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转炉护炉工艺优化与实践探析云旗

发表时间：2020/7/3 来源：《基层建设》2020年第5期作者：云旗云龙

[导读] 摘要：为进一步减少护炉补炉料成本，介绍了在210吨顶底复吹转炉炼钢过程中生铁块补炉的应用实践，生铁块补炉具有快捷、高效的特点，能够节约补炉料消耗，缩短补炉时间，同时也可以提高转炉作业率，是对溅渣护炉与补炉料补炉的有效补充。

        包钢集团薄板厂冶炼部内蒙古包头市 014010；包钢集团钢管公司内蒙古包头市 014010
        摘要：为进一步减少护炉补炉料成本，介绍了在210吨顶底复吹转炉炼钢过程中生铁块补炉的应用实践，生铁块补炉具有快捷、高效的特点，能够节约补炉料消耗，缩短补炉时间，同时也可以提高转炉作业率，是对溅渣护炉与补炉料补炉的有效补充。本文对转炉护炉工艺优化与实践进行分析，以供参考。
        关键词：转炉护炉；工艺优化；实践
        引言
        转炉炉龄是转炉炼钢的一个重要的综合性经济技术指标，加强炉衬维护是延长炉衬寿命的重要措施。提高炉龄不仅可以提高转炉作业效率、降低生产成本，而且有利于均衡连续生产。所以必须对炉衬较薄部位进行及时补炉操作以防止炉衬侵蚀恶化。
        1炉衬侵蚀机理
        转炉炼钢生产过程是在高温条件下的一系列物理、化学反应过程，在这个过程中炉衬受到一系列强烈的机械、物理、化学作用而侵蚀。主要机理是：机械冲击侵蚀，加废钢、兑铁水等操作都是直接对着转炉大面炉衬，对大面炉衬产生强烈的冲击、磨损、冲刷，是炉衬耐材侵蚀的主要因素；物理作用，冶炼过程中炉内气流对炉壁、炉帽等耐材的冲刷，钢水、炉渣对炉衬的熔解、冲刷以及冶炼过程中高温反应对炉衬的熔损等物理侵蚀；化学作用，转炉内衬的工作层一般由镁碳砖砌筑，镁碳砖中含有一定量的石墨碳，与熔渣的润湿性差，可阻碍熔渣向砖体内的渗透；导热性较好，能大幅提高衬砖的抗热振性，使得镁碳砖炉衬寿命较长。但转炉炉内为强氧化性气氛，在冶炼过程中高温氧化性气体会氧化脱除砖中部分碳，致使砖体结构松动脆化，在烟气、流体冲刷下流失而被蚀损。
        2转炉生铁块渣补技术
        2.1生铁块渣补
        生铁块渣补是转炉冶炼完毕后，不倒终渣，将准备好的3~3.5t生铁块倒入转炉大面受损严重部位，转炉摇至生铁平铺受损位置，静置转炉5~10min左右，等生铁块黏合后，摇正转炉进行溅渣护炉，使渣料溅至炉膛炉壁，溅渣护炉完毕后倒掉渣料，进行下一炉冶炼。本文主要研究整个流程中的关键控制点和工艺参数，使其达到最佳效果，最终降低补炉料和喷补料的吨钢消耗量。
        2.2生铁块补炉工艺
        应用生铁块的熔点低于废钢的原理，选取终渣具有一定的流动性且不可过氧化的炉渣，保证生铁加入后可沉降至所需垫补的位置，同时保证生铁的可粘结性，短期内不可侵蚀脱落其优点突出，对转炉生产冶炼周期影响很小，平均每次时间5~10m i n；留渣操作，增加下一炉冶炼前期氧化性，有利于吹炼过程化渣；充分利用生产过程中的短暂停时，缓解了补炉需要时间和生产产量之间的矛盾，有利于提高产量，降低补炉耐火材料消耗，保证生产的稳定连续性。
        2.3补炉实施方法
        补炉时生铁块用量控制在3~3.5t，记录实际加入生铁块数量。加入生铁块补炉时，生铁块一定要充分平铺到受损部位，即保持让生铁块补炉位置外露，等生铁块完全黏合后方可进行摇动转炉操作，避免下一炉冶炼过程中生铁块脱落，影响终点成分，温度的判断。加入生铁块后，停留约5~10min，观察渣面平稳，待生铁料充分黏合后进行溅渣护炉操作及其他操作。生铁块渣补后，溅渣护炉效果一定要好，实时调整终渣渣况，保证其流动性，下一炉冶炼尽量避免过程炉渣熔点高，渣化不开及终点再次补吹氧气脱磷，所以终点要尽量满足成分及温度要求。
        3降低终渣氧化性的生产优化
        渣中FeO的含量高低对炉衬侵蚀和溅渣效果的好坏有非常大的影响。渣中FeO的矿物组成成分大多为各类低熔点的铁酸盐，熔点远低于出钢温度，而且FeO含量越高，低熔点的铁酸盐就会越多，炉渣的流动性就越好，粘度小，渣稀，对炉衬侵蚀作用加大且不容易附着在炉衬上。如果渣中FeO的含量过低，又会造成转炉造渣和去除P、S困难，且炉渣粘度大，渣稠则不易溅起，溅渣量迅速下降，此外，稠渣则在炉衬上附着力较差。因此操作中必须严格控制渣中FeO的含量。

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        为防止冶炼过程中终点碳控制较低、温度控制较高，使终渣氧化性增强：
        3.1密切关注铁水的温度和成分，动态调整辅料的加入量。
        3.2实施紧凑的生产组织模式，减少松散的生产组织模式造成出钢温度高而过氧化现象。
        3.3加强对操作岗位人员的培训，提高操作者的业务技能，减少操作失误造成的钢水过氧化现象。
        3.4根据入炉原料种类、质量，科学调整供氧制度和造渣制度。
        4提升溅渣护炉效果
        合理选择炉渣并进行终渣控制，炉渣选择着重是选择合理的渣相熔点，渣相熔点高可提高溅渣层在炉衬的停留时间，提高溅渣效果。由于溅渣层对转炉初渣具有很强的抗侵蚀能力，而对转炉终渣的高温侵蚀的抵抗能力很差，转炉终渣对溅渣层的侵蚀机理主要表现为高温熔化，因此合理控制转炉终渣，尽可能提高终渣的熔化温度是溅渣护炉的关键环节。
        影响炉渣熔点的物质主要有FeO、MgO和炉渣碱度，转炉使用镁碳砖作为炉衬，减少炉衬侵蚀的重要措施是提高渣中MgO的含量，当渣中MgO达到饱和时，炉衬中MgO溶解量就会减少；渣中FeO含量高低对炉衬侵蚀和溅渣效果有很大影响，因此要严格控制含量；若炉渣粘度大时，不易溅起，且在炉衬上附着力差，渣稀时覆盖层较薄，因此要控制炉渣粘度适当；控制合理终点温度，降低高温对炉衬和溅渣层的侵蚀。因此要合理控制炉渣FeO、MgO、炉渣碱度、炉渣粘度和终点温度。
        5护炉效果分析
        4.1大幅度的降低护炉料的消耗，降低生产成本，提高产品竞争力，工人劳动强度相对降低，无环境污染。
        4.2采用生铁护炉，耗时短，一般只需要5~10min即可完成，不影响正常生产，大大提高转炉作业率，达到高效增产的目的。
        6补炉效益
        使用生铁块渣补补炉是对炼钢厂通常采用“溅渣护炉”与“补炉料补炉”结合的方法提高炉衬寿命增加炉龄的补充，生铁块渣补技术的实施，节约了补炉料消耗，降低了护炉成本。生铁块渣补技术可快速对渣面侵蚀部位进行修补，周期可控制在5~10min，较之前补炉料补炉40~50min方便快捷，可利用生产间隙即可实现补炉操作，保证了生产顺行，提高生产效率。使用生铁块渣补技术实施后，补炉料补炉次数下降，补炉料补炉间隔时间延长，降低了工人的劳动强度。采用生铁块渣补技术后，降低了补炉料的使用量，减少了对环境污染。
        生产实践表明：在保证炉衬安全运行的情况下采用生铁块渣补技术，可降低耐材成本，减少吨钢加工费用，从而提高钢材产品在成本上的优势，增加企业竞争力和市场占有率。
        结束语
        转炉采用生铁块渣补补炉与溅渣护炉与补炉料补炉结合能有效的降低补炉料的消耗，提高转炉护炉作业率，提高转炉生产作业率，提高钢产量，减轻了工人劳动强度，减少操作费用，减少了对环境污染，从而提高钢材产品在成本上的优势。
        参考文献
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        [3]曹玲玲.转炉熔池气—渣—金多相流行为的模拟研究[D].北京科技大学,2019.
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