转炉溅渣护炉技术探讨及实践

1、转炉溅渣护炉工艺探讨及实践李居明 白瑞娟 赵良江 王文虎 董文利(河南济源钢铁(集团)有限公司炼钢厂 河南济源454650)摘要 济钢3#转炉溅渣护炉实践表明，采用该工艺能大幅度提高转炉炉龄，降低耐火材料消耗，提高转炉作业率，综合效益可观。同时，文中指出了影响溅渣护炉工艺的主要因素，提出了解决措施。关键词 转炉 溅渣护炉 炉龄前言转炉炉龄是一个综合性的技术指标，它反映了企业的技术水平和管理水平，因此提高炉龄一直是冶金工作者孜孜追求的目标。济钢50t转炉于04年2月9日投产以后，因达产期工艺不稳、出钢温度高、终渣氧化性强等原因，2000炉左右时耳轴两侧炉衬砖仅剩200mm左右，期间又遇上两次各长

2、达一周的无氮气不能溅渣，炉况及其恶劣，为使济钢3#转炉首代炉龄有个突破，我厂技术人员积极理论联系实际，研究现行溅渣工艺，果断采取措施，使炉况逐步好转并得到控制，炉龄指标不断创新。于04年11月28日突破10000炉；05年8月11日创20000炉新高；05年11月25日完成24030炉后首代炉役光荣退役。溅渣过程中存在的问题1钢水直接上连铸时，出钢温度高（平均在1680左右），终渣过热度高，溅渣效果不好且溅渣层不耐侵蚀；2钢水经精炼炉上连铸时，虽然出钢温度降下来了，但由于转炉下渣导致LF炉回磷问题增多，于是强调转炉脱磷的同时导致终点控制变差，一次倒炉出钢率急剧降低，终渣氧化性强，溅渣时起渣慢（

3、即炉渣熔点偏低），炉衬挂渣不好，有时候易流下来。3铁水不足，大量使用铁块，造成倒炉时铁块不易完全熔化，炉内翻腾严重，造成大量炉渣溢出，溅渣时，挂渣量小，达不到平衡炉衬的效果；也造成下枪频繁，终渣氧性强，使溅渣层不耐侵蚀。4溅渣时间短，炉衬挂渣量少，溅渣层薄。5冶炼低C钢种时，终渣氧性强（TFe达20%左右），溅渣时起渣更慢，溅渣层不耐侵蚀，炉底易损。6采用先兑铁水工艺，导致转炉大面侵蚀较快，贴补维护力度较大，消耗升高，同时工人劳动强度大。溅渣护炉工艺的研究及实践3.1炉渣成分的调整转炉终点渣的成分决定了炉渣的耐火度和粘度。3.1.1炉渣的耐火度与溅渣层的高温抗渣侵蚀密切相关，若溅渣层具有较高的

4、熔化温度，在冶炼后期不会因熔化温度升高而被熔化淌落，这将有助于提高溅渣层的使用寿命，达到平衡炉衬。而影响终渣耐火度的主要组分是 MgO、TFe、碱度（CaO/SiO2），由图1可以看出对于各种 图一 渣中MgO含量和碱度对炉渣熔点的影响碱度的炉渣，当MgO8%时，随着渣中MgO含量的提高，炉渣熔点升高。对于3#炉来说，碱度和FeO的含量是由入炉原料和钢种决定的，其中FeO含量变化较大，波动在12%-23%范围内，因此，为使溅渣层有足够的耐火度，主要措施是调整渣中MgO含量，也即提高渣中MgO含量，减少由FeO所形成低熔点相的影响。从MgO和FeO的二元相图可见（图2）MgO可以吸收比其自身重量

5、还多的FeO，形成点固熔体。而炉渣碱度对MgO在炉渣中的溶解度起决定作用，从图3中可看出酸性渣中MgO可以有很高的 图二 MgO与FeO二元系相图连续的高熔溶解度，随着碱度的提高，MgO溶解度逐渐下降。3.1.2炉渣的流动性 溅渣护炉对转炉终渣的粘度有着特殊要求：粘度不能太高，以利于高压氮气流冲击炉渣将渣滴溅到炉衬上；粘度也不能过低,图三 CaO-SiO2-FeO-MgO渣系中MgO的溶解度（1600）使喷溅到炉衬上的渣层不容易流淌，而能与炉衬粘结，形成溅渣层，也即炉渣要“溅得起，粘得住”。从图4可以看出TFe含量对炉渣的初始流动温度的影响是较大的，随着TFe含量的增加，炉渣初始流动温度很快下

6、降，这是不利于溅渣的。而图5、6、7、8是在不同TFe含量条件下，显示的MgO含量对炉渣初始流动温度的影响。 图四 TFe含量对炉渣初始流动温度的影响 3.1.3炉渣成分确定经过以上分析，为使转炉终渣“溅得起，粘得住，耐侵蚀”。根据3#炉的实际情况，终渣MgO控制如下： 图五 MgO含量对炉渣初始流动温度的影响之一 图六 MgO含量对炉渣初始流动温度的影响之二 图七 MgO含量对炉渣初始流动温度的影响之三 图八 MgO含量对炉渣初始流动温度的影响之四 表一 钢 种中、高碳钢低碳钢MgO含量11.5%13%13%15%3.1.4物料的加入时机转炉投产后一段时间使用菱镁球（表二）配镁，按照上述参数

7、要求，吨钢加入量不少于14.5kg,成本很高。后采用轻烧白云石(表二)配镁工艺，取代部分菱镁球，满足了生产工艺要求，降低了石灰消耗。 表二 种类组分CaO(%)MgO（%）SiO2(%)菱镁球1.565.45.8轻烧白云石51.0、29.45.5从图3看出，在酸性渣中MgO有很高的溶解度，所以吹炼初期要把菱镁球及轻烧白云石全部加入，尽量提高渣中MgO的含量，减轻炉衬侵蚀；炉渣碱度按2.0以上配加石灰，余灰分批加入，同时采用较高枪位，加速石灰熔化。3.2溅渣氮气压力及枪位的确定炉渣能飞溅出炉口时，整个炉衬才会有较好溅渣层，经过长时间的摸索，氮气总管压力不低于1.7MPa时能保证较好的起渣、挂渣效

8、果，此时使用压力可达0.8MPa，氧枪流量10000m3/h左右,枪位控制由高到低，要保证一定的低枪位时间。3.3留渣量及溅渣时间的确定溅渣层的厚度与留渣量及溅渣时间有密切关系。形成动态炉衬，除了溅渣层要耐侵蚀外，还要使溅渣层有足够的厚度，这样才能保证上炉的溅渣层本炉不被侵蚀完，因此要有合理的留渣量，并且溅渣时间越长，留渣量应越大，但溅渣时间过长，易引起炉底上涨，所以针对我厂3#炉情况，取以下 表三留 渣 量溅 渣 时 间70%中、高碳钢低碳钢炉役中、后期延长1分钟1.5-2分2分3.4溅渣频次根据护炉需要，新炉开炉即开始溅渣，不过前期溅渣时间应适当短一些，随着炉龄的提高及炉况情况适当延长。3

9、.5炉型维护溅渣护炉只能在炉衬表面形成一定厚度的挂渣层，而不能保证合理的炉型，因此我厂在维护炉型方面采取以下措施3.5.1炉役中后期，对耳轴两侧进行喷补维护3.5.2采用先加废钢后兑铁水工艺有效遏止大面的侵蚀，维护了大面3.5.3运用加废钢后背炉方式对炉底小面进行强化维护3.5.4用贴补砖对炉子特殊部位进行贴补维护4效果分析4.1五十吨转炉首代炉龄大幅度提高，耐材消耗较低3#转炉于04年2月9日投产后，在正确的护炉思路的指导下，于04年11月28日突破10000炉；05年8月11日创20000炉新高；05年11月25日完成24030炉后首代炉役光荣退役，转炉炉龄指标填补省内空白。该炉役各项耐火

10、材料消耗见表四。 表四(Kg/t.s)种 类贴补砖喷补料菱镁球改质剂镁碳砖补炉料消 耗0.120.313.60.980.110.24.2溅渣护炉技术运用得当，可以有效地维护炉衬，提高设备作业率。3#转炉于04年2月9日投产，自04年10月份起至05年8月期间基本上是依靠溅渣护炉，辅以喷补维护炉衬，取消了贴补，成绩显著。5.存在问题从首代炉役的运行及炉衬的侵蚀情况看，以下几个问题应加以重视并解决。5.1氧枪不对中，造成转炉小面及炉子东北侧侵蚀严重，残砖很薄，而其它部位都在180mm以上。5.2转炉后期运行过程中，管理、监控不到位，致使小面存在隐患而导致首代炉子提前退役。二代炉役要建立炉况的常规数据库，做到心中有数、合理控制，使二代炉役再创新高。5.3根据实际情况，为提高溅渣层的耐火度，首炉的终渣MgO含量配的较高，应在二代炉役中继续探索，加强操作，降低MgO含量，降低菱镁球消耗。5.4加强二代炉役复吹工艺的攻关，解决转炉终点控制问题，努力提高一倒出钢命中率，降低改质剂的消耗。6.结论6.1溅渣护炉技术是提高转炉炉龄的有效手段。 6.2转炉终点控制的好坏直接影响溅渣护炉技术的应用