１前言 钢包吹冠是一种简单而有效的炉外精炼措施，它是以氦气的发泡、气洗和搅拌作用使钢水温度和成份 均匀及钢水净化。钢包顶吹氛工艺吹成率高，使用操作简单、安全可靠，因而新疆八钢一直采用这 种工艺。但是顶吹氛操作时吹游枪易产生摆动及偏斜，且其插入深度往往难以达到工艺的要求，吹 冠操作时产生较大的气泡柱使液面出现较大裸露眼，液面翻滚太强烈，极易卷渣，产生二次氧化及 吸氧而污染钢水。而底吹氛工艺可以避免上述缺点，且其冶金效果好，氮气利用率高。因此决定在 转炉２３吨连铸钢包上采用底吹拉技术［‘ｊ２底吹氮技术的Ｘｉ艺设计２．１＄吹急透气砖的安放位置的确定根据无锡钢厂４０吨ＬＦＶ精炼炉底吹拉水模试验结果，钢包庇吹氛工艺参数对钢液搅拌均匀化效果 有决定性的影响。钢包中的流态主要取决于气体的喷吹位置，而供气量的大小对流态无本质性的影 响。在这些工艺参数中，透气砖位置对搅拌效果影响最大，供气量次之，透气砖的面积影响更小； 由于双透气砖的两气泡柱相邻流股的运动受到对方的干扰和抵消，损失一部分能量，因此双透气砖 比单透气砖的搅拌效果差；单透气砖吹包位置对混匀时间的影响较大，中心吹氨一般比偏心吹范混匀时间长２０％～３０％，试验认为吹冠位置０．ＳＲ～０．６２Ｒ较合适。根据八钢炼钢厂的实际情况，结合喂线、加同钢种洁净废钢调温及避开出钢时钢水冲击以及修砌钢包 内衬的工艺要求，确定选用单透气砖，安放位置距包底中心４５０ｍｍ（０．６１Ｒ），符合水模试验结果要求，如图１所示。２·２供气量的确定钢水的均匀混合时间与比搅拌能存在如下关系［门［’１式中，Ｔ。；——钢水均匀混合时间，Ｔ； 。ｎ。——比搅拌能，Ｗ／ｔ 工艺规程中规定的吹范时间为普碳钢１．ｓｍｉｎ（９０ｓ），２０Ｍｕｓｔ钢种Ｚｍｉｎ（１２０ ｓ），Ｈ０８Ａ、６０Ｓｔ。Ｍｎ等品种钢３ｍｉｎ（１８０ｓ），包温较高时需加入同钢种洁净废钢，调温时可适当延长吹范时间。取、ｍ一ｇｏｓ，由（１）式可算出，。。ｍ一２３５．５７ｗ八 底吹拉的比搅拌能与供气量存在以下关系式：式中，Ｌ’ｎ；——比搅拌能，Ｗ／ｔ； 叭——底吹拉供气量，ｍ’／ｓ； 卜。——标准状态下摩尔体积为２２．４ ｘｌｏ－’１１’／ ｍｏｌ； ｏ——普适气体恒量，为８· ３１）／ｍｏｌ“ Ｋ。 Ｏ——钢液重量，取２３ｔ； ７’——氮气温度，取２９８【； ７’。——钢水温度，取１８９３Ｋ； ”。——包内自由空间的气压，为１０１３９６Ｐａ； Ｐ——包内自由空间的气压及透气砖上俯渣钢 液的静压力总和，Ｐａ。 取熔渣厚度为８０ｍｍ，熔渣密度为３．ｓｇ／Ｃｍ’，钢水深度为１６００ｍｍ，钢水密度为６．ｇｓ／ｃｍ’，则尸一２１２３７４Ｐａｏ ＆ｔｉｆｆ＃ｏｆ）。＝４． ８８Ｘ １０’ｍ’／８＝１７· ５７ｍ’ｔｈ 资料ＤＩ表明，当吹冠搅拌时间为３～ｓｍｉｎ，以满足钢液温度和成份均匀化为目的时氦气流量为 ０．０８～０．１３；。ｌ’／ｍｉｎ；以满足熔解钢包加入物为目的时氦气流量为０．３０～０ ．４５ｍ‘／ｍｉｎ。根据炼钢厂的实际情况，为满足生产节奏快混匀时间短及钢水温度高时的调 温需要，结合上述计算结果和资料，确定底吹拉供气量为０．３０～０·４５ｍ’／ｍｉｎ。２．３Ｘｉ艺规程中规定的吹红时间合理性的验算钢包底吹氟量Ｖ。和被抽引提升的液体量Ｖ。有下列关系式； － Ｚ－。。 Ｖ、一１． ９（Ｚ＋０． ８）ｌ Ｉｎ（１－ｆ－－Ｍ）］””“Ｖ。””“”‘（３）式中， Ｖ。——在Ｚ水平面上被提升的钢液量， ｍ‘／Ｓ； Ｖ。——供人的气体量，ｍ’／ｓ； Ｚ——钢流深度ｈｓ减去表面平流层的厚度一般 Ｚ—０．９５ｈ。， 取Ｖ。一４． ８８Ｘ １０－‘ｍ’／ｓｔ ｈ。一１．６ｍ，得Ｖｚ一０．４８７ｍ３／ｓ 根据文献’‘’［”，钢包中钢水循环周期为： Ｇ ＶＯ 将上式Ｖｚ一０．４８７ｍ‘／ｓ，Ｐ—６．ｇｉ／ｍ‘，Ｇ—２３ｔ代人（４）式，可算出。。一６．８４５。 Ｌｅｈｎｅｒ”’提出，一般取加入示踪物后，其成份波动小于土５％所需时间Ｔｍ一３Ｔｃ一２０·５８。 可见在底吹范供气量为０．３０～０．４５Ｉｎ’／ｍｉｎ条件下，工艺规程规定的吹氮时间在理论上已足够。２．习底吹氛工作压力的确定 底吹氛工作压力应满足： Ｐ＞尸十面Ｐ（５） Ｐ—一包内自由空间的气压及透气砖上熔渣、钢液的静压力总和， ＭＰａ； 凸Ｐ——由压力表至透气砖之间的管道压力和透气砖压力降总和，一般取０．０２～０．０５ＭＰ。。 将前面计算的Ｐ—０． ＺＩＭＰａ，ＡＰ取０． ０４ＭＰａ，代人（５）式，则Ｐ＞０．２５ＭＰａ，实际操作时应以表面渣层波动而不大翻，不出 现裸露眼为宜。分析总结操作情况，确定开吹压力为０．４ＭＰａ，正常操作压力为０．２５～０．３ＭＰａ为宜。２．５钢包顶吹氢的Ｘｉ艺参数八钢炼钢厂使用钢包顶吹拉技术时的主要工艺参数为；工作压力为０．１７～０．２５＊＊。；吹氛枪长度１． ｓｉｎ，出口直径正ｏｍｍ；吹冠时自钢包口中心插人钢水，深度距包庇３００ｍｍ以内；吹氛搅拌时间各钢种与底吹氛相同。３透气砖的选用及工艺流程确定３．１＆气砖的选用 选用透气砖主要考虑以下几个因素； （１）使用过程中不易堵塞，吹通率高，大于等于９８％， （２）耐钢水和熔渣侵蚀性好，热震稳定性好，使用寿命最好能与包龄（平均６０次）同步； （３）满足工作压力０．２５～０．４ＭＰａ条件下，拉气供气量０．３０～０．４５１。‘／ｍｉｎ。 根据国内类似条件的用户使用透气砖的情况和对一些供货厂家的实地考察，确定选择河南两家耐火材料厂生产的透气砖。 透气砖为直通狭缝内装式，狭缝宽度＜０． １２５ｍｍ，外观尺寸为３００ Ｘ ３００ Ｘ ２７０ｍｍ，透气芯材质为烧成铬刚玉质，座砖为刚玉一尖晶石质整体浇注成型，透气量为１４～３５ＩＩ’／ｈ（０． ２～０．５ＭＰａ）。 实测透气砖在不同工作压力下透气量如表卫。其透气量与工作压力呈线性关系，在０．２５～０．４０ＭＰａ条件下与要求供气量０．３～０．４５１。。’／ｍｉｎ吻合。３·２底吹氮Ｘｉ艺流程采用瓶装氦气供气，现正着手采用氯气管道供气。 氦气路线为：瓶装氦气一减压表（设定最高可调压力为０·４ＭＰａ）一高压耐热橡胶软管一快速接头一固定在包壳上的金属管（带接头）一金属软管（包庇）一透气砖一钢液、渣层一大气中。使用中为确保管线接头处的气密性和防止透气狭缝被钢水渗入堵塞，采用单向导气性的快速接头（取 下后单向逆止），这是取得高吹成率的关键。另外为保证连铸钢水的质量和连续性，当遇到底吹不通时，可使用备用的顶吹设备。３．３透气砖的使用结果两年多实践表明，两厂所供透气砖（内装式）可与包龄同步，平均可达６０次，最高达１０８次，实 际使用吹通率达９９．５％，接近１００％，取得了令人满意的效；＄。。１底吹氛和顶吹氟工艺的冶金效果对比为比较两种吹氛工艺的效果，通过利用备用顶吹缸设备和底吹氛工艺试验，取得了相关的数据。４、ｌ钢液化学成份均匀程度的对比 钢液在钢包中经过吹氨后的化学成份均匀程度用中包浇注前、中、后期取试样的化学成份最大波动偏 差进行比较。对２０Ｍｕｓｔ钢种顶吹和底吹各作１０炉凸Ｃ、ＡＭｎ、ＡＳｉ的最大偏差，底吹 时均为０．００～０．０２％，顶吹时均为０．０１％～０．０４％，这说明底吹氛较顶吹氛对钢液的成份均匀效果好。４．２吹氛前后的温降对比顶吹和底吹各实测１０炉２０Ｍｕｓｔ钢种吹氛前后温降进行对比，结果底吹工艺吹拉前后的钢水温 降平均为１２．４Ｃ，温降范围为５～２０Ｃ；而顶吹工艺分别为１８．３ｏＣ和１０～３２”Ｃ 。顶吹氛因钢水翻滚严重，且出现裸露眼，钢水平均温降大，且温降范围大；而底吹氛则较顶吹拉钢水平均温降低，且温降范围小。４．３钢液温度均匀程度的对比顶吹、底吹缸后各实测１０炉２０Ｍｕｓｔ钢种在浇注前、中、后期中包钢水最大温度差，结果底吹 氮的平均温差为１０Ｃ，范围为６～ｔ７”Ｃ，而顶吹氢分别为１３Ｃ和５～３２Ｃ。这说明底吹氯的钢水温度是较均匀且稳定，温度均匀程度较顶吹氨好。４．４铸坯低倍检验的对比参照ＹＢ４００２一９１标准，分别对两种吹氛工艺的铸坯各取１０炉试样进行低倍检验。从铸坯低 倍检验来看，顶吹氛工艺铸坯中夹杂物在０～２级，１～２级占５０％；而底吹氛工艺铸坯中夹杂 物在０～２级，但ｌ～２级仅占１８％。因此后者优于前者。４．５吹氛前后钢水中的夹杂物变化情况对比对两种吹氛工艺处理前后的钢水试样，用ＩＣＭ型显微镜进行观察，参照ＧＢ１０５６１一８９标准 进行了夹杂物评级。试验结果表明，底吹氛工艺处理后的钢水夹杂物级别比顶吹氛的平均要低一级左右。５结语５。１２３吨连铸钢包庇吹氦工艺合理工艺参数为：透气砖放置在距包底中心０．６ｌＲ（４５０ｍｍ）避开冲击区的位置（图１所示），吹氟量定为０．３０～０．４５；；’／ｍ ｉｎ，正常工作压力定为０．２５～０．３ＭＰａ，开吹压力为０·４ＭＰａ，原工艺规程中确定 的吹氛时间较为合理。此工艺可以满足连铸钢水均匀温度和成份，降低钢水中夹杂物含量，净化钢 水的要求。５．２底吹缸工艺的冶金效果优于顶吹氦工艺。底吹氛工艺由于财材消耗降低及氢气利用率高，较顶吹氛工艺可降低生产费用。钢包底吹氩技术的工艺探讨@牛有祥$新疆八一钢铁(集团)有限责任公司技术开发中心
@马晓清$新疆八一钢铁股份有限公司钢包底吹氩;;顶吹氩;;工艺探讨介绍了八钢炼钢厂转炉２ ３吨连铸钢包庇吹氩技术的工艺设计及应用，对顶吹氩和底吹氩两种工艺的冶金效果进行了对比分 析。结果表明，底吹氩的冶金效果优于顶吹氩，并初步确定了其较合理的工艺参数。1陆辛度.LFV—40G型精炼炉工艺及设备研究·电弧炉一 炉外精炼技术第3辑,1991,195～196.
2蒋国昌.纯净钢及二次精炼.上海:科学技术出版社
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