钢包发生漏钢事故的原因分析,由耐火材料厂家整理分享。
钢液渗漏是透气系统最为严重的使用事故。钢包底部透气系统由透气元件砖芯、套砖、透气座砖、紧固机构、缓冲缝浇注料或捣打料、接缝火泥等几个部分构成,是实现底吹氩精炼工艺的关键功能元件。因透气系统位于钢包底部,一旦出现钢液渗漏,在数分钟内即可造成严重影响,如发现不及时或不具备倒包条件,将危害现场人员和生产设备安全,并扰乱钢厂生产顺行秩序。对导致钢液渗漏的原因进行分析和归类,常见原因有以下几类:
1.透气元件芯过度使用:
如果透气元件内部没有清晰易辨识的报警标识,且钢厂疏于管理,透气元件可能出现过度使用。当砖芯高度低于100mm后,高温可以很快传导到钢包底板或底板上的紧固机构,使其机械强度降低或变形,同时,砖芯与整体座砖或分体座砖的摩擦系数大大降低,无法承载几十吨乃至数百吨钢液的重压,最终导致砖芯脱落,钢液倾泄而出。
2.透气元件钢壳内耐火泥渗钢:
钢壳内耐火泥涂抹是否饱满、高温下膨胀性以及粘接强度都是影响透气元件服役安全性的重要因素。透气元件钢壳和钢壳内耐火泥均是透气系统中的薄弱环节,且容易被忽视,如果其中之一侵蚀过快,都会加剧另一部分蚀损。
3.座砖“十”字纵裂:
座砖“十”字纵裂后,不能有效紧箍透气芯,钢壳位置出现缝隙,钢液渗入缝隙,熔化了钢壳,钢液从包底渗出。导致座砖纵裂的原因有多种:
(1)座砖自身的热震稳定性能较差,当频繁遭受急冷急热时砖体开裂。
(2)座砖在安装时受到周围缓冲缝耐火浇注料施工后水分的渗透,与钢包衬一起烘烤时,烘烤初期升温过快、烘烤时间不充分或烘烤温度不高等因素,会造成座砖内部水蒸气压力过大,形成隐性裂纹,在反复急冷急热过程中,裂纹扩展导致座砖纵裂:钢包在立式烘烤条件下,热量难以完全传递到包底,钢包内上下温差较大,且在南方春季阴雨潮湿工况下使用,烘烤初期更应小火慢烘,中后期充分烘烤。
(3)包底透气座砖四周缓冲缝耐火浇注料的材质、施工加水量、振动密实性对透气座砖的保护和使用效果均有很大影响,由此造成浇注料的高温膨胀性能不适宜,无法有效缓冲包底镁碳砖的膨胀应力,会对座砖挤压形成纵裂。
4.缓冲缝自流浇注料处渗钢:
缓冲缝自流浇注料的加水量、搅拌工艺控制、施上工艺控制等均是影响其使用效果的关键因素。如果加水过量(超过7%),脱水后易产生显著的线性收缩,与包底砖、透气元件之间产生纵向缝隙,形成钢液渗漏通道。当加水过量后,颗粒沉降,细粉上浮,表层严重泌水,强度显著降低,无法在高温下表现出应有的使用性能。
(1)分体型透气元件组装耐火泥渗钢。耐火泥接缝料加水量过大,造成使用时经高温烧结产生较大的收缩,最终形成钢液泄漏通道。这也是国外分体砖倾向于使用桶装耐火泥的主要原因,目的是避免混料不充分或其他原因造成加水量过大。
(2)紧固机构处渗钢。部分钢厂采用简易的门轴式紧固机构,一边固定焊接在钢包底部,一边为丝扣锁紧,当紧固件锁紧时,受力状态相当于杠杆(二点受力),尤其当底板发生局部变形时就无法使砖芯受力均匀,这样易使砖芯受到不均匀挤压,造成耐火泥缝出现厚薄不均的现象(刚安装的砖芯,耐火泥还未脱水烧结,处在塑性状态易受挤压而变形)。
5.包壳结构不合理:
随着透气元件芯寿命的不断提高,逐渐与小修包龄同步,越来越多的分体型透气元件钢包改造成整体型透气元件钢包,但包底仍保留紧固机构,整体透气元件坐在一个直径约300mm的大孔上,整体型透气元件的底部被人为施加了三个锚固爪向上的托力,局部受力的座砖容易产生纵裂。安装整体型透气元件的钢包底壳上应预留直径不大于40mm的小孔引导透气元件尾管,整个砖体重量均匀地分布在包壳上,安全系数较高。