60t轉(zhuǎn)爐爐底上漲原因分析及處理措施

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

在鋼鐵冶煉生產(chǎn)過(guò)程中，60t的轉(zhuǎn)爐常會(huì)出現(xiàn)爐底上漲的狀況，特別是煉鋼冶煉過(guò)程中廣泛地采用濺渣護(hù)爐技術(shù)，爐底上漲的情況變得越來(lái)越嚴(yán)重。這給冶煉生產(chǎn)帶來(lái)了極大的不便，造成能源材料的大量損失，增加了企業(yè)的生產(chǎn)成本。因此，企業(yè)要全面分析轉(zhuǎn)爐爐底上漲的各方面原因，采取合理有效地措施，控制爐底上漲，從而達(dá)到降低企業(yè)生產(chǎn)成本的作用。

1 60t轉(zhuǎn)爐爐底上漲的原因分析

1．1 濺渣護(hù)爐技術(shù)的應(yīng)用，堿度過(guò)高造成爐底上漲

濺渣護(hù)爐主要是在轉(zhuǎn)爐產(chǎn)出鋼鐵后，將熔渣中的MgO含量調(diào)整到一定的飽和程度，在利用N2吹濺使其附著在轉(zhuǎn)爐的爐襯，形成一種氧化脫碳的濺渣層，以保護(hù)爐襯，提高60t轉(zhuǎn)爐的使用時(shí)間。但是，由于濺渣的堿性過(guò)高，MgO的飽和值達(dá)到一定程度，倒?fàn)t出鋼后的轉(zhuǎn)爐內(nèi)溫度迅速降低MgO就會(huì)產(chǎn)生一定的結(jié)晶，高熔點(diǎn)的C2S、C3S也會(huì)同時(shí)析出。同時(shí)熔渣不能完全附著于爐襯，余下部分的熔渣留在了爐底，與MgO的結(jié)晶以及C2S、C3S一起引起爐底的上漲［1］。某鋼鐵企業(yè)在鋼鐵冶煉過(guò)程中，由于生鐵的裝入量過(guò)大，60t轉(zhuǎn)爐冶煉前期溫度過(guò)低，倒?fàn)t出鋼時(shí)溫度過(guò)高，熔渣的堿度也特別高，過(guò)程化化渣很難控制［1］。

表1 2013年9～10月轉(zhuǎn)爐終渣成分(%)

在連續(xù)的鋼鐵冶煉過(guò)程中，隨著濺渣護(hù)爐技術(shù)的應(yīng)用，余留在爐底的爐渣溫度相對(duì)較低，堿性也比較高，很容易凝固并析出高熔點(diǎn)的礦物質(zhì)，對(duì)爐襯進(jìn)行保護(hù)。另外，在冶煉中添加廢鋼和兌鐵水時(shí)，由于機(jī)械的沖刷，物理的溶解容易對(duì)轉(zhuǎn)爐的爐底產(chǎn)生一定的損耗，一旦爐底結(jié)渣的速度快于爐底的損耗速度，爐底就很容易產(chǎn)生上漲。

1．2 氧氣射流沖擊的深度不夠?qū)е聽(tīng)t底上漲

在氧氣氣流沖擊的過(guò)程中，氧氣以高速射流的形式對(duì)熔池進(jìn)行攪拌，促使?fàn)t內(nèi)的金屬實(shí)現(xiàn)循環(huán)，達(dá)到供氧與化渣的目的。但是，由于氧槍噴頭還存在缺陷，大量的氧槍參數(shù)較為落后，致使氧氣射流對(duì)熔池的攪拌力度減小，沖擊的深度不夠，達(dá)不到準(zhǔn)確的供養(yǎng)效果，致使轉(zhuǎn)爐的爐底上漲。例如，某企業(yè)在去年9～10月的氧壓變化就十分明顯。操作氧壓為0．7～1．0MPa，操作氧壓和爐底的關(guān)系如圖1所示。

圖1 60t轉(zhuǎn)爐操作氧壓和爐底關(guān)系

1．3 廢鋼的塊度體積過(guò)大造成爐底上漲

有些鋼鐵企業(yè)在60t轉(zhuǎn)爐內(nèi)裝入的廢鋼很不合理，有的廢鋼塊度體積過(guò)大，很容易使得這類(lèi)廢鋼直接沉入熔池的底部，難以溶化，從而降低停滯區(qū)內(nèi)的金屬液體溫度，甚至還產(chǎn)生粘結(jié)爐底的現(xiàn)象，造成爐底上漲。

1．4 爐渣質(zhì)量差以及操作不恰當(dāng)造成的爐底上漲

在鋼鐵冶煉操作的過(guò)程中，爐渣的質(zhì)量不好以及工作人員的操作不恰當(dāng)，使得化渣的效果達(dá)不到理想程度，最終的爐渣形成過(guò)于粘稠或者太稀的現(xiàn)象。在濺渣的實(shí)踐操作中，工作人員調(diào)渣沒(méi)有合理的依據(jù)爐渣的實(shí)際情況進(jìn)行操作，難以準(zhǔn)確控制氧氣槍的槍位高低以及氮?dú)馍淞鞯膹?qiáng)度，對(duì)爐渣的沖擊力度達(dá)不到理想的效果，致使大部分爐渣不能充分飛濺至爐膛內(nèi)襯表面，冷卻依附于爐底，導(dǎo)致?tīng)t底上漲。

綜合上述幾點(diǎn)，由于濺渣護(hù)爐技術(shù)的應(yīng)用，堿度過(guò)高，氧氣射流沖擊的深度不夠，廢鋼的塊度體積過(guò)大，爐渣質(zhì)量差以及操作不恰當(dāng)?shù)戎T方面的因素，導(dǎo)致60t轉(zhuǎn)爐的爐底上漲。

2 爐底上漲的防止與處理措施

2．1 規(guī)范濺渣護(hù)爐的操作技術(shù)，合理進(jìn)行終渣控制

60t轉(zhuǎn)爐終渣合理選擇爐渣的相熔點(diǎn)，保障爐底不產(chǎn)生上漲現(xiàn)象以及抱枕濺渣取得理想的效果［2］。熔渣的堿性度數(shù)應(yīng)該選擇合理的范圍內(nèi)，2．7～3．1是很好的一個(gè)堿度范圍，終渣MgO的含量在保證倒?fàn)t出鋼溫度的前提下控制在9%～10%的飽和值超過(guò)量。這可以使得終渣的C2S以及C3S能夠達(dá)到71% ～76%之間，提高濺渣層的耐火度數(shù)。

另外，在復(fù)吹60t轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐的實(shí)踐操作中，首先要注意加強(qiáng)對(duì)爐渣的控制。在倒?fàn)t出鋼之后，對(duì)FeO的含量進(jìn)行分類(lèi)，依據(jù)FeO的含量添加適量的調(diào)渣改質(zhì)劑，控制MgO的含量。其次，要充分保護(hù)60t轉(zhuǎn)爐底部的供氣元件。在60t轉(zhuǎn)爐的最初使用過(guò)程中，利用粘渣和噴氣孔的熱平衡，使供氣元件處形成透氣蘑菇頭，保證60t轉(zhuǎn)爐底氣噴孔的供氣。第三，要嚴(yán)格控制60t轉(zhuǎn)爐膛的內(nèi)型以及爐底的形狀。保證轉(zhuǎn)爐膛的內(nèi)型合理，爐底供氣順暢。同時(shí)還可以根據(jù)鋼鐵冶煉的實(shí)際情況調(diào)整和控制爐底的高度。通過(guò)這些方法，可以合理地減少爐底上漲的現(xiàn)象。

2．2 合理控制氧氣槍的槍位

在氧氣槍噴頭的參數(shù)固定時(shí)，氧槍噴頭距離熔渣的液體面距離影響著氧槍的沖擊深度。合理的氧氣槍槍位控制對(duì)濺渣的操作有著十分重要的作用。在實(shí)際的鋼鐵冶煉生產(chǎn)過(guò)程中，企業(yè)要定時(shí)對(duì)爐底進(jìn)行實(shí)測(cè)，及時(shí)掌握60t轉(zhuǎn)爐爐襯和爐底侵蝕的情況，調(diào)整氧氣槍的槍位和造渣的實(shí)際操作制度。

2．3 動(dòng)態(tài)地調(diào)整60t轉(zhuǎn)爐的裝入輛和和廢鋼塊度

在60t轉(zhuǎn)入的鐵水和廢鋼裝入過(guò)程中，要依據(jù)60t轉(zhuǎn)爐的使用情況的爐底上漲的情況，適時(shí)減少鐵水和廢鋼的總裝入量［3］。能夠保證氧氣射流最大程度的沖擊到熔池的底部位置，進(jìn)行供氧和攪拌，使得爐底的廢鋼充分熔化，從而達(dá)到降低爐底上漲的現(xiàn)象。另外，在裝入廢鋼時(shí)，不能裝入塊度過(guò)大，容易沉入爐底的鋼塊，以保證廢鋼能夠完全的熔化。標(biāo)準(zhǔn)廢鋼塊度不能超過(guò)500mm，單塊的重量最好在200kg以下。

3 爐底上漲的具體處理實(shí)踐措施

本鋼鐵廠在爐底上漲問(wèn)題產(chǎn)生時(shí)，主要采用吹掃爐底和兌鐵吹爐的實(shí)踐措施。首先，在轉(zhuǎn)爐出鋼結(jié)束以后，倒出爐內(nèi)的鋼渣，使轉(zhuǎn)爐搖回零位，氧氣搶達(dá)到下極限點(diǎn)，然后控制氧氣槍的流量，盡量保持在30000m3/h，供氧20－30s對(duì)爐底進(jìn)行吹掃。使用氧氣槍對(duì)上漲部分進(jìn)行侵蝕熔化，倒出吹掃出來(lái)的熔渣。對(duì)60t轉(zhuǎn)爐爐底進(jìn)行吹掃，能夠在爐底上漲時(shí)進(jìn)行補(bǔ)救，不影響轉(zhuǎn)爐的正常運(yùn)作。其次，當(dāng)60t轉(zhuǎn)爐的爐底出現(xiàn)上漲時(shí)，本鋼鐵廠采用了侵蝕力度更大的兌鐵吹爐，對(duì)爐底進(jìn)行補(bǔ)救處理。吹爐底必須要在轉(zhuǎn)爐的溫度降低以后，在爐內(nèi)兌入4t左右的鐵水，同時(shí)風(fēng)機(jī)的速度要快，供氧流量必須要嚴(yán)格控制在一定的范圍內(nèi)，開(kāi)吹階段控制在3000—4000m3/h，中間過(guò)程盡量保持在4000—6000m3/h，最高的供氧流量不能超過(guò)7000m3/h，保證轉(zhuǎn)爐內(nèi)的鐵水充分氧化。在爐內(nèi)的溫度升高后，適當(dāng)?shù)陌褬屛惶岣?50mm左右，保證爐膛形狀規(guī)整。當(dāng)吹爐底供氧提槍結(jié)束時(shí)，關(guān)閉轉(zhuǎn)爐的擋火門(mén)，把轉(zhuǎn)爐慢速向前搖，以防止?fàn)t渣在搖動(dòng)的過(guò)程中濺出，工作人員離開(kāi)工作平臺(tái)，以防爐渣濺出灼傷。

4 結(jié)束語(yǔ)

在鋼鐵冶煉生產(chǎn)過(guò)程中，60t轉(zhuǎn)爐爐底上漲的現(xiàn)象普遍存在。爐底上漲主要是由濺渣護(hù)爐技術(shù)的應(yīng)用，堿度過(guò)高，氧氣射流沖擊的深度不夠，廢鋼的塊度體積過(guò)大，爐渣質(zhì)量差以及操作不恰當(dāng)?shù)戎T方面的因素造成的。通過(guò)對(duì)爐底上漲的原因進(jìn)行分析。能夠有效對(duì)爐底上漲的問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)的防止與處理，通過(guò)規(guī)范濺渣護(hù)爐的操作技術(shù)，合理進(jìn)行終渣控制以及氧氣槍的槍位等措施，能夠有效保證鋼鐵冶煉生產(chǎn)的正常運(yùn)行。

［1］張盛昌，劉勇，杜超伶．轉(zhuǎn)爐爐底上漲的原因及預(yù)防措施［J］．河南冶金，2012，7(6):43 －45．

［2］陳元學(xué)，張義才．復(fù)吹轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐工藝優(yōu)化［J］．煉鋼，2012，12(6):65－67．

［3］魏寶森，轉(zhuǎn)爐爐底上漲原因分析及防治實(shí)踐［J］．冶金能源，2012，31(5):44－47．