一种提高搅拌桨热稳定性的阶梯预热工艺

摘要

本发明涉及一种提高搅拌桨热稳定性的阶梯预热工艺。该方法包括新搅拌桨使用前先进行预热处理，熔池内铁水温度1250-1450℃，铁水高度1200-1500mm；使新搅拌桨下降至叶片底面距铁水液面150-200mm处，停止下降并保持15-20min；继续下降至铁水液面保持2-3min；继续下降至铁水液面下180-220mm处保持2-4min；然后按此操作，每次下降180-220mm，停止并保持2-4min，直至整个叶片及桨轴渣线部位以下全部进入铁水；然后，缓慢升起搅拌桨至距铁水液面200mm处，停留5-10min，继续升起、移出铁水包熔池外，自然冷却。本发明的预热方法能减少搅拌桨内部裂纹的产生，提高搅拌桨热稳定性和使用寿命。

权利要求

1.一种KR搅拌桨的预热方法，新搅拌桨使用前在铁水包内，先进行烘烤和浸泡预热处理，所述熔池内铁水温度1250-1450℃，铁水高度1200-1500mm；步骤如下：（1）使新搅拌桨下降至叶片底面距铁水液面150-200mm处，停止下降并保持15-20min；

继续下降至铁水液面，停止下降并保持2-3min；

（2）继续下降至铁水液面下180-220mm处，停止下降并保持2-4min；然后按此操作，每次下降180-220mm，停止并保持2-4 min，直至整个叶片及桨轴渣线部位以下全部进入铁水；

然后，

（3）缓慢升起搅拌桨至距铁水液面200mm处，停留5-10min，继续升起、移出铁水包熔池外，自然冷却。

2.如权利要求1所述的一种KR搅拌桨的预热方法，其特征是所述熔池内铁水温度

1400℃，铁水高度1400mm；搅拌桨的桨轴渣线部位往下至桨叶片底的高度为1米；

使新搅拌桨下降至叶片底面距铁水液面200mm处，停止下降并保持15min；继续下降至铁水液面，停止下降并保持2min；继续下降至铁水液面下200mm处，停止下降并保持2min；

然后按此操作，每次下降200mm，停止并保持2 min，直至整个叶片及桨轴渣线部位以下全部进入铁水；然后，缓慢升起搅拌桨至距铁水液面200mm处，停留5min，继续升起、移出铁水包熔池外，自然冷却。

说明书

一种提高搅拌桨热稳定性的阶梯预热工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及一种提高KR法搅拌桨热稳定性及使用寿命的阶梯预热工艺，属于钢铁冶金炼钢中铁水预处理技术领域。

背景技术

[0002] KR法(knotted reactor)最早是为了满足铸造用铁水对硫含量的要求而提出的铁水预处理脱硫方法，其中KR脱硫装置，是将浇注耐火材料并经过烘烤的十字形搅拌头(搅拌桨)，浸入铁水包熔池一定深度，利用激烈搅拌作用下产生的漩涡，使氧化钙或碳化钙基脱硫粉剂与铁水充分接触反应，达到脱硫目的。KR搅拌桨浇注的耐火材料一般为刚玉-莫来石，或焦宝石、硅石和碳化硅等(参见CN101337821A)。KR脱硫法的优点是动力学条件优越，金属损失少，脱硫效果比较稳定，适应于低硫品种钢的生产。其不足是，一、设备复杂，一次投资较大，脱硫铁水温降较大；二、搅拌桨的热稳定性不理想，使用寿命短，需要经常更换，造成停车停产。因此在KR法铁水预处理脱硫的常规工艺条件下，提高搅拌桨的热稳定性及使用寿命是影响脱硫工序正常生产的重要因素。冶炼低硫钢生产中，亟需要延长搅拌桨的使用周期(使用寿命)。搅拌桨寿命短主要原因是搅拌桨磨损或破损严重无法继续使用被迫下线，而破损往往以裂纹的形成为开始阶段，因此，在保持搅拌头耐材质量不变、结构不变的情况下，通过工艺方法的改进提高搅拌桨的热稳定性是本发明的研发目标。经检索未发现有搅拌桨预热处理的报道。

发明内容

[0003] 针对现有技术的不足，本发明提供一种应用于KR法铁水预处理工序、提高搅拌桨预热效果及热稳定性和使用寿命的KR搅拌桨的阶梯预热工艺。

[0004] 本发明的的技术方案如下：

[0005] 一种KR搅拌桨的预热方法，包括新搅拌桨使用前在铁水包熔池内，先进行烘烤和浸泡预热处理，所述熔池内铁水温度1250-1450℃，铁水高度1200-1500mm；步骤如下：

[0006] (1)使新搅拌桨下降至叶片底面距铁水液面150-200mm处，停止下降并保持15-20min；继续下降至铁水液面，停止下降并保持2-3min；

[0007] (2)继续下降至铁水液面下180-220mm处，停止下降并保持2-4min；然后按此操作，每次下降180-220mm，停止并保持2-4min，直至整个叶片及桨轴渣线部位以下全部进入铁水；然后，

[0008] (3)缓慢升起搅拌桨至距铁水液面200mm处，停留5-10min，继续升起、移出铁水包熔池外，自然冷却。

[0009] 所述搅拌桨的桨轴渣线部位往下至桨叶片底的高度为0.80-1.2米。

[0010] 根据本发明，一个优选的技术方案是：搅拌桨的桨轴渣线部位往下至桨叶片底的高度为1米，所述熔池内铁水温度1400℃，铁水高度1400mm；使新搅拌桨下降至叶片底面距铁水液面200mm处，停止下降并保持15min；继续下降至铁水液面，停止下降并保持2min；继续下降至铁水液面下200mm处，停止下降并保持2min；然后按此操作，每次下降200mm，停止并保持2min，直至整个叶片及桨轴渣线部位以下全部进入铁水；然后，缓慢升起搅拌桨至距铁水液面200mm处，停留5min，继续升起、移出铁水包熔池外，自然冷却。

[0011] 本发明所述的KR搅拌桨浇注的耐火材料可以是现有技术中常用的任何型号的浇注耐火材料。例如，以电熔莫来石为主要成分，配以红柱石、板状刚玉、硅微粉、水泥，并添加少量防爆纤维和三聚磷酸钠。也可以是CN101337821A公开的焦宝石、硅石和碳化硅为主配成的浇注耐火材料。

[0012] 本发明将新搅拌桨使用前经铁水高温烘烤和铁水浸泡预热，改善新搅拌桨因温度急冷急热造成的热震稳定性变差的问题。预热后确认无明显裂纹则可投入正常使用。

[0013] 研究发现搅拌桨寿命短主要原因是搅拌桨破损严重，而破损是以裂纹的形成为起点，以裂纹的数量的增加与裂纹扩张为发展过程，以结构剥落、热应力脱落为主要表现形式。经大量实验研究，本发明人意外发现，搅拌桨内部裂纹的产生及随后外部大块脱落原因在于其热稳定性问题，本发明搅拌桨的余热方法在液面高度和时间上呈阶梯型特点，搅拌桨由耐火材料打结加工制成，内部不可避免地含有少量水分，高温下使用易发生搅拌桨内部裂纹或者是外部大块脱落，影响搅拌桨寿命。按本发明阶梯预热方法是通过高温预热、铁水预热两个阶段完成，首先利用铁水液面高温热流对搅拌桨进行烘烤预热，然后缓慢地分阶段使搅拌桨进入铁水，使搅拌桨从下而上缓慢受热最终达到全部预热完毕，此种工艺优点是最大限度的减少搅拌桨内容裂纹的产生，避免了急冷急热作用对搅拌桨的损害，对新搅拌桨使用前期裂纹形成具有良好的改善作用，进而提高搅拌桨使用寿命。因此该预热梯形工艺可在搅拌桨耐材不变条件下进一步提高搅拌桨热震稳定性，对提高搅拌桨寿命效果明显。

[0014] 本发明工艺简单，设计合理，可以满足在KR法铁水预处理工序搅拌桨预热工艺要求。经实际生产实验也证实该种搅拌桨预热工艺顺利实现了改善新搅拌桨热震稳定性的要求，同类耐材型号的搅拌桨使用寿命可提高30％以上。

附图说明

[0015] 图1是传统的KR法常规搅拌桨外形示意图；

[0016] 图2是搅拌桨位于铁水页面上(a)及插入铁水页面下(b)的示意图。

[0017] 图中，1、十字形搅拌头(浇注耐火材)，2、搅拌桨叶片，3、搅拌桨底面，4、桨轴，5、铁水包熔池，6、铁水液面。

[0018] 图3是搅拌桨预热从开始到停止下降高度随时间的变化，整体呈阶梯形，直至搅拌桨预热结束。

具体实施方式

[0019] 下面结合实施例对本发明做进一步说明。但不限于此。

[0020] 实施例中所用搅拌桨的浇注耐火材料：电熔莫来石58％，板状刚玉8％，红柱石25％，硅微粉、水泥8％，防爆纤维和三聚磷酸钠1％，桨轴渣线部位以下至桨叶片底部的高度约为1米。

[0021] 实施例1：

[0022] 一种KR搅拌桨的预热方法，将新搅拌桨使用前先在铁水包熔池内进行烘烤和浸泡预热处理，所述熔池内铁水温度1400℃，铁水高度1400mm；

[0023] 使新搅拌桨下降至叶片底面距铁水液面200mm处，停止下降并保持15min；继续下降至铁水液面，停止下降并保持2min；继续下降至铁水液面下200mm处，停止下降并保持2min；然后按此操作，每次下降200mm，停止并保持2min，直至整个叶片及桨轴渣线部位以下全部进入铁水；然后，

[0024] 缓慢升起搅拌桨至距铁水液面200mm处，停留5min，继续升起、移出铁水包熔池外，自然冷却。确认无裂纹可投入正常使用。

[0025] 应用例对比试验：

[0026] 以KR法脱硫处理铁水150吨为例，常规脱硫操作条件下进行对比试验。主要工艺条件

[0027] 如下：铁水进站温度：1350℃；

[0028] 下桨深度：距液面1600mm；

[0029] 搅拌桨转速：初始20r/min,最高130r/min,

[0030] 时间：8分钟；

[0031] 脱硫剂：800kg；

[0032] 平均终点【S】含量：0.002％。

[0033] 试验A.使用实施例1预热处理的搅拌桨，平均月寿命360炉/支，减少非生产作业时间100min/月，提升KR脱硫预处理能力约0.1万吨/年。

[0034] 试验B.使用同样材质型号的新搅拌桨，只进行烘烤预热：新搅拌桨距铁水液面200mm处保持15min；继续下降至铁水液面保持2min；移出后使用，平均月寿命305炉/支。

[0035] 试验C.使用同样材质型号的新搅拌桨不进行预热处理，平均月寿命250炉/支。