加安全事故发生的可能性。3钢包底吹氩气装置在炼钢厂精炼炉中的具体应用在炼钢厂精炼炉生产期间，为了解决传统钢包底吹氩气装置存在的弊端，就需要将新型钢包底吹氩气装置应用于炼钢厂精炼炉中，以此降低隐患、实现自动化控制、实现良好生产效益。但是，由于炼钢厂精炼炉生产环境较为复杂，所以需要对钢包底吹氩气装置应用要点进行明确，其目的就是确保良好应用效果，减少异常问题产生。新型钢包底吹氩气装置与传统钢包底吹氩气装置有着很大不同，内部设置一套完善气体流量核心控制组件，并且新型钢包底吹氩气装置分支一般为 4 个出气支管，这样可以对吹气过程进行严格控制，避免钢包底吹氩气装置产生异常情况。同时，钢包底吹氩气装置在应用期间，对核心控制组件也进行改进，以组微量氩气流量控制范围为主，其范围为 101200NL/min，并且步长应当为 10NL/min，反应时间一定不能超过 0.2s咱4暂。另外，为了提升钢包底吹氩气装置在炼钢厂精炼炉中的应用性能，需要将上位机以太通信作为基础，根据生产需求，对钢包底吹氩气流量进行严格控制，并且利用远程操作方式，对流量进行快速切换，以及各种压力和流量显示等。此外，需要根据实际情况，设置操作面板，利用显示器实时反映钢包底吹氩气装置的应用情况，并且做好跟踪工作，结合跟踪情况做好调整工作，确保钢包底吹氩气装置生产安全性和稳定性。钢包底吹氩气装置在炼钢厂精炼炉中，可以快速、精准与装置进行对接，并且出口软管与钢包连接从手动转换成自动对接，这样可以有效解决传统钢包底吹氩气装置使用存在不足咱5暂。同时，钢包底吹氩气装置利用自动对接弹性补偿接触密封装置，这样不仅结构相对较为简单，使用性能也相对较为合理，密封性相对较好，可以很好提升生产效益，也适当降低安全风险。钢包底吹氩气装置以自动流量调节阀对流量进行严格控制，并且采用质量流量计和专用仪表进行检测，根据检测结果及时做出调整，并且利用氩气电动卷筒进行控制，这样避免在生产期间，对软管再造成损坏。同时，新型钢包底吹氩气装置会设置反馈系统氩气流量调节器，并且根据生产要求，设置流量以后，就需要选择合适系统参数，并且对阀门开启度进行适当调整，将计算机远程控制作为基础，利用计算机画面对底吹流量进行合理设置，根据实际需求对流量进行自动调节，这样在达到设定流量以后，阀门就会自动关闭，满足炼钢厂精炼炉生产需求。4钢包底吹氩气装置应用实例文章以某炼钢厂为例，从 2020 年 8 月以后开始准备，并且于 10 开始投入使用。在生产期间，首先对生产现场进行检查，确保透气砖的透气量符合相关标准，不能出现堵塞、狭缝堵塞等现象，并且还需要设置专门人员对钢包底吹氩气装置进行检查，避免出现异常情况；其次，需结合实际情况，快速准备接头，设置密封圈，其目的就是保证正常底吹。同时，钢包底吹氩气装置在应用期间，展开了初步试验，利用接入氮气管道对底吹工艺进行试验，其工艺表 1 所示。另外，钢包底吹氩气装置在应用以后，可以利用氮气管道进行反吹，如果出现反吹异常情况，应当利用氧管进行反烧，这样可以有效表 1炼钢生产一区转炉情况说明逸96逸3.3逸16耐压强度（MPa）（1500益 伊 3h）线变化率（%）不大于（1500益 伊 3h）气体流量（NL/min）（0.2耀0.8MPa）分项（ALJO3+CrO）（1500益 伊 3h）（1500益 伊 3h）30依0.6300耀800项目化学成分/%体积密度/g/cm3抗折强度/MPa耐压强度/MPa（1500益伊3h）线变化率/%不大于（1500益伊3h）气体流量/NL/min（0.2耀0.8MPa）128第 1 期保证透气量的畅通性；最后，浇铸完成以后，应当第一时间将包钢从平台上吊下，并且翻渣以后，需要将包钢放置到合适位置，将反吹管进行连接，实现反吹作用。如果发现透气砖出现逐渐变暗情况，伴有冒气声音，这样也可以证明透气砖处于良好畅通状态咱6暂。但是，如果反吹后透气出现堵塞的情况，这时就需要做好清理工作，并且一定不能将氧管直接与透气砖烧氧进行连接，这样避免出现透气砖损坏。钢包底吹氩气装置使用一段时间后，需要利用专门设备进行检查，主要检查透气砖高度是否符合相关标准，并且如果透气砖直径与测量器具尺寸相符的话，这时就需要对透气砖进行更换，避免影响钢包底吹氩气装置的正常使用。同时，需要注意透气砖的使用次数，一般情况下不能超过 35 炉，并且需要根据使用情况，确定其他透气砖使用次数咱7暂。另外，在钢包底吹氩气装置检查期间，还需要检查透气砖侵蚀量，以及注意顶紧机构是否出现松动情况，如果出现异常，应当立即进行处理，避免带来更大安全隐患。本厂在包钢做好以后，应当及时通知渣车工与底吹氩管道进行连接，并且在接管之前，需要重点检查密封圈性能，根据实际情况进行更换。同时，在管道连接完成以后，应当将钢包车开到炉下，但是在该过程期间，需要注重金属软管，一定不能被车轮碾压咱8暂。另外，钢包底吹氩气装置在应用期间，需要全面落实底吹工艺，也就是在出钢之前，需要将氮气阀门开启，并且对氮气压力进行严格控制，应当将其控制在 0.50.6MPA。氮气阀门开启以后，钢液出现波动情况，这时就需要对压力进行调整，调整到钢液微波即可。根据本厂精炼炉生产需求，对吹氮时间进行控制，并且经过一系列准备工作，底吹工艺正式投入生产，所取得的效果十分明显，包钢吹成效率可以达到 95%以上咱9暂。同时，在这个钢包底吹氩气装置应用实验中，对其中存在问题逐一进行排除，确保钢包底吹氩气装置应用效果，满足本厂精炼炉生产需求。5结束语综上所述，新型钢包底吹氩气装置不仅操作较为简单、氩气流量相对较为稳定，并且流量计数也较为精准，安全性较高，可以有效减少故障问题的产生，所以将钢包底吹氩气装置应用到炼钢厂精炼炉生产中，可以有效提升生产效率，实现良好经济效益。同时，钢包底吹氩气装置在炼钢厂精炼炉应用期间，可以对各种钢中软吹流量进行严格控制，确保生产的稳定性，提升产品的质量，满足炼钢厂长期发展需求。参考文献1 李维华.精炼炉钢包底吹氩控制装置的设计研究与应用J.山西冶金，2023，46（6）：109-110+113.2 张勇，潘军，邓槟杰，等.120t钢包底吹氩自动对接技术应用实践 J.安徽冶金科技职业学院学报，2023，33（1）：35-38.3 吴伟勤，董建锋，魏光升.150 t钢包底吹氩气物理模拟 J.连铸，2022（1）：45-48+61.4 杨亚迪，赵晶，崔剑征.180t钢包底吹氩过程钢液流场特性数值模拟 J.特殊钢，2021，42（5）：6-10.5 丁剑.浅谈钢包底吹氩气装置在炼钢厂精炼炉的应用与实践 J.中国设备工程，2021（14）：205-207.6 田海，闫兆阳，郭林威，等.钢包底吹氩模糊控制系统 J.自动化应用，2020（3）：141-142.7 王崇，钟凯，黄财德，等.提高300t加盖钢包底吹吹成率的研究与实践 J.河北冶金，2018（6）：14-17.8Yun Z，Rong Z，Guangsheng W.Application of submerged gas-powder injection technology to steelmaking and ladle refiningprocessesJ.Powder Technology，2021（389）：21-31.胡浩：钢包底吹氩气装置在炼钢厂精炼炉的应用129