摘要：随着品种钢生产规模的不断扩大，钢包自动开浇率的高低影响到生产顺行和铸坯质量，通过分析影响因素和采取相应地控制措施，提高了产品质量。

关键词：品种钢；钢包；开浇率

    邢台钢铁有限责任公司炼钢厂(以下简称邢钢炼钢厂)现有3座48 t氧气顶底复吹转炉、2台R=9 m VAI连铸机和2座LF生产品种钢，还正续建1座65 t氧气顶底复吹转炉也可用于生产品种钢。过去炼钢厂的品种钢钢包自动开浇率一直徘徊在较低的水平(80％以上)为了保证品种钢的产品质量，生产出优质钢坯为高线提供优质原料，必须提高钢包自动开浇率，实现保护浇铸依此来防止钢水二次氧化，保证了生产顺行和铸坯质量的进一步提高。

1  钢包自动开浇的机理

    精炼钢包在滑板安装完毕并检查合格后，向钢包水口内加满引流剂，在出钢时，钢水在冲走部分上表面引流剂的同时，与上表面引流剂迅速形成液态混合体，即液态融化层；随着热量传输，在融化层的下部又迅速形成一层固相烧结层；固相烧结层的下部为散状引流剂，如图1所示。

    随着钢水停留时间的延长和温度的变化，液态融化层和固相烧结层保持动态平衡，连铸开浇时当滑动水口打开后，下部的散状引流剂靠自身的重力作用流下来，钢水的静压力作用破坏固相的烧结层，从而实现钢水自动开浇。

2  钢包自动开浇率的影响因素分析

2．1  引流剂自身质量的影响

    钢包引流剂质量是影响钢包自动开浇率的主要因素之一，其矿物组成、颗粒级配、热膨胀氧湿度等物理化学特性对能否自动开浇产生很大的影响。由引流剂自动开浇的机理得知，引流剂必须有较低的热导率和较高的烧结温度，这样才能使烧结层的厚度不致过厚，且随着盛钢时间的延长和温度的变化，使烧结层的厚度几乎保持不变。

    在生产不经过精炼的普通钢时采用的是石英砂作为引流剂，而经过精炼的钢种采用优质铬质引流剂，二者存在着截然不同的矿物组成(见表1)，但在实际生产过程中可以发现后者自动开浇率明显提高了许多。引流剂的颗粒大小匹配不当，会使钢水浸入到颗粒之间凝固，增大了烧结层的厚度和强度，从而导致自动开浇率的降低；若引流剂的颗粒级配制合理，则会增强抵御钢水浸入的能力，保持合理的烧结层厚度，从而提高品种钢钢包自动开浇率。

  引流剂自身的流动性也是影响能否自动开浇的特性之一其热膨胀性、湿度是体现自身流动性的主要指标。若热膨胀系数过大，则会使得引流剂受热后过于膨胀而导致其流动性变差，反之热膨胀系数过小，则会使引流剂受压后颗粒过于挤紧，也会使得流动性变差，因此，必须保证引流剂有合适的热膨胀性，才能保证引流剂流动性最佳。引流剂的湿度过大，也会导致流动性降低，必须保持其干燥，必要时进行烘烤。当然，引流剂的颗粒圆滑、粒度级配大小合适，也是提高其流动性的主要因素。

2．2钢包水口、滑板材质和形状的影响

    为了保证水口、滑板内壁的光滑，有利于引流剂的自动开浇，在选择钢包水口、滑板的材质必须做到尽量不和渣中的FeO、CaO等发生反应生成低熔点化合物附着在其内壁上造成结瘤，减小引流剂与水口、滑板内壁之间的摩擦力，促进引流剂自流；同时在选择或确定水口形状时也得考虑水口与滑板的密切配合和水口壁上的粘结物易于烧洗，还必须考虑引流剂在其内易于流动和流尽。因此，大多数形状是漏斗型，否则都将会影响引流剂的自流，从而导致自动开浇率的降低。

2．3  钢包状况、洁净度的影响

2．3．1  不同包况的影响

    在实际的生产过程中，根据钢包温度和洁净度可分为红包、黑包、凉包、新包、有包底的钢包。非红包出钢时，由于包底钢水温度较低使得钢水粘度增大；再者因温度低造成部分熔化层凝固，相当于增大了固相烧结层的厚度，二者均可导致钢包自动开浇率的降低，表2的统计结果也证明了这一点。

2．3．2  钢包水口洁净度的影响

    在钢包水口碗内如果烧洗不洁净，存有部分残渣，这些残渣将在高温下与引流剂烧结在一起，对自动开浇率影响很大；另外水口碗内不洁净也会使得引流剂在自动开浇时增大阻力，影响自动开浇率。

2．4  出钢过程的影响

    在钢包上件完毕后，向钢包水口碗内投入引流剂时若投不满或不能保持合理的形状，也将会破坏引流剂的三层结构，造成不能自流，在出钢过程中钢流也不要直接对钢包水口冲刷，这样钢水会冲走部分引流剂，破坏引流剂的合理形状，影响自动开浇率。

2．5  精炼过程的影响

    研究表明，铬质引流剂在钢水停留时间超过80 min后均出现自动开浇率降低，且精炼出站到连铸开浇超过20 min自动开浇率明显降低。为此，若延长精炼炉的加热时间、软吹时间，也会导致自动开浇率的降低；在生产组织过程中，生产普通钢时经常出现连铸压钢现象，压钢时间有时超过20min，若在品种钢生产组织时如此，也会导致引流剂自动开浇率的明显降低。

3  提高品种钢钢包自动开浇率的措施

3．1  提高引流剂质量

    在炼钢精炼过程投产时，炼钢厂开始使用铬质引流剂在精炼系统上应用，当时只有1个引流剂生产厂家供应，随着投产时间的延长，发现钢包引流剂自动开浇率较低，开始和国内另2个厂家进行合作和试验，并对原引流剂与其生产厂家沟通提出改进的意见和措施，如将引流剂中的Cr₂O₃和Fe₂O₃含量适当提高、添加复合剂等，并于2004年7月组织3个厂家进行对比试验，淘汰了其中1个供货厂家，使得2004年8～10月的精炼包自动开浇率达到了91.3％，比2004年1～7月份的82.9％提高了8.4％，具体统计结果见表3。

3．2  操作过程的控制

3．2．1  上件前水口的清理和检查

    品种钢钢包在上件前，首先要将钢包水口碗内的钢渣用吹氧管吹扫干净，并确认水口碗内无钢渣或其它杂物堵眼；对于新更换上水口的钢包，也要将挤出的耐火泥清理掉。

3．2．2  精炼包引流剂的加入

    精炼包引流剂在加入前，首先确认引流剂是否干燥，否则进行烘烤处理；在加人时要将水口碗内投满，且尽量保证在水口上方形成球冠状。

3．2．3  转炉出钢控制

    在出钢前，制定了具体的操作规范，要求钢流不得直接冲击到引流剂区域，钢流要正，以防止破坏引流剂的合理形状；另外严禁出钢前将合金或顶渣直接加在包底，严格按照《品种钢操作要点》之规定加入。

3．2．4  精炼过程控制

    精炼炉根据本炉钢的精炼时间确定转炉的出钢时间，并负责通知炉前，保证钢水进站后严格控制压钢时间在5 min之内；在精炼过程中，根据钢包状况、进站温度等情况确定加热速度，以保证稳定的精炼周期；根据连铸机的浇铸状况和钢包状况，制定了软吹时间和钢水起吊时间，防止在连铸平台压钢。总之，通过上述措施的实施，确保钢水在钢包内的盛钢时间控制在60 min之内。

3．2．5  保红包、净包出钢

    通过表2的统计结果可以看出，黑包、凉包等非周转包对自动开浇率影响很大，因此，在生产组织时，钢包周转个数不得超过5个，同时对浇次当中需要甩包时，对钢包提前进行烘烤，并对包壁温度进行测量(>650℃)有时在非品种钢浇次上提前周转涮包，加大对非净包的考核力度；对于浇完钢水的钢包及时组织下空包倒浇余，防止包底粘钢或粘渣。

3．2．6  加强对引流剂管理

    对于引流剂的管理，要求引流剂生产厂家必须在包装上内衬塑料膜，并在运送过程中增加防雨措施，防止引流剂受潮或雨淋；引流剂到厂后，指定干燥的存放地点，并执行“先进先用”的原则，避免存放时间长结块影响自动开浇率。

4  结    论

    保证引流剂的干燥和改进引流剂的质量可以大幅度提高自动开浇率。缩短钢包内的盛钢时间(控制在80 min之内)，可有效提高自动开浇率。采用红包、净包出钢，加速钢包周转，可减少连铸机捅眼、烧眼等现象。总之，在采取了一系列切实有效的措施后，使钢包自动开浇率达到了90％以上。