滑動(dòng)出鋼口擋渣技術(shù)在萊鋼120t轉(zhuǎn)爐的應(yīng)用分析

張 偉 王忠剛 劉忠建 李樹(shù)云

（1、山東鋼鐵萊鋼型鋼煉鋼廠，山東 萊蕪 271126；2、山東鋼鐵萊鋼棒材廠，山東 萊蕪 271126）

1 前言

萊鋼煉鋼廠120t轉(zhuǎn)爐過(guò)去一直采用擋渣棒(球)法擋渣，由于擋渣棒(球)擋渣受出鋼口設(shè)計(jì)形狀以及侵蝕情況的影響，擋渣效果不易控制，特別是在出鋼口后期擋渣效果極差。擋渣棒(球)擋渣成功率平均只有65%，平均渣厚115mm。由于擋渣效果差，造成合金燒損嚴(yán)重，影響轉(zhuǎn)爐合金回收率，同時(shí)因下到鋼包內(nèi)爐渣氧化性強(qiáng)，增加了精煉脫氧劑及造渣料的消耗，另外下渣量大易回磷，嚴(yán)重制約了優(yōu)質(zhì)鋼種特別是超低磷鋼的冶煉。2009年以來(lái)，萊鋼煉鋼廠引進(jìn)滑動(dòng)出鋼口工藝，先后在3座120t轉(zhuǎn)爐上配備了滑動(dòng)出鋼口擋渣設(shè)備，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況對(duì)相關(guān)工藝設(shè)備進(jìn)行了改造優(yōu)化。通過(guò)滑動(dòng)出鋼口擋渣工藝的使用，擋渣成功率達(dá)到100%；平均渣厚可控制在60mm以內(nèi)；提高了合金和脫氧劑的收得率；降低了鋼水回磷量；降低了精煉各類消耗，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

2 滑動(dòng)出鋼口擋渣系統(tǒng)

2.1 滑動(dòng)出鋼口機(jī)構(gòu)工藝布置設(shè)計(jì)

滑動(dòng)出鋼口系統(tǒng)主要有轉(zhuǎn)爐閘閥機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)、自動(dòng)擋渣系統(tǒng)以及耐材（出鋼口磚、內(nèi)水口磚、上滑板磚、下滑板磚、外水口磚）等組成。閘閥機(jī)構(gòu)由基準(zhǔn)板、連接板、開(kāi)關(guān)模框、固定?？?、滑動(dòng)模框以及彈簧組件等組成。上滑板磚鎖緊在固定?？騼?nèi)不動(dòng)，下滑板磚固定在滑動(dòng)?？蚶?。滑動(dòng)?？蛟陂_(kāi)關(guān)模框內(nèi)通過(guò)滑道往復(fù)活動(dòng)，活動(dòng)界面通過(guò)彈簧組件建立均勻的界面壓力。動(dòng)力源液壓缸通過(guò)驅(qū)動(dòng)組件驅(qū)動(dòng)滑動(dòng)模框往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)擋渣出鋼?；瑒?dòng)出鋼口機(jī)構(gòu)工藝布置及結(jié)構(gòu)示意圖，見(jiàn)圖1所示：

圖1 滑動(dòng)出鋼口機(jī)構(gòu)工藝布置設(shè)計(jì)1、出鋼口2、內(nèi)水口3、滑板4、外水口5、機(jī)構(gòu)6、油缸

2.2 設(shè)備原理

轉(zhuǎn)爐出鋼口閘閥擋渣原理是將類似鋼包滑動(dòng)水口控流系統(tǒng)轉(zhuǎn)化設(shè)計(jì)并安裝在轉(zhuǎn)爐出鋼口位置，通過(guò)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和自動(dòng)擋渣系統(tǒng)控制出鋼口自動(dòng)開(kāi)啟和關(guān)閉，在轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程中，以達(dá)到轉(zhuǎn)爐自動(dòng)擋渣出鋼，并實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐少渣、無(wú)渣出鋼目的。

2.3 工藝特點(diǎn)

轉(zhuǎn)爐出鋼口滑板擋渣，擋渣功能采用滑板磚滑動(dòng)的方法執(zhí)行，不受出鋼口壽命和爐渣粘度的影響，對(duì)于各類鋼渣都可以提供可靠的密封。其技術(shù)特點(diǎn)是滑板開(kāi)閉非常迅速，能夠?qū)Τ鲣撨^(guò)程中的前期渣和后期渣有效地?fù)踉?。且可將轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)角度信號(hào)和紅外線下渣檢測(cè)技術(shù)與滑動(dòng)水口的開(kāi)閉相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)判渣和擋渣。

3 萊鋼轉(zhuǎn)爐滑動(dòng)出鋼口適應(yīng)性改造

由于應(yīng)用在轉(zhuǎn)爐出鋼口滑板擋渣工藝技術(shù)的裝置設(shè)備相對(duì)復(fù)雜，特別是擋渣閘閥機(jī)構(gòu)安裝在出鋼口上，處于高溫高熱的惡劣環(huán)境條件下，設(shè)備的裝卸及維護(hù)均不方便。再加上起初操作人員對(duì)滑動(dòng)出鋼口原理和使用方法的不熟悉以及滑動(dòng)出鋼口方面各項(xiàng)管理規(guī)定不太完善，導(dǎo)致滑動(dòng)出鋼口在應(yīng)用初期設(shè)備故障率較高。存在的問(wèn)題主要有滑板使用次數(shù)偏少，時(shí)而出現(xiàn)滑板穿鋼事故或內(nèi)水口與滑板之間穿鋼事故的發(fā)生，影響生產(chǎn)。為確?；瑒?dòng)出鋼口適應(yīng)萊鋼煉鋼廠轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)，針對(duì)現(xiàn)狀進(jìn)行了相應(yīng)的適應(yīng)性改造及使用方法等的規(guī)范。

3.1 出鋼口改造安裝

對(duì)原出鋼口和裙板設(shè)計(jì)改造，出鋼口由0°度改為12°；旋轉(zhuǎn)接頭改造：在原旋轉(zhuǎn)接頭的基礎(chǔ)上，增加了一路氣源和兩路液壓油通路；爐體管路改造：利用耳軸多余的通路，直接將液壓油路和氣路接通，達(dá)到使用要求；增加一套液壓冷卻系統(tǒng)，液壓管路采用冷卻水套式。

3.2 規(guī)范使用方法

轉(zhuǎn)爐出鋼前將出鋼口關(guān)閉，轉(zhuǎn)爐搖到-60°—-70°時(shí)將出鋼口打開(kāi)進(jìn)行放鋼，確保一次擋住渣。轉(zhuǎn)爐出鋼結(jié)束時(shí)，通過(guò)紅外線渣識(shí)別系統(tǒng)檢測(cè)或人工判斷，在大量的爐渣將要從出鋼口流出前，利用液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)安裝在爐殼上的油缸，使滑板磚移動(dòng)，在極短的時(shí)間內(nèi)將下滑板磚插入出鋼口內(nèi)將出鋼口封閉，通過(guò)下滑板磚將爐渣擋回轉(zhuǎn)爐內(nèi)。轉(zhuǎn)爐抬到-50°左右時(shí)將滑板打開(kāi)放出出鋼口中的鋼渣。

3.3 完善規(guī)程，加強(qiáng)培訓(xùn)，實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)

制定滑動(dòng)出鋼口使用管理規(guī)定和滑動(dòng)出鋼口點(diǎn)檢與維護(hù)管理規(guī)定，不斷修訂和完善滑動(dòng)出鋼口工藝技術(shù)規(guī)程和崗位操作規(guī)程，并對(duì)部分參數(shù)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)調(diào)整，定期檢查滑板磚，及時(shí)清理出鋼口外水口積渣；強(qiáng)化操作人員的培訓(xùn)與交流，使操作人員進(jìn)一步掌握滑動(dòng)出鋼口方面的知識(shí)。制定更換滑動(dòng)出鋼口（內(nèi)水口、滑板）標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)程序，并組織討論驗(yàn)證取得了較好的效果。

經(jīng)過(guò)以上措施的實(shí)施，滑動(dòng)出鋼口故障率得到一定的控制，滑板使用次數(shù)也得到了一定的提高，目前設(shè)備運(yùn)行已基本穩(wěn)定。

4 滑動(dòng)出鋼口應(yīng)用效果分析

萊鋼在120t轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程中采用滑板技術(shù)進(jìn)行有效的擋渣操作，不僅減少了鋼水回磷，提高合金收得率，還減少了鋼中夾雜物，提高鋼水清潔度，并減少鋼包粘渣，延長(zhǎng)鋼包使用壽命。與此同時(shí)亦減少了耐材消耗，相應(yīng)的提高了轉(zhuǎn)爐出鋼口耐火材料的使用壽命，并為鋼水精煉提供了良好的條件。

4.1 轉(zhuǎn)爐下渣量顯著減少，合金收得率得以提高

轉(zhuǎn)爐出鋼后鋼包的鋼渣成分與終渣成分基本一致。轉(zhuǎn)爐出鋼時(shí)擋渣效果不好時(shí)，導(dǎo)致鋼包鋼渣量加大。鋼水在運(yùn)送至精煉過(guò)程中，鋼渣中的氧會(huì)擴(kuò)散到鋼中，造成鋼中成分燒損，導(dǎo)致成分變差。下渣量的減少，提高了合金收得率。冶煉Q345B系列鋼種，金屬錳的回收率較未采用滑動(dòng)出鋼口前提高4%左右，硅回收率提高3%左右。

表1 萊鋼120轉(zhuǎn)爐不同擋渣方式的擋渣效果

4.2 放鋼時(shí)間穩(wěn)定，利于穩(wěn)定操作

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)出鋼口使用次數(shù)及放鋼時(shí)間可以看出，普通出鋼口1-20爐，放鋼時(shí)間在5.5min以上，20-40爐5min左右，40-80爐4min左右，80爐以上放鋼時(shí)間3.5min左右，隨著出鋼口壽命的增加，放鋼時(shí)間縮短較快?；瑒?dòng)出鋼口1-30爐，放鋼時(shí)間5.5min左右，30-100爐放鋼時(shí)間5min左右，100爐以后放鋼時(shí)間也在4.5min以上，隨著出鋼口壽命的增加放鋼時(shí)間縮短較慢。

4.3 減少耐材消耗，提高鋼包使用壽命

轉(zhuǎn)爐下渣量的減少，減緩了鋼包內(nèi)襯耐材的侵蝕，并減少了鋼包粘渣，延長(zhǎng)鋼包使用壽命。由于下渣量的的減少，減少了爐渣對(duì)出鋼口的沖刷與侵蝕，相應(yīng)提高轉(zhuǎn)爐出鋼口耐火材料的使用壽命，目前滑動(dòng)出鋼口平均壽命已達(dá)到180爐以上。

結(jié)語(yǔ)

轉(zhuǎn)爐出鋼口滑板擋渣工藝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了出鋼全過(guò)程的自動(dòng)判渣和擋渣，擋渣成功率可以達(dá)到100%，鋼包渣厚穩(wěn)定控制在80 mm以下，是目前應(yīng)用的擋渣效果最佳擋渣工藝技術(shù)，提高擋渣滑板的使用壽命，以進(jìn)一步降低使用成本，減少對(duì)轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)組織的影響，將加速改善轉(zhuǎn)爐出鋼口滑板擋渣工藝技術(shù)的應(yīng)用效果。

[1]戴云閣.現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1998.

[2]王雅貞等.氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝與設(shè)備[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2004.