盛钢桶(或称为巨觥或巨杓,俗称钢包或大罐)是一种用来运送和倾倒熔融金属的容器。在许多非铁金属铸造厂中,用来运送和倾倒熔融金属的陶瓷坩锅也会被认为是盛钢桶。盛钢桶由钢壳、耐火材料内衬和启闭控制系统构成,其截面一般为圆形。
简介
盛钢桶亦称钢包,是贮存和运输钢水的容器,有时也用作二次炼钢桶,其在炼钢系统中占有重要的地位。盛钢桶的容积一般视炼钢炉容量而定,应能足够容纳转炉的全部钢水和少量的保温用炉渣,原则上一炉钢用一个盛钢桶。
盛钢桶的大小变化很大,小的通常有长柄可以手持,大者如炼钢厂所使用的盛钢桶可以承受330吨的重量,往往需要起重机或是特殊轨道辅助运作。在用来消除钢液中硫的盛钢桶精炼法中也会用到盛钢桶。
类型
盛纲桶的类型往往以其目的的不同来分类,例如:
铸造用盛钢桶:用来把熔融金属倒入模具形成铸件的盛钢桶。
运送用盛钢桶:用来运送不同冶金过程中所需大量熔融金属的盛钢桶。
试验用盛钢桶:用来改变熔融金属性质时使用的盛钢桶。典型的例子是在盛钢桶中加入各种不同元素将铸铁改变成球墨铸铁。
若按倾倒设计来区分,则大致有以下数种:
浇注式:直接在盛钢桶的上方开出喷嘴,并利用倾斜倒出钢液。
茶壶式:在盛钢桶的侧边开出喷嘴,倾倒时可以尽量避免倒出悬浮於钢液表面的杂质。
轴心式:喷嘴附近有轴控制盛钢桶的倾倒。
底注式:在盛钢桶的底部开口浇灌钢液。和茶壶式一样此法可以避免杂质倒出。
选择盛钢桶时应考虑如下因素:(1)盛钢桶容量要根据转炉容量、铸锭吊车能力等确定。(2)盛钢桶应有较高的保温能力。(3)盛钢桶不应过高,以利于桶内的炉渣和桶内生成的脱氧产物上浮,并使浇注前后期的注速变化减小。一般高度与直径之比约为1,内壁倾斜度为3%一5%。
盛钢桶的构造
盛钢桶由钢壳、耐火材料内衬和启闭控制系统构成,其截面一般为圆形。大型盛钢桶为增大容量,采用椭圆形,以不改变吊车龙门钩跨距,桶的整个外形呈上大下小的圆台形。盛钢桶底面,小型桶为平面,大型桶则为凸面。(如图1所示)
盛钢桶外壳一般采用钢板焊接结构,依据容量的不同,外壳钢板厚度为16—28mm,桶底的钢板厚度为26—38mm,耳轴位于盛钢桶重心之上350—400mm,桶底配有机械挂钩装置。
盛钢桶内衬有砌筑、捣打和投射三种,其中砌筑是广泛采用的方法。桶衬寿命一般取决于桶衬材质和成型质量,也与钢水温度、氧化性的控制和使用情况有关。
启闭控制系统有塞棒控制系统和
滑动水口控制系统。塞棒控制系统主要由水口、塞棒及杠杆组成。
滑动水口控制系统是目前普遍采用的启闭控制系统,主要由框架、滑槽、滑动盒及拖板、调节装置和液压装置等组成。它包括两种类型,一种是滑板直线运动型水口,另一种是旋转运动型水口。滑板直线运动型水口多采用液压驱动,旋转运动型水口一般用电力驱动。
滑动水口通过安装在桶底外面的两块滑板的互相错位控制钢流。水口直径与浇注的钢种、钢锭大小及上下注有关,其大小决定了钢水从盛钢桶流出的速度,一般为30—60mm,国外在采用快速上注时,也有的采用80一120mm的水口。
盛钢桶的工作环境
连铸用盛钢桶与普通盛钢桶相比,钢水温度高,停留时间长,有时还进行吹氩处理以及二次精炼。造成盛钢桶内衬损坏的因素很多,盛钢桶的不同部位,不同砖种所受的作用不同,损坏情况也就不一样。在盛钢桶渣线部位,高温炉渣对耐火材料的侵蚀能力超过钢水对砖衬的蚀损。以渣线用镁碳砖为例,其损坏原因主要是由于石墨的氧化和石墨氧化层的流失造成的。
盛钢桶包壁及其他部位,在高温下,受炉渣和钢水的侵蚀作用较渣线部位轻,一般只承受钢水冲刷和磨损作用。盛钢桶底在接受钢水时,受到钢水的机械冲刷和受到强烈的
机械冲击,容易从变质层界面产生剥落损坏。
盛钢桶用耐火材料
一般对盛钢桶用耐火材料的要求是:在高温状态下能形成半熔融状态的致密层;在使用过程中,砖层稍有膨胀性,使整个砖衬紧密成为一体;砖衬必须具有良好的抗热震性;砖衬应具有良好的耐侵蚀性。对耐火材料的这些要求是为了达到以下目的:提高抗钢水和渣的渗透能力;提高砖衬的整体性,使砖衬之间紧密结合;盛钢桶为间歇作业,要能反复经受高温、冷却作用并多次使用;尽可能减少耐火材料溶人钢水中,以提高钢水的清洁度。
在大中型盛钢桶上经常使用粘土砖和高铝砖内衬。粘土砖衬熔损快使用寿命短,但价格低廉,因此得到广泛使用。有些钢厂开始使用A120。含量大于80%的高铝砖作盛钢桶衬,盛钢桶一次性寿命大于50炉。为解决盛钢桶渣线侵蚀问题,在盛钢桶渣线部位使用过焦油结合白云石砖、镁砖、镁碳砖、铝镁砖和锆英石砖等,使用效果以镁碳砖为好。目前,国内巳使用不定形的耐火材料作为盛钢桶内衬,材质主要为铝镁浇注料,采用振动浇注方法施丁,盛钢桶寿命平均达到60次,经济效益显著提高。