轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐

李子興 張庭強(qiáng)

【摘要】合理地控制終渣成分、留渣量、出鋼溫度、以及槍位是獲得濺渣護(hù)爐優(yōu)質(zhì)結(jié)果的決定性技術(shù)和必備程序。本文介紹了某集團(tuán)濺渣護(hù)爐技術(shù)的健全與應(yīng)用，利用調(diào)節(jié)整合終渣成分、堿度，給轉(zhuǎn)爐的大面位置給予鐵塊實(shí)施填補(bǔ)，冷卻凝固之后再進(jìn)行濺渣，進(jìn)而強(qiáng)化轉(zhuǎn)爐產(chǎn)能與作業(yè)水平，縮減耐材成本，提升轉(zhuǎn)爐爐齡。

【關(guān)鍵詞】濺渣護(hù)爐；工程設(shè)計(jì)；實(shí)踐

0.引言

轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐技術(shù)的工程原理主要是在轉(zhuǎn)爐出鋼后，爐內(nèi)必然會(huì)留有終渣，針對(duì)渣況進(jìn)行相應(yīng)的改質(zhì)，利用高壓氮?dú)鈬姶禐R爐渣，把爐渣吹濺至爐壁，從而造成濺渣層。在進(jìn)行下一爐的煉鋼階段，能夠起到屏障爐襯，以此，來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐長壽功能。爐齡屬于轉(zhuǎn)爐煉鋼中技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的集合。而高溫、氧化的爐渣特性給爐襯所帶來的機(jī)械沖刷與侵蝕是導(dǎo)致爐襯出現(xiàn)蝕損的重點(diǎn)原因。因此，為了延長爐齡就必須要對(duì)轉(zhuǎn)爐濺渣技術(shù)開展相應(yīng)研究開發(fā)。

1.轉(zhuǎn)爐濺渣技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

轉(zhuǎn)爐濺渣技術(shù)盡可能地應(yīng)用到了轉(zhuǎn)爐終渣且利用氮?dú)庖曌鲊姶祫?dòng)力，毋庸諱言，這在轉(zhuǎn)爐技術(shù)上無疑屬于立竿見影的深遠(yuǎn)進(jìn)步。對(duì)比與傳統(tǒng)層面的干法噴補(bǔ)、火焰噴補(bǔ)、人工砌磚等手段，也更加科學(xué)、合理、可操作性強(qiáng)，一方面，轉(zhuǎn)爐濺渣技術(shù)不但能夠抑制爐襯磚表面氧化形成脫碳現(xiàn)象，還可以降低高溫、氧化爐渣對(duì)于爐磚所形成的化學(xué)侵蝕及機(jī)械沖刷，最終起到保護(hù)爐襯磚，縮減耐火材料蝕損的整體速率。更為重要的是，可以縮小因?yàn)閲娧a(bǔ)技術(shù)所導(dǎo)致的材料耗損，極大的減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。另外，轉(zhuǎn)爐濺渣技術(shù)也進(jìn)一步提升了爐襯的使用年限，轉(zhuǎn)爐作業(yè)率，該技術(shù)并不需要大量投資，能夠良好的處理煉鋼生產(chǎn)階段中常常面臨的生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本之間的沖突。

2.轉(zhuǎn)爐濺渣技術(shù)的原理

濺渣護(hù)爐技術(shù)是利用出鋼前向爐渣中放進(jìn)一定的富含MgO造渣劑，在出鋼后通過高壓氮?dú)庠谒姆昼妰?nèi)把將殘剩的爐渣噴濺在全部轉(zhuǎn)爐內(nèi)襯表面上，以此，生成的爐渣保護(hù)層進(jìn)而起到護(hù)爐的技術(shù)。某集團(tuán)的鐵水中富含Cr，爐渣冷卻再結(jié)晶階段，可以生成鉻鎂尖晶石等耐火物質(zhì)，渣中可以形成彌散固相質(zhì)點(diǎn)，以此，極大地加強(qiáng)了渣和爐襯之間的融合水平，起到了補(bǔ)爐的意義，進(jìn)一步緩解了對(duì)于爐襯的侵蝕。

濺渣護(hù)爐的實(shí)際效果主要受到爐渣成分、黏度、噴吹槍位、時(shí)間、以及留渣量的影響。然而爐體大面部位面臨裝料影響導(dǎo)致的大坑無法通過濺渣護(hù)爐的技術(shù)實(shí)施修補(bǔ)。所以，爐襯的大面部位一般都需要通過專用補(bǔ)爐料進(jìn)行填補(bǔ)，這也從另一層面上使得補(bǔ)爐時(shí)間開始延長，進(jìn)而給轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)節(jié)奏帶來干擾。

3.轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐技術(shù)的改進(jìn)

3.1終渣的選擇

爐渣選擇的關(guān)鍵需要選擇科學(xué)的渣熔點(diǎn)。而對(duì)于爐渣熔點(diǎn)形成影響因素的決定性物質(zhì)主要為FeO、MgO、以及爐渣堿度。假如渣熔點(diǎn)比較高，濺渣層在爐襯的預(yù)留時(shí)間就更長，從而直觀地顯現(xiàn)出濺渣水平，降低濺渣的頻率，達(dá)到“多爐一濺”的先進(jìn)目標(biāo)。由于FeO十分容易和CaO、MnO等相關(guān)物質(zhì)生成一些熔點(diǎn)比較低的物質(zhì)，而且利用MgO與FeO的二元系相圖能夠知道，假如要提升MgO的含量就需要縮減FeO所形成的相對(duì)應(yīng)的低熔點(diǎn)物質(zhì)的量，能夠有利于爐渣熔點(diǎn)的升華[1]。以濺渣護(hù)爐的角度看，這樣轉(zhuǎn)爐終渣C2S、C3S一齊相加能夠有70%～75%。這一類化合物質(zhì)無疑都屬于高熔點(diǎn)物質(zhì)，所以，對(duì)提升濺渣層的耐火度十分有利。但如果堿度一旦過高，那么冶煉時(shí)候就不太容易操控，反之還會(huì)左右脫磷、脫硫結(jié)局，導(dǎo)致原材料無味耗損，不僅如此，還會(huì)致使?fàn)t底上漲。

終渣的黏度隨著渣中的FeO變化而變化，如果其含量上升則黏度降低；隨著堿度的上升而上升。如表1所以，對(duì)鐵塊補(bǔ)大面技術(shù)而言，終渣不可過稀，稀渣粘附困難；而同樣，稠渣也不可浸入，同樣也無法粘附。所以，選擇合適的爐渣極為重要。通過大量實(shí)踐得知，單次倒?fàn)t的堿度控制在3.2上下的爐渣最為適宜。

表1 終渣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和黏度關(guān)系

CaO/% MgO/% SiO2/% TFe/% Cr2O3/% 終渣質(zhì)量

41.6 10.7 13.5 15.6 0.032 合適

43.5 11.2 14.3 16.4 0.045 較黏

38.6 8.6 13.7 18.7 0.033 較稀

為了能夠明確適宜的含鉻渣系，某集團(tuán)對(duì)數(shù)十爐的終渣成分進(jìn)行研究，比較了鐵塊補(bǔ)爐的效果，進(jìn)而肯定了合理的渣系程度，如表2所示。

表2鐵塊補(bǔ)爐的渣系關(guān)系

CaO/% MgO/% TFe/% 補(bǔ)爐效果

43.1 9.4 14.6 優(yōu)秀

41.6 11.2 16.3 一般

38.5 8.7 18.9 較差

45.2 9.0 16.1 較差

不難看出，鐵塊補(bǔ)爐的效果和堿度、TFe有著密切的聯(lián)系，堿度正好，終渣氧化性不高的狀態(tài)，補(bǔ)爐效果最好。這個(gè)時(shí)候終渣流動(dòng)性良好，可侵進(jìn)鐵塊內(nèi)部并且和爐壁產(chǎn)生一種優(yōu)秀的共晶體，終渣在冷卻凝固階段生成熔點(diǎn)比較高的鉻鎂尖晶石，對(duì)爐襯的保護(hù)起到了十分明顯的幫助。一旦爐渣黏度比較高時(shí)，流動(dòng)性不佳，鐵塊和爐壁無法黏貼結(jié)實(shí)，導(dǎo)致濺渣時(shí)出現(xiàn)脫落，效果不佳。

3.2出鋼溫度

假如在對(duì)濺渣護(hù)爐工藝展開加工后，出鋼溫度的對(duì)于爐齡的影響是顯而易見的。出鋼溫度發(fā)生降低，那么，爐齡和出鋼溫度聯(lián)系則為：N=208 529～12 019 t[2]。在同樣的濺渣技術(shù)背景下，出鋼溫度每降低1°，那么將提升121爐爐齡。因此，科學(xué)、合理地操控轉(zhuǎn)爐的出鋼溫度，對(duì)于采用濺渣護(hù)爐工藝的轉(zhuǎn)爐來說，具有重大意義。

3.3終渣TFe的控制

終渣TFe對(duì)于補(bǔ)爐效果造成的影響，主要是TFe可以和終渣中的CaO、MgO、SiO2、Cr2O3等結(jié)合后產(chǎn)生一種低熔點(diǎn)的共晶化合物，最終導(dǎo)致鐵塊補(bǔ)爐效果不盡如人意。另外，終渣中FeO含量較高，推動(dòng)了爐襯磚脫碳，推動(dòng)爐渣向爐襯滲透，進(jìn)一步致使襯托出現(xiàn)蝕損。通過實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，如果終點(diǎn)碳控制在0.1%，那么終渣FeO含量則處于15-17%之間，假如產(chǎn)生后吹，終渣的氧化鐵就會(huì)飆升至20%，顯然，這一階段的爐渣就不可通過鐵塊進(jìn)行補(bǔ)爐[3]。通過輕燒白云石取代一些石灰造渣，提升終渣中MgO含量，使其處于飽和狀態(tài)，能夠高效地降低爐渣對(duì)爐襯的侵蝕。

3.4轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐實(shí)踐操作要點(diǎn)

在常規(guī)吹煉狀態(tài)下，如果鋼水并沒有產(chǎn)生嚴(yán)重的過氧化現(xiàn)象，就能夠?qū)嵤R渣護(hù)爐操作。實(shí)踐操作要點(diǎn)流程為：第一，轉(zhuǎn)爐出鋼，明確沒有鋼水殘留，余渣不；第二，將轉(zhuǎn)爐搖到零位；第三，將氮氧切換閥打開到氮?dú)獠糠郑坏谒?，在吹氮階段，可以緩慢的防治550-800kg菱鎂球，倘若終渣比較稀則用生白云石取代；第五，吹氮后，假如在渣中觀察出爐口有紅渣濺出，則課解釋為濺渣已至爐帽位置。

4.結(jié)語

綜上所述，可以肯定的是，自開展轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐技術(shù)以來，我國在制造業(yè)上已經(jīng)獲得了舉世矚目的成績。尤其，在復(fù)吹轉(zhuǎn)爐層面上的濺渣護(hù)爐技術(shù)已經(jīng)邁進(jìn)了全球前列。但是，即便如此，也還存在著一定不足，例如，調(diào)渣劑擇取并不科學(xué)，調(diào)渣工藝尚不可按照爐渣成分進(jìn)行動(dòng)態(tài)整合、濺渣氮?dú)庠垂┙o存疑，無法確保足量的濺渣頻率。所以，在未來，更應(yīng)當(dāng)以上述問題為研究方向，對(duì)爐渣進(jìn)行工藝整合，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)及時(shí)調(diào)渣，為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展與建設(shè)提供巨大的貢獻(xiàn)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]劉瀏.轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)基礎(chǔ)理論[J].鋼鐵，2013，19（3）：84-86.

[2]文永才，楊素波，張大德.攀鋼半鋼煉鋼轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐技術(shù)研究[J].鋼鐵，20013，38（2）：16-18.

[3]白瑞國，張興利，喬海林.20噸氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐工藝研究[J].河北冶金，2013，116（2）：45-49.