淺析轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐及長(zhǎng)壽復(fù)吹工藝

■向時(shí)廣，黃 海 ■江西萍鋼工程技術(shù)有限公司，江西 萍鄉(xiāng) 337019

轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐技術(shù)的常規(guī)原理主要是基于在轉(zhuǎn)爐出鋼后，在爐內(nèi)勢(shì)必會(huì)留下終渣，按照渣況實(shí)施相對(duì)應(yīng)的改質(zhì)，利用高壓氮?dú)鈬姶禐R爐渣，將爐渣吹濺至爐壁，從而造成濺渣層。在進(jìn)行下一爐的煉鋼過(guò)程中，可以起到屏障爐襯，以此，來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐長(zhǎng)壽的作用。當(dāng)前，在對(duì)鋼水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求日益嚴(yán)格的背景下，而復(fù)吹工藝卻顯現(xiàn)出了爐底上漲、透氣磚阻滯、底吹供氣管道出現(xiàn)漏氣等諸多層面的大小問題。

1 我國(guó)轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐與長(zhǎng)壽復(fù)吹工藝的原理與現(xiàn)狀

轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐技術(shù)的原理，是在轉(zhuǎn)爐出完鋼之后融進(jìn)適量的調(diào)渣劑，其目的旨在讓里面的MgO和爐渣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，能夠形成系統(tǒng)的高熔點(diǎn)物質(zhì)。之后，再被氧槍系統(tǒng)發(fā)射的高壓氮?dú)鈬姙R至爐襯的大部分范圍，以此，依附在爐襯內(nèi)壁慢慢冷凝成為堅(jiān)固、穩(wěn)定的屏障保障，最終變成耐材層。轉(zhuǎn)爐冶煉階段，保護(hù)層能夠較大的弱化高溫氣流和爐渣對(duì)轉(zhuǎn)爐爐襯的化學(xué)性侵蝕與導(dǎo)致的機(jī)械沖刷，通過(guò)養(yǎng)護(hù)爐襯、延長(zhǎng)爐齡而且縮減耐材耗損。

氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐是指在轉(zhuǎn)爐出鋼之后把爐體維續(xù)在直立的程度，再通過(guò)頂吹氧槍給爐內(nèi)噴射1．0MPa高壓氮?dú)猓褷t渣噴濺至爐襯上面。由于渣粒是通過(guò)極為強(qiáng)勁的力量依附至爐襯上，因此必然會(huì)和爐壁契合的十分牢固，能夠高效地阻滯爐渣給爐襯造成的化學(xué)侵蝕。長(zhǎng)壽復(fù)吹轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐是指把頂吹與底吹都轉(zhuǎn)換成氮?dú)猓缮系较碌牟煌较?，吹到轉(zhuǎn)爐內(nèi)爐渣，將爐渣濺起后，使其得以黏附在爐襯內(nèi)壁上，從而保護(hù)爐襯。

濺渣護(hù)爐技術(shù)最大程度上應(yīng)用了轉(zhuǎn)爐終渣且通過(guò)氮?dú)庾鳛閲姶祫?dòng)力，毫無(wú)疑問，這在轉(zhuǎn)爐技術(shù)上是立竿見影的一次突破。相較于干法噴補(bǔ)、火焰噴補(bǔ)、人工砌磚等諸多辦法更為科學(xué)、合理、可操作性強(qiáng)，不但可以壓制爐襯磚表面的氧化出現(xiàn)脫碳現(xiàn)象，還可以弱化高溫渣對(duì)于爐磚所產(chǎn)生的化學(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［1］。更為重要的是，可以縮小由于噴補(bǔ)技術(shù)所造成的材料耗損，極大的降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。另外，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)過(guò)程中常常面臨的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本之間的沖突。故而，轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐技術(shù)和長(zhǎng)壽復(fù)吹技術(shù)被業(yè)內(nèi)公認(rèn)為是轉(zhuǎn)爐煉鋼的重大技術(shù)。

2 轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐的工藝特點(diǎn)

2．1 科學(xué)地澤卻爐渣展開終渣控制

爐渣擇取的重點(diǎn)是選擇科學(xué)的渣熔點(diǎn)。而對(duì)爐渣熔點(diǎn)產(chǎn)生影響的重點(diǎn)物質(zhì)包括了FeO、MgO、以及爐渣堿度。如果渣熔點(diǎn)相對(duì)較高，能夠進(jìn)一步延長(zhǎng)濺渣層在爐襯的預(yù)留時(shí)長(zhǎng)，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)。因?yàn)镕eO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的二元系相圖能夠輕易得知，如果要提高M(jìn)gO的含量就可縮減FeO所形成的相對(duì)應(yīng)的低熔點(diǎn)物質(zhì)的量，可以有利于爐渣熔點(diǎn)的升華。

以濺渣護(hù)爐視角論，寄望于高堿度，如此轉(zhuǎn)爐終渣C2S、C3S彼此相加能夠有70%～75%。這一類化合物質(zhì)無(wú)疑都屬于高熔點(diǎn)物質(zhì)，因此，對(duì)提升濺渣層的耐火度十分有利。然而，如果堿度一旦過(guò)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(wú)味耗損，不僅如此，還會(huì)致使?fàn)t底上漲［2］。通過(guò)大量的實(shí)踐研究能夠得出，終渣堿度控制在2．8～3．2為最佳。濺渣層對(duì)轉(zhuǎn)爐初渣擁有十分強(qiáng)勢(shì)的抗侵蝕，但是對(duì)轉(zhuǎn)爐終渣的高溫侵蝕的無(wú)法造成有效抵抗，轉(zhuǎn)爐終渣對(duì)濺渣層的侵蝕機(jī)理的表現(xiàn)主要是高溫熔化，所以，科學(xué)地操控轉(zhuǎn)爐終渣，最大程度地提升終渣的熔化溫度屬于濺渣護(hù)爐技術(shù)的重中之重?？衫m(xù)控制終渣應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)從終渣的MgO、FeO彼此含量中入手。

2．2 合理控制出鋼溫度

如果實(shí)施濺渣護(hù)爐工藝進(jìn)行加工之后，出鋼溫度的對(duì)于爐齡的影響是顯而易見的。如果出鋼溫度出現(xiàn)降低，那么，爐齡和出鋼溫度聯(lián)系則為:N=208 529～12 019t。在同樣的濺渣技術(shù)背景中，出鋼溫度如果降低1°，那么將提升121爐爐齡。所以，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(lái)說(shuō)，擁有重大的現(xiàn)實(shí)意義。

3 長(zhǎng)壽復(fù)吹轉(zhuǎn)爐的工藝特點(diǎn)

經(jīng)過(guò)大量的實(shí)踐分析表明，底吹透氣元件發(fā)生熔損的主要表現(xiàn)為:氣泡反擊、水錘現(xiàn)象、以及凹坑現(xiàn)象。

為了能夠達(dá)到濺渣轉(zhuǎn)爐壽命和底吹元件壽命一致的功能，可開發(fā)在底吹元件端部形成“爐渣—金屬蘑菇頭”來(lái)保障底吹元件不會(huì)被熔蝕。如表1所示。

表1 爐渣—金屬蘑菇頭與傳統(tǒng)金屬蘑菇頭成分比較

可以看出，爐渣—金屬蘑菇頭具備以下特點(diǎn):第一，擴(kuò)展了蘑菇頭。濺渣階段在金屬蘑菇頭表層所沉積的大量透氣爐渣體積相較于傳統(tǒng)金屬蘑菇頭其程度超過(guò)萬(wàn)倍以上，因此，不容易造成熔蝕。第二，強(qiáng)化了蘑菇頭表面抗沖刷的水平。底吹氣體利用蘑菇頭表面細(xì)小氣孔(O≤1mm)，極大程度的弱化了因?yàn)椤皻馀莘磽簟?、“水錘沖擊”所產(chǎn)生的機(jī)械沖刷侵蝕，蘑菇頭表面不會(huì)因此導(dǎo)致凹坑。第三，提升了蘑菇頭的熔點(diǎn)及抗氧化水平。爐渣－金屬蘑菇頭的堿度≥3．5，MgO、FeO的含量比較高，所以其熔點(diǎn)也相對(duì)高，不容易產(chǎn)生氧化，能夠生成永久性的蘑菇頭保護(hù)爐底噴嘴［3］。另外，爐渣—金屬蘑菇頭從下到上生成了三種結(jié)構(gòu):第一，氣囊?guī)ЫY(jié)構(gòu);第二，放射性氣孔帶結(jié)構(gòu);第三;迷宮式彌散氣孔帶結(jié)構(gòu)。對(duì)于部分組織優(yōu)質(zhì)的金屬蘑菇頭，在生產(chǎn)過(guò)程中能夠按照相關(guān)的工藝標(biāo)準(zhǔn)，利用整合供氣壓力機(jī)敏地調(diào)試底部供氣強(qiáng)度。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，值得肯定的是，我國(guó)自進(jìn)行濺渣護(hù)爐技術(shù)以來(lái)，已經(jīng)獲得了舉世矚目的驕人成績(jī)。尤其，在復(fù)吹轉(zhuǎn)爐層面上的濺渣護(hù)爐技術(shù)顯然已經(jīng)邁進(jìn)了全球前列。即便如此，也有著相對(duì)的不足，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(wú)法確保足量的濺渣頻率。因此，在未來(lái)，更應(yīng)當(dāng)以此為方向，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。

［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(guó)，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．