萊鋼90t復(fù)吹轉(zhuǎn)爐氧槍粘鋼原因與措施的研究

郭傳奇 劉賢亮 趙 輝 孟憲偉

(山鋼股份萊鋼特鋼 事業(yè)部，山東 萊蕪271105)

0 前言

萊鋼特鋼事業(yè)部90t 頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉過(guò)程中， 由于生產(chǎn)條件、操作者操作不當(dāng)?shù)仍?，?jīng)常出現(xiàn)氧槍粘鋼現(xiàn)象，見(jiàn)圖1，這不但會(huì)使氧槍散熱條件惡化，槍頭損壞，氧槍噴頭的壽命縮短，大大影響吹煉過(guò)程中的供氧效果，而且還造成氧槍無(wú)法從氮封口提出，嚴(yán)重影響冶煉周期時(shí)間。由于刮渣器作用有限，較厚粘鋼時(shí)無(wú)法清除時(shí)，只能采用人工火焰切割處理，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)割漏氧槍的情況，既增加勞動(dòng)力又耽誤生產(chǎn)組織。

圖1 氧槍槍體粘鋼渣

本文結(jié)合6#轉(zhuǎn)爐實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)狀， 探究了轉(zhuǎn)爐氧槍粘鋼現(xiàn)象的原因及處理措施，較好地解決了氧槍粘鋼的問(wèn)題，為生產(chǎn)操作者提供一定的參考基礎(chǔ)。

1 氧槍粘鋼原因分析

氧槍粘鋼的主要原因是由于吹煉過(guò)程中造渣制度不合理，過(guò)程化渣不好，流動(dòng)性差，爐渣不能很好地覆蓋金屬液面，造成金屬噴濺，或者槍位過(guò)低等造成的；另外，噴頭結(jié)構(gòu)、氧壓的高低，也有一定的影響。以下主要從原料鐵水條件和冶煉過(guò)程操作條件兩方面進(jìn)行分析。

1.1 鐵水原料條件

2013 年6#轉(zhuǎn)爐所用鐵水條件見(jiàn)表1。 由表1 所示，鐵水原料條件不穩(wěn)定，硅含量波動(dòng)很大。

表1 2013 年6# 轉(zhuǎn)爐所用鐵水條件

1.1.1 鐵水硅含量高時(shí)

鐵水硅含量高時(shí)，硅、錳氧化期時(shí)間變長(zhǎng)，使C－O 反應(yīng)延遲，同時(shí)需要加入大量的石灰造渣， 操作人員未能及時(shí)提高槍位， 導(dǎo)致渣中（FeO）含量過(guò)高，使C－O 反應(yīng)劇烈，造成噴濺。 這時(shí)熔池溫度迅速升高，而噴濺后的爐渣中（FeO）含量降低，導(dǎo)致?tīng)t渣返干，造成鋼水溫度的傳遞受到阻礙，使分散在爐渣中的鋼液溫度下降而粘在氧槍上。

1.1.2 鐵水硅含量低時(shí)

鐵水硅含量低時(shí)，硅很快被氧化，使C－O 反應(yīng)期提前，起渣較晚，而操作人員未能及時(shí)調(diào)整槍位，使渣中(FeO)含量降低，導(dǎo)致?tīng)t渣返干而粘槍。

1.2 冶煉過(guò)程操作條件

1.2.1 裝入制度

現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)根據(jù)鐵水、廢鋼等原料條件及時(shí)調(diào)整入爐料的結(jié)構(gòu)。 電子秤計(jì)數(shù)顯示不準(zhǔn)、回爐鋼水影響、出鋼量不穩(wěn)定以及放鋼不凈等，有可能造成爐容比偏小而產(chǎn)生噴濺后又產(chǎn)生返干而粘槍。

1.2.2 造渣制度

1）渣料加入批量和時(shí)機(jī)控制要合適。如在開(kāi)吹時(shí)一次性加入過(guò)量石灰，會(huì)導(dǎo)致溫降過(guò)大，石灰溶解不好，化渣不良，形成結(jié)塊。

2）渣料結(jié)構(gòu)。 如采用單一石灰造渣，易在冶煉過(guò)程中出現(xiàn)高溫返干、噴濺現(xiàn)象，而合理利用石灰石、鎂粒、燒結(jié)礦等造渣材料配合造渣，不但可以有效提高爐渣的效果,同時(shí)還能提高爐齡和抑制噴濺。 實(shí)際操作中，前期預(yù)加石灰石做造渣原料，可以很快完成煅燒化渣過(guò)程，由于石灰石起到“廢鋼＋石灰”的作用,對(duì)煉鋼前期脫磷效果好；開(kāi)吹時(shí)加入鎂粒以增加前期渣中（MgO）含量，利于前期脫磷和保護(hù)爐襯的作用；另一方面多批次加入適量的燒結(jié)礦能夠助熔降溫，降低鐵損。

3）造渣量沒(méi)有根據(jù)入爐料變化而改變。 實(shí)際操作中，要根據(jù)鐵水原料硅含量調(diào)整造渣劑的配比、批量及加入時(shí)間和控制槍位等，以適應(yīng)吹煉過(guò)程中渣量變化，避免出現(xiàn)渣量過(guò)多或太少。

4）一次拉碳爐渣化透，沒(méi)有出現(xiàn)粘槍現(xiàn)象，而在補(bǔ)吹時(shí)粘槍。原因是一次拉碳溫度較高，補(bǔ)吹加入大量的渣料，而補(bǔ)吹時(shí)間又短槍位過(guò)低，渣料無(wú)法化透，會(huì)發(fā)生粘槍。

1.2.3 吹煉過(guò)程操作不當(dāng)

根據(jù)化渣原則即初渣早化，過(guò)程化透，終渣做粘。 在生產(chǎn)實(shí)際中,由于操作者操作不當(dāng)，導(dǎo)致吹煉氧槍槍位和氧壓不合適。 如在吹煉中期，爐內(nèi)溫度已足夠高,C－O 反應(yīng)最為激烈，此時(shí)槍位過(guò)低,渣中（FeO）含量降低，爐渣流動(dòng)性降低，發(fā)生爐渣返干，引起氧槍粘鋼。

2 避免氧槍粘鋼的措施

氧槍粘鋼較少時(shí)，容易處理，采用氧槍刮渣器進(jìn)行清除是可行的。如果槍體表面粘上了鋼，或者粘成了鋼瘤，刮渣器則無(wú)法進(jìn)行清除，需要進(jìn)行火焰切割處理。 氧槍粘鋼對(duì)氧槍壽命、材料的消耗及冶煉時(shí)間等都會(huì)有不良影響，解決氧槍粘鋼的主要措施見(jiàn)下：

2.1 穩(wěn)定鐵水中硅含量

根據(jù)相關(guān)資料，由于我國(guó)的廢鋼資源有限，鐵水中ω[Si]=0.30%～0.60%為宜[1]。混鐵爐應(yīng)發(fā)揮其有效作用，穩(wěn)定鐵水成分和溫度，為轉(zhuǎn)爐冶煉創(chuàng)造一個(gè)好的條件。生產(chǎn)中，操作人員要提前了解鐵水中硅含量，以便選擇合適的造渣制度，鐵水中不同硅含量下的操作方法如下：

1）鐵水中硅含量低時(shí)，適當(dāng)降低槍位升溫，并減少第一批造渣料的加入量，初渣早化。 因?yàn)镃－O 反應(yīng)期提前，應(yīng)提前提高槍位，加入適量燒結(jié)礦，以增加渣中（FeO）含量，防止?fàn)t渣返干。

2）鐵水中硅含量高時(shí)，提高廢鋼等冷料用量，應(yīng)少量多批次加入造渣劑，C－O 反應(yīng)期延遲，延長(zhǎng)前期壓槍時(shí)間，防止噴濺。

2.2 優(yōu)化槍位控制

吹煉過(guò)程槍位控制的基本原則是：化好渣、化透渣、快速脫碳、不噴濺、熔池均勻升溫。在C－O 反應(yīng)期間，尤其要控制好槍位。操作人員要根據(jù)爐口火焰和聲音及時(shí)判斷是否出現(xiàn)返干現(xiàn)象，適當(dāng)添加燒結(jié)礦以增加（FeO）含量。 槍位過(guò)低，爐渣返干，造成嚴(yán)重的金屬噴濺，導(dǎo)致粘槍而燒壞噴頭。槍位過(guò)高，渣中（FeO）含量較高，由于C－O 反應(yīng)劇烈快，造成噴濺。吹煉過(guò)程中槍位控制的好與壞至關(guān)重要。根據(jù)正常情況下按照設(shè)定的槍位高度進(jìn)行控制，總結(jié)提煉出的槍位圖，在實(shí)際冶煉中根據(jù)情況適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整，見(jiàn)圖2。

圖2 優(yōu)化后的槍位控制圖

2.3 控制爐底上漲

爐底上漲不僅影響爐容比，而且降低了轉(zhuǎn)爐的有效高度，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使噴濺加劇。 造成爐底上漲的主要原因有：

1）石灰質(zhì)量差，冶煉過(guò)程出現(xiàn)返干現(xiàn)象，造成終渣未化透；

2）冶煉臨近終點(diǎn)，補(bǔ)加石灰等；

3）終渣堿度較高。

控制爐底上漲，首先要控制爐渣堿度，一般不要超過(guò)3.5，而不是單純降低終渣（MgO）含量。 生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，只要終渣堿度合適，濺渣后爐渣有一定流動(dòng)性，一般不會(huì)出現(xiàn)爐底上漲。爐底上漲，一般出現(xiàn)在濺渣后的余渣，不具備流動(dòng)性，倒?fàn)t時(shí)呈團(tuán)滾動(dòng)的爐次，該癥狀是爐渣堿度過(guò)高或終渣未化透的表現(xiàn)。

2.4 采用錐體氧槍

目前，錐體氧槍在我國(guó)包鋼和鞍鋼的應(yīng)用效果比較好，見(jiàn)圖3 和圖4 所示。錐體氧槍靠近噴頭的下部槍身呈錐形，上粗下細(xì)，鋼渣粘不住，噴濺在槍身上的鋼渣，順著錐形槍身，自行滑入爐中。通常情況下，提槍后，槍身上無(wú)鋼渣[2]。

圖3 錐體氧槍

圖4 錐形管

3 效果

2013 年采用以上措施后，轉(zhuǎn)爐氧槍粘鋼現(xiàn)象明顯減少，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，轉(zhuǎn)爐日利作業(yè)率得到了一定提高，為順利完成生產(chǎn)任務(wù)奠定了良好基礎(chǔ)。 詳情效果見(jiàn)表2。

4 結(jié)論

1）鐵水原料成分條件硅含量不穩(wěn)定，冶煉操作條件中裝入制度、造渣制度和吹煉過(guò)程操作不當(dāng)，化渣不透，產(chǎn)生返干是引起轉(zhuǎn)爐氧槍粘鋼的主要原因。

2）實(shí)際生產(chǎn)中刮渣器的作用是有限的。 穩(wěn)定鐵水中硅含量、優(yōu)化槍位控制、控制爐底上漲，化好渣，化透渣，能夠較好的解決轉(zhuǎn)爐氧槍粘鋼現(xiàn)象。

3）借鑒包鋼和鞍鋼錐體氧槍成功經(jīng)驗(yàn)，將現(xiàn)在的氧槍換成錐體氧槍，同樣可以起到解決氧槍粘鋼的作用。

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

［2］劉志昌.轉(zhuǎn)爐錐體氧槍[Z].大連漢森金屬有限.