萊鋼活爐底復(fù)吹轉(zhuǎn)爐爐型控制工藝實踐

鄭 杰

(萊蕪鋼鐵股份有限公司)

萊鋼活爐底復(fù)吹轉(zhuǎn)爐爐型控制工藝實踐

鄭 杰

(萊蕪鋼鐵股份有限公司)

針對活爐底復(fù)吹轉(zhuǎn)爐在生產(chǎn)中易出現(xiàn)的爐底高度波動，鋼渣兩側(cè)大面凹陷，熔池部位形狀不規(guī)則和爐口粘渣內(nèi)徑波動等現(xiàn)象，萊鋼特鋼事業(yè)部采取了動態(tài)控制爐底高度，合理維護兩側(cè)大面，量化控制爐口粘渣內(nèi)徑等措施，近兩年來爐底高度穩(wěn)定在6.60 m～6.80 m，鋼渣兩側(cè)大面無凹坑，熔池﹑渣線部位無明顯凹槽，爐口粘渣內(nèi)徑穩(wěn)定在1.90 m～2.35 m，轉(zhuǎn)爐爐型保持穩(wěn)定受控狀態(tài)，為轉(zhuǎn)爐操作提供了有利條件。

轉(zhuǎn)爐 爐型 濺渣 堿度

0 前言

在實際生產(chǎn)過程當(dāng)中活爐底復(fù)吹轉(zhuǎn)爐爐型控制難度較大，比如爐底高度(一般指轉(zhuǎn)爐爐口水箱至爐底的距離)波動，出渣側(cè)和出鋼側(cè)大面凹陷，熔池﹑渣線部位形狀不規(guī)則，爐口粘渣內(nèi)徑縮小等。這些現(xiàn)象如果處理不恰當(dāng)，會引起一是爐容比變?。?］，引發(fā)操作困難，加重了噴濺程度，二是存在吹煉死角，過程化渣不透，三是一方面兌鐵加廢鋼困難，另一方面易造成煙道內(nèi)壁粘渣。萊鋼特鋼事業(yè)部在對上述問題進行分析的基礎(chǔ)上，制定了相應(yīng)的操作預(yù)案，較好地解決了難題。

1 爐型變化成因分析

1.1 爐底上漲和下陷

萊鋼特鋼事業(yè)部銀山前區(qū)90 t活爐底復(fù)吹轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)鋼種較為復(fù)雜，包括軸承、齒輪、合結(jié)、螺紋、普碳等約四十余個鋼種。每一類鋼種對終點渣況，終點鋼水碳含量﹑出鋼溫度﹑爐渣氧化性的要求均不同。如同一座轉(zhuǎn)爐長時間連續(xù)生產(chǎn)終點渣較粘，終點鋼水碳含量較高，出鋼溫度較低，爐渣氧化性較弱的鋼種，熔池部位的濺渣層會增厚，爐底會出現(xiàn)上漲，反之就會出現(xiàn)爐底下陷的情況。

1.2 熔池、渣線部位形狀不規(guī)則

在爐役生產(chǎn)過程當(dāng)中，活爐底復(fù)吹轉(zhuǎn)爐由于存在底吹氣易從爐底砌爐磚磚縫中滲出的隱患，使?fàn)t殼發(fā)紅。為了保證爐底的安全，一般將爐底高度控制在接縫以上的位置，這樣就造成熔池上移，熔池上移后惡化了操作條件。吹煉過程中的渣鋼界面化學(xué)反應(yīng)在熔池四周形成一圈凹槽;在轉(zhuǎn)爐拉碳放鋼過程中受鋼水浸泡侵蝕，熔池鋼面和渣面部位易形成一塊大凹坑;在爐體維護時倒入熔池部位的補爐料經(jīng)燒結(jié)后，也會使熔池部位的形狀變得不夠規(guī)則。

1.3 爐口粘渣內(nèi)徑偏離正常范圍

在一個爐役服役期內(nèi)，爐口粘渣內(nèi)徑的波動值可達到±400mm。直徑過大時，爐口水箱得不到渣子的包裹保護，在拉碳和放鋼倒?fàn)t過程中，容易被鋼水燒漏;直徑過小時，一方面造成轉(zhuǎn)爐裝料困難，影響生產(chǎn)節(jié)奏，另一方面當(dāng)出現(xiàn)噴濺時，由于爐口縮小，從而增加了噴濺渣的壓力，使噴濺渣噴濺高度增加，最高可達30 m，極易造成煙道粘鋼渣事故。

在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)爐底上漲后，使得有效容積減小，降低了爐容比，從而增加了轉(zhuǎn)爐發(fā)生噴濺的機率［2］。噴濺時高溫液態(tài)爐渣、鋼水沖刷爐口內(nèi)沿粘渣，使得爐口直徑逐步擴大;反之如果爐底下陷后，爐口直徑就會逐步縮小。另外通過生產(chǎn)實踐總結(jié)發(fā)現(xiàn)，爐帽部位的爐殼鋼板外側(cè)如敷設(shè)冷卻鋼管，通水冷卻將會給爐帽提供較好的冷卻效果，爐帽有水冷的爐役，爐口及爐帽部位極易形成厚粘渣層，使得爐口直徑縮小，爐帽部位無水冷的爐役，爐口直徑相對較大。

1.4 出渣側(cè)和出鋼側(cè)大面凹陷

轉(zhuǎn)爐裝料過程中的鐵水沖刷和重型廢鋼的沖擊，使得出渣側(cè)大面受到較大程度的傷害，拉碳倒?fàn)t過程高溫鋼水、爐渣對出渣側(cè)大面的浸泡和沖刷，都會侵蝕部分渣層;銀山前區(qū)轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)50%的爐次拉碳時需取塊樣用光譜儀化驗鋼水成份，取樣時間的延長加重了終點鋼水和爐渣對出渣側(cè)大面的侵蝕。出鋼側(cè)大面的侵蝕主要來自于出鋼過程高溫鋼水和爐渣的浸泡和沖刷，其次如生產(chǎn)20CrMnTiH、40Cr等合金加入量偏大的鋼種時轉(zhuǎn)爐平均出鋼溫度1685℃，鋼水溫度的提高增加了對爐襯的侵蝕;如生產(chǎn)45#等對鋼水終點碳含量要求較高的鋼種時，終點爐渣相對較粘，甚至有結(jié)砣的現(xiàn)象，出鋼時粘渣粘在出鋼口內(nèi)壁，致使出鋼口縮小，出鋼時間的延長同樣增加了鋼渣對出鋼側(cè)大面的侵蝕。

2 整改措施

2.1 動態(tài)控制爐底高度

在總結(jié)銀山前區(qū)轉(zhuǎn)爐投產(chǎn)六年來生產(chǎn)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，本著安全、經(jīng)濟、高效、易于操作的原則，確定轉(zhuǎn)爐爐底高度和金屬液面的控制范圍，若數(shù)值在此范圍內(nèi)，可按表1給出的參數(shù)來控制。濺渣時根據(jù)終渣的粘稠狀態(tài)確定調(diào)渣劑的加入，濺渣過程采用"高－中－低"的模式操作槍位高度，濺渣后的殘渣狀態(tài)以不干不稀為準，殘渣直接倒凈，避免掛爐底。

表1 爐底正常情況下的操作標準

1)動態(tài)監(jiān)測爐底高度。每個生產(chǎn)班組接班后采用吹氧管和鋁條相結(jié)合的方式測量金屬液面，采用標尺桿人工測量爐底高度，及時做好金屬液面和爐底高度記錄，繪制數(shù)值走勢圖。達到及時準確了解爐底情況，并采取相應(yīng)的控制措施。

2)動態(tài)調(diào)整爐底高度。在生產(chǎn)過程中，每班測量爐底高度和金屬液面，如果該數(shù)值低于表1的范圍，可按表2當(dāng)中“爐底上漲”的參數(shù)來控制，濺渣過程不加調(diào)渣劑，濺渣時全程采用低槍位，濺渣后的殘渣狀態(tài)以稍稀為準，殘渣直接倒凈，避免掛爐底;如果數(shù)值高于表1的范圍，可按“爐底下陷”的參數(shù)來控制，濺渣時適當(dāng)加入50 kg～200 kg鎂塊調(diào)整爐渣，濺渣過程采用“高－中－高”的模式操作槍位高度，濺渣后的殘渣狀態(tài)以較干為準，利用生產(chǎn)間隙殘渣掛爐底。

表2 爐底上漲、下陷情況下的操作標準

2.2 合理維護兩側(cè)大面

建立兩側(cè)大面深度定期檢查及相應(yīng)的維護標準，做到兩側(cè)大面深度和爐殼鋼板溫度每班、每天有人觀察、判斷、測量，根據(jù)深度狀況生產(chǎn)班組能夠按照標準進行生產(chǎn)維護，使出鋼側(cè)和出渣側(cè)大面深度絕大部分時間處在受控范圍內(nèi)，受控范圍指標見表3。

表3 鋼渣兩側(cè)大面深度受控范圍指標

渣面兌鐵位無明顯凹坑，渣面和鋼面熔池?zé)o凹槽，與其它部位銜接曲線光滑。如檢查到兩側(cè)大面較深時，可在適當(dāng)提高爐渣堿度和氧化鎂含量的前提下，濺渣完畢在下一爐裝料之前鋼渣兩側(cè)大面來回搖爐，在爐襯表面掛上一厚層渣子，另外在裝料之前將濺渣后的渣子留在爐內(nèi)，將爐子搖到合適的角度停留一段時間，將粘渣子掛在大面的薄弱位置。也可采用先加廢鋼后兌鐵水的方式，避免鐵水直接沖擊爐襯。如果有工藝停機、檢修等較長的時間，可將補爐料倒在凹陷處，進行燒結(jié)填充。

2.3 量化掌控爐口粘渣直徑

從保證爐口水箱安全、便于裝料和操作的可行性等方面綜合確定爐口粘渣內(nèi)徑范圍為1.90 m～2.35 m。制定定期測量爐口內(nèi)徑制度和相應(yīng)的處理預(yù)案，使?fàn)t口粘渣內(nèi)徑絕大部分時間處于受控范圍內(nèi)。

采用標桿和“X架”等工具每班測量爐口內(nèi)徑，并填寫臺賬。如檢測到爐口內(nèi)徑大于2.35 m，可將爐渣堿度、爐渣氧化鎂含量控制在下限，同時濺渣時將殘渣濺粘，掛渣時將粘渣掛到爐口或爐帽位置;開通爐帽冷卻水促進爐口、爐帽部位粘渣。如檢測到爐口內(nèi)徑小于1.90 m，可將爐渣堿度、爐渣氧化鎂含量控制在上限，濺渣時將殘渣濺干，掛渣時注意避免將粘渣掛到爐口或爐帽位置;關(guān)閉爐帽冷卻水，減少爐口、爐帽部位粘渣的機率;另外可采取拉碳提槍時晚關(guān)氧2 s～3 s，用氧氣清理爐口內(nèi)徑粘渣。

3 改進效果

通過對影響活爐底復(fù)吹轉(zhuǎn)爐爐型控制的因素進行系統(tǒng)分析，對關(guān)鍵指標和數(shù)值進行定期監(jiān)測，在實際生產(chǎn)過程當(dāng)中按照制定的相應(yīng)預(yù)案進行控制，取得了較好的效果。在爐齡20000爐的前提下，使得爐底高度穩(wěn)定在6.60 m ～6.80 m，熔池、渣線部位無明顯凹槽，鋼渣兩側(cè)大面無凹坑，爐口粘渣內(nèi)徑穩(wěn)定在1.90 m～2.35 m，轉(zhuǎn)爐爐型保持穩(wěn)定、受控狀態(tài)，為轉(zhuǎn)爐穩(wěn)定操作提供了有利條件，為降低生產(chǎn)成本，擴大品種鋼開發(fā)奠定了基礎(chǔ)，轉(zhuǎn)爐的經(jīng)濟技術(shù)指標也得到了持續(xù)提升，具體指標見表4。

表4 近期轉(zhuǎn)爐經(jīng)濟技術(shù)指標提升情況

4 結(jié)束語

通過對活爐底復(fù)吹轉(zhuǎn)爐爐型變化的成因進行分析，按照制定的相應(yīng)預(yù)案進行控制，轉(zhuǎn)爐爐型能夠處于穩(wěn)定、受控狀態(tài)。此項工作對同類型轉(zhuǎn)爐具有借鑒作用。

［1］陳家祥.鋼鐵冶金學(xué)［M］.北京:冶金工業(yè)出版社，1990:23－29.

［2］龔堯等.轉(zhuǎn)爐煉鋼［M］.北京:冶金工業(yè)出版社，1990:56－59

PROCESS PRACTICE OF PROFILE CONTROL OF COMBINED BLOWING CONVERTER WITH MOVABLE FURNACE BOTTOM IN LAIWU STEEL

Zheng Jie
(Laiwu Iron and Steel Stock Co.，Ltd)

During the production，the height fluctuations of furnace bottom may arise easily on the combined blowing converter with movable furnace bottom，the depression occurs on both sides of slag in large area，the shape of welding pool turns irregular，the inner diameter with adherent slag of converter mouth gets movable，so Special Steel Works adopts such measures as:dynamic control the height of furnace bottom，proper maintenance of both sides of the slag，quantization control of the inner diameter with adherent slag at converter mouth.In the past two years，the height of furnace stays at6.60 m ～6.80 m，no pits are on both sides of slag，no clear grooves on the part of welding pool and slag line，the inner diameter with adherent slag are at1.90 m ～2.35 m，the converter furnace keeps stable under control，which offers advantages for converter operating.

converter profile slag splashing basicity

2012—2—3