減少轉爐出鋼過程中的下渣量是改善鋼水質量的一個重要方面。少渣或擋渣出鋼是生產純凈鋼的必要手段之一。其目的是有利于準確控制鋼水成分,有效地減少鋼水回磷,提高合金元素吸收率,減少合金消耗。有利于降低鋼中夾雜物含量,提高鋼包精煉效果,還有利于降低對鋼包耐火材料蝕損,延長鋼包的使用壽命。同時,也提高了轉爐出鋼口的壽命。目前,爐外精煉要求鋼包渣層厚度小于50m,噸鋼渣量小于3kg/t。
自1970年日本發明擋渣球出鋼擋渣法以來,擋渣技術不斷完善,目前已有十幾種擋渣方法,如用擋渣帽法阻擋一次下渣;阻擋二次下渣采用擋渣球法、擋渣塞法、擋渣棒法、避渣罩法、電磁擋渣法、氣動擋渣器法、氣動吹渣法等。如圖1所示。
(1)擋渣帽
在出鋼口外堵以鋼板制成的錐形擋渣帽,擋住開始出鋼時的一次熔渣。
(2)擋渣球
擋渣球的密度介于鋼水與爐渣之間(一般為4.2~4.5g/cm3),臨近出鋼結束時投入爐內出鋼口附近,隨鋼水液面的降低,擋渣球下沉而堵住出鋼口,避免隨之而來的熔渣進入鋼包。考慮出鋼口受侵蝕變大,擋渣球直徑應比出鋼口直徑稍大,以起到擋渣的作用。
(3)擋渣塞
擋渣塞能有效地阻止熔渣進人鋼流。擋渣塞的結構由塞桿和塞頭組成,其材質與擋渣球相同,其密度可與擋渣球相同或稍低。塞桿上部是用來夾持定位的鋼棒,下部包裹耐火材料。出鋼即將結束時,按照轉爐出鋼角度,嚴格對位,用機械裝量將塞桿插入出鋼口。出鋼結束時,塞頭就封住出鋼口。塞頭上有溝槽,爐內剩余鋼水可通過溝槽流出,鋼渣則被擋在爐內。擋渣塞具有擋渣和抑制渦流的雙重功能,比擋渣球擋渣效果好,目前得到普遍應用。
(4)避渣罩
是1988年美國阿勒德隆鋼鐵公司發明的。避渣罩砌筑在出鋼口處,出鋼時鋼水經過耐火材料制成的避渣罩側孔流入出鋼口出鋼,由于避渣罩頂部呈封閉形式,阻礙了出鋼口上方渦流形成的條件,能夠有效地防止渦流卷渣。
(5)氣動擋渣器
出鋼將近結束時,由機械裝置從轉爐外部用擋渣器噴嘴向出鋼口內吹氣,阻止爐渣流出。此法對出鋼口形狀和位置要求嚴格,并要求噴嘴與出鋼口中心線對中。
(6)氣動吹渣法
擋住出鋼后期的渦流下渣最難,渦流一旦產生,容易出現渣鋼混出。因此,為防止出鋼后期產生渦流,或者即便有渦流產生,在渦流鋼液表面能夠擋住熔渣的方法,也是最為有效的方法,這就是氣動吹渣法。采用高壓氣體將出鋼口上部鋼液面上的鋼渣吹開擋住,達到除渣的目的。該法能使鋼包渣層厚度達到15~55mm。
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