轉(zhuǎn)爐滑板擋渣出鋼技術(shù)實(shí)踐

王淑華 叢玉偉 徐尚富 楊王輝 郭錕

(萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司)

轉(zhuǎn)爐滑板擋渣出鋼技術(shù)實(shí)踐

王淑華 叢玉偉 徐尚富 楊王輝 郭錕

(萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司)

介紹了滑板擋渣技術(shù)原理,及滑板擋渣技術(shù)在轉(zhuǎn)爐上的應(yīng)用和效果,滑板擋渣技術(shù)擋渣成功率高、擋渣效果好,轉(zhuǎn)爐下渣量可控制在 50 mm左右,為開(kāi)發(fā)生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)新品種提供質(zhì)量保證。

擋渣 滑板 下渣量

0 前言

隨著萊鋼產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整,轉(zhuǎn)爐鋼水的純凈度已經(jīng)成為制約部分高級(jí)品種鋼開(kāi)發(fā)的主要因素。減少轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程中的下渣量是提高鋼水質(zhì)量的一個(gè)重要環(huán)節(jié),在轉(zhuǎn)爐出鋼時(shí)進(jìn)行有效的擋渣操作,不僅改善鋼水質(zhì)量,減少鋼水回磷、回硫,減少鋼中夾雜物,提高合金的收得率,還可為精煉鋼水提供良好的條件。目前轉(zhuǎn)爐出鋼擋渣過(guò)程主要還是采用擋渣球、擋渣塞或其它多種形式的擋渣體,這些方法在提高擋渣效果方面均取得一定作用,但仍不能滿(mǎn)足部分品種鋼的開(kāi)發(fā)需要。為解決轉(zhuǎn)爐下渣量過(guò)大的難題,型鋼煉鋼廠(chǎng)選擇在 120 t轉(zhuǎn)爐上使用滑板擋渣技術(shù),減少鋼包下渣。

1 滑板擋渣技術(shù)簡(jiǎn)介

滑板擋渣技術(shù)是移植大包滑動(dòng)水口原理,在傳統(tǒng)轉(zhuǎn)爐的出鋼口位置安裝滑動(dòng)水口裝置,通過(guò)滑動(dòng)滑板和固定滑板之間流鋼孔的錯(cuò)位實(shí)現(xiàn)擋渣出鋼,由于在轉(zhuǎn)爐出鋼口位置使用條件更苛刻、環(huán)境更惡劣、空間更有限,所以“滑動(dòng)水口”裝置更特殊。該裝置由出鋼口、固定滑板、滑動(dòng)滑板、液壓系統(tǒng)組成,固定滑板部分與出鋼口相固定,滑動(dòng)滑板部分通過(guò)推拉桿與液壓系統(tǒng)連接,液壓油缸帶動(dòng)推拉桿作上、下相對(duì)運(yùn)動(dòng),使滑動(dòng)滑板與固定滑板之間作上、下相對(duì)運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)流鋼孔的全開(kāi)、半開(kāi)和關(guān)閉,達(dá)到控流和擋渣出鋼的目的,滑板開(kāi)、關(guān)組合如圖 1所示。

圖1 滑板開(kāi)、關(guān)組合圖示意圖

轉(zhuǎn)爐出鋼時(shí)的下渣包括三階段,前期渣、出鋼過(guò)程漩渦效應(yīng)渣、后期渣,資料介紹[1]前期渣量大體占 30%,漩渦效應(yīng)渣約為 30%,后期渣約為 40%。常規(guī)出鋼操作時(shí)先將轉(zhuǎn)爐搖到出鋼位,在鋼水流出之前,鋼渣先流出出鋼口,導(dǎo)致出鋼前期下渣?；鍝踉夹g(shù)可通過(guò)在出鋼前關(guān)閉出鋼口滑板,鋼水蓋過(guò)出鋼口位置后再打開(kāi)滑板出鋼,做到避免出鋼前期下渣;出鋼末期發(fā)現(xiàn)下渣,快速關(guān)閉滑板。

2 工藝應(yīng)用

2.1 出鋼口改造及設(shè)備安裝

采用滑板擋渣技術(shù)必須對(duì)原出鋼口進(jìn)行改造,這是因?yàn)?首先轉(zhuǎn)爐及其輔助裝備的最初設(shè)計(jì)沒(méi)有考慮滑板擋渣技術(shù)的實(shí)施,出鋼口法蘭與水冷托圈距離較小,出鋼口角度為 0°且凸出,限制了滑板擋渣機(jī)構(gòu)的安裝空間,為此只能將出鋼口進(jìn)行改造,在將出鋼口改為向上翹的同時(shí)改造出鋼口外殼,并制作護(hù)罩,以保證滑動(dòng)出鋼口整體隱藏在裙板內(nèi)部,杜絕粘渣、隔絕高溫。其次,原來(lái)的出鋼口功能僅僅是出鋼,只有當(dāng)出鋼時(shí)間小于工藝規(guī)定時(shí)間時(shí)才更換出鋼口磚,應(yīng)用滑動(dòng)水口擋渣技術(shù)后,出鋼口除承擔(dān)出鋼功能外,還要與滑動(dòng)水口裝置連接,并保證安全生產(chǎn),因此對(duì)出鋼口總成在出鋼口內(nèi)的位置、尺寸、垂直度等方面的要求比原來(lái)大大提高。

由于擋渣設(shè)備較重、工作環(huán)境溫度高、安裝精度高,因此更換難度大、時(shí)間長(zhǎng),但更換安裝操作必須滿(mǎn)足轉(zhuǎn)爐快節(jié)奏的生產(chǎn)要求,否則無(wú)法實(shí)施。為此采用裝置離線(xiàn)整體更換技術(shù),即在調(diào)試架上把離線(xiàn)裝置更換新滑板調(diào)試合格后待用,利用轉(zhuǎn)爐出鋼后至下?tīng)t開(kāi)始冶煉的生產(chǎn)間隙,在最短時(shí)間內(nèi)拆卸、安裝更換完畢。

2.2 擋渣裝置主要技術(shù)參數(shù)及相關(guān)耐材要求

為了保證良好的擋渣效果,滑板裝置的技術(shù)參數(shù)要根據(jù) 120 t轉(zhuǎn)爐的相關(guān)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì),具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表 1:

表1 滑板裝置主要技術(shù)參數(shù)

固定滑板和滑動(dòng)滑板是轉(zhuǎn)爐出鋼擋渣裝置的重要消耗耐火材料,頻繁經(jīng)受高溫鋼水和高氧化性爐渣的直接侵蝕和劇烈沖刷,加之急冷急熱的作用,極易破壞。滑板需要選擇具有較高的抗侵蝕性、抗熱震性及高溫抗折強(qiáng)度的耐火材料,因此選擇優(yōu)質(zhì)燒成鋁鋯碳質(zhì)材料。滑板耐火材料理化指標(biāo)見(jiàn)表 2。

表2 滑板耐材理化指標(biāo)

3 應(yīng)用效果

3.1 擋渣成功率

傳統(tǒng)擋渣塞、擋渣棒方式常以隨波逐流的方式到達(dá)出鋼口,而往往由于鋼渣粘性大,擋渣體不能有效的在鋼水將流盡時(shí)堵住出鋼口,因而擋渣成功率較低。為了提高擋渣效率,近年來(lái)出現(xiàn)了一些各具特色的擋渣體,并且有的采用導(dǎo)向竿結(jié)構(gòu),使擋渣栓定位準(zhǔn)確,所有這些方法在提高擋渣效果方面均取得一定效果,但是由于其出發(fā)點(diǎn)仍是立足于防止出鋼后的下渣,其擋渣效果仍不十分理想?；鍝踉b置只要機(jī)構(gòu)正常,操作人員動(dòng)作迅速,擋渣成功率可以達(dá)到 100%,滑板與擋渣棒擋渣成功率比較見(jiàn)表 3。

表3 滑板與擋渣棒擋渣成功率比較

3.2 鋼包渣厚度

滑板擋渣法能夠完全擋住前期渣,總渣量可控制在 50 mm左右,但由于受操作者的人為影響 (無(wú)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)),鋼包渣厚度波動(dòng)較大,下渣量在 40 mm～60 mm厚的爐次僅占 51%。使用擋渣棒擋渣下渣量一般在 90 mm左右,滑板與擋渣棒擋渣下渣量比較如圖 2所示。

3.3 回磷控制

圖2 滑板與擋渣棒擋渣下渣量比較

隨著煉鋼廠(chǎng)部分新品種的冶煉開(kāi)發(fā),對(duì)磷含量的要求也逐步提高,部分品種磷含量要求 0.015%以下。LF精煉過(guò)程鋼水回磷量受熱力學(xué)因素影響較大,但主要取決于轉(zhuǎn)爐下渣量和鐵合金的種類(lèi)及加入量[2]。通過(guò)對(duì)擋渣技術(shù)的合理應(yīng)用,有效減少下渣量,使鋼中磷含量得到控制,為生產(chǎn)磷含量要求較高的鋼種奠定基礎(chǔ)。

3.4 精煉爐輔料、電能消耗

精煉爐的主要工作是將轉(zhuǎn)爐渣改質(zhì),把氧化性的轉(zhuǎn)爐終渣通過(guò)脫氧的方式變成還原渣,保證精煉有良好的還原性氣氛,為精煉脫硫創(chuàng)造良好的條件,通過(guò)有效的控制下渣量,可使脫氧劑用量得到降低。統(tǒng)計(jì)應(yīng)用滑板擋渣技術(shù)后,石灰消耗降低 0.5 kg/t鋼,螢石消耗降低 1 kg/t鋼,脫氧劑的噸鋼用量降低～0.8 kg/t鋼。此外,由于鋼包渣減少,精煉過(guò)程的調(diào)渣時(shí)間明顯縮短,噸鋼電耗可降低 5 kW·h。

3.5 耐材使用及侵蝕情況

由于滑板頻繁經(jīng)受高溫鋼水和高氧化性爐渣的侵蝕和沖刷,加之急冷急熱的作用,因此選擇使用優(yōu)質(zhì)燒成鋁鋯碳質(zhì)材料。統(tǒng)計(jì)使用的 141套滑板,根據(jù)冶煉鋼種的不同,使用 爐數(shù)一般在 8～12次之間,平均 10次。

3.6 成本分析

采用滑板擋渣技術(shù)擋渣成本遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)擋渣棒擋渣方式,滑板擋渣成本主要在于主體機(jī)構(gòu)、易損件以及耐火材料消耗,這部分成本大約在 7元 /噸鋼,而傳統(tǒng)擋渣棒擋渣噸鋼成本可控制在 1元以?xún)?nèi)?；鍝踉夹g(shù)應(yīng)用的效益在于大大改善了鋼水質(zhì)量,不僅減少了石灰、脫氧劑的消耗,提高了合金收得率,而且由于為精煉工序提供了良好的條件,精煉成渣速度加快,使精煉時(shí)間大大縮短。此外,轉(zhuǎn)爐出鋼下渣量的減少也為提高鋼水潔凈度和部分新品種的開(kāi)發(fā)提供重要保障。

4 結(jié)語(yǔ)

1)滑板擋渣出鋼技術(shù)具有工藝簡(jiǎn)單、性能可靠、擋渣效果好等特點(diǎn),與原擋渣棒擋渣工藝相比,擋渣成功率高、擋渣效果好,轉(zhuǎn)爐下渣量 <50 mm。

2)由于鋼包渣量減少,精煉脫氧劑、造渣材料等消耗大幅度降低,而且回磷現(xiàn)象有所改善,鋼水質(zhì)量穩(wěn)定提高。

3)該技術(shù)滿(mǎn)足優(yōu)質(zhì)鋼高質(zhì)量、低成本的要求,為轉(zhuǎn)爐鋼品種開(kāi)發(fā)以及產(chǎn)品質(zhì)量升級(jí)提供重要保障,具有良好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

[1] B1EnknerA 1Paste r,J 1Schw elberger.新型 VA I-CONOR轉(zhuǎn)爐擋渣系統(tǒng),鋼鐵,2002,37(8):28-32.

[2] 張賀艷,姜周華,梁連科,等.EAF-LF煉鋼流程中鋼水回磷的熱力學(xué)分析.鋼鐵研究學(xué)報(bào).2003,15(1):11-15.

PRACTICE OF TAPPING OPERATIONW ITH SL IDE GATE STOPPING SLAG IN CONVERTER

Wang Shuhua Cong Yuwei Xu Shangfu YangWanghui Guo Kun

(Laiwu Iron and Steel Group Cor poration)

This paper describes the technical principle of stopping slagwith slide gate and its application and result.Stopping slag technologywith slide gate is successful and slag tapping amount can be controlled around 50 mm,which provides quality assurance for the development and production of new varieties of product.

slag stopping slide gate slag tapping volume

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2010—4—27