淺析60t轉(zhuǎn)爐爐底上漲原因以及控制措施

滿孝 秦關(guān)勇 劉強(qiáng)

摘要：本文針對(duì)山東萊鋼永鋒鋼鐵60t轉(zhuǎn)爐爐底上漲的原因進(jìn)行機(jī)理分析并提出了改進(jìn)措施。在裝入量以及鋼鐵料結(jié)構(gòu)不變的情況下通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)爐冶煉操作跟蹤、氧槍參數(shù)的改進(jìn)、冶煉終點(diǎn)爐渣的控制、濺渣護(hù)爐工藝優(yōu)化、選擇適當(dāng)?shù)墓┭跄Ｊ降瓤刂妻D(zhuǎn)爐爐底上漲，降低了因漲爐底給生產(chǎn)帶來(lái)的諸多不利因素。

關(guān)鍵詞：爐底，爐渣，槍位，濺渣

1引言

絕大多數(shù)轉(zhuǎn)爐在有底吹攪拌的情況下，爐底會(huì)隨著爐齡的增加慢慢降低，甚至在某些情況下會(huì)對(duì)爐底進(jìn)行維護(hù)。但是轉(zhuǎn)爐在沒(méi)有底吹攪拌的情況下，爐底會(huì)隨著爐齡的增加而呈現(xiàn)出逐步上漲的趨勢(shì)，當(dāng)這種趨勢(shì)得不到有效緩解或者有效控制，將會(huì)對(duì)整個(gè)轉(zhuǎn)爐爐容比造成很大影響，轉(zhuǎn)爐冶煉過(guò)程中經(jīng)因爐容比的變化往往伴隨著吹煉“返干”現(xiàn)象，而絕大多數(shù)操作者解決“返干”的最有效最直接的方法就是高槍位化渣，進(jìn)而爐底得不到頂吹氧槍的有效沖擊，就會(huì)出現(xiàn)爐底逐步上漲的趨勢(shì)，這樣一來(lái)形成了一種惡性循環(huán)。

2轉(zhuǎn)爐爐底上漲的后果

（1）爐底上漲之后導(dǎo)致轉(zhuǎn)爐爐容比過(guò)小，直接影響轉(zhuǎn)爐操作，如：冶煉時(shí)“返干”現(xiàn)象頻繁發(fā)生，進(jìn)而影響金屬收得率和降低轉(zhuǎn)爐爐襯壽命。

（2）轉(zhuǎn)爐爐底上漲，轉(zhuǎn)爐噴濺增加，爐口積渣以及氧槍粘渣增加，導(dǎo)致轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)時(shí)易刮碰活動(dòng)煙罩造成煙罩漏水;以及氧槍非計(jì)劃下線增加，造成生產(chǎn)被動(dòng)。

3漲爐底機(jī)理分析

3.1濺渣護(hù)爐原因分析

3.1.1濺渣護(hù)爐工藝原理

濺渣護(hù)爐技術(shù)是在轉(zhuǎn)爐出鋼結(jié)束后，利用MgO含量達(dá)到飽和或者過(guò)飽和的轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)爐渣，通過(guò)頂吹氧槍射出的高壓氮?dú)獾拇禐R，讓高溫爐渣在短時(shí)間進(jìn)行冷卻和凝固在轉(zhuǎn)爐爐襯表面，從而形成一層高熔點(diǎn)的致密熔渣層，通常把這種致密的熔渣層較濺渣層，有效的保護(hù)了爐襯在下一爐轉(zhuǎn)爐冶煉時(shí)不被鋼水直接沖刷，提高轉(zhuǎn)爐壽命。

3.1.2濺渣護(hù)爐對(duì)轉(zhuǎn)爐爐底的影響

主要因?yàn)闉R渣護(hù)爐時(shí)爐渣堿度高，MgO飽和或者過(guò)飽和，出鋼結(jié)束后爐膛內(nèi)溫度快速降低，在爐渣中有大量的MgO晶體析出，同時(shí)伴隨著少量的高熔點(diǎn)的C2S、C3S析出，此時(shí)由于爐膛有高射流的氮?dú)獯等胧沟脿t膛溫度以及爐渣溫度降低，導(dǎo)致?tīng)t渣黏度降低，部分爐渣附著在爐襯上，大部分爐渣則留在了爐底，留在爐底的爐渣與爐底的鎂碳磚進(jìn)行結(jié)合，在倒渣的時(shí)候與鎂碳磚結(jié)合的爐渣永久的留在了爐底，導(dǎo)致?tīng)t底上漲。

3.1.3濺渣槍位對(duì)爐底的影響

濺渣槍位未能根據(jù)實(shí)際渣況進(jìn)行靈活調(diào)整，影響氮?dú)馍淞鲗?duì)爐渣的沖擊，導(dǎo)致?tīng)t渣不能充分的飛濺在爐壁上，從而大量爐渣滯留在爐底，使得爐底上漲。

3.2造渣工藝對(duì)爐底的影響

3.2.1堿度對(duì)爐底影響

在同等溫度下，爐渣堿度越高終渣黏度越大，在濺渣護(hù)爐的過(guò)程中留在爐底的爐渣越多，與爐底結(jié)合的越多，容易造成爐底上漲。

3.2.2終渣流動(dòng)性對(duì)爐底影響

（1）終渣的流動(dòng)性取決于兩方面，一方面是爐渣成分影響流動(dòng)性，一般來(lái)說(shuō)在相同的溶劑加入量下，主要影響流動(dòng)性的因素取決于終渣中的ΣFeO含量，如表1所示，爐渣中ΣFeO含量越高，終渣流動(dòng)性越好。另一方面取決于轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)溫度，重點(diǎn)溫度越高，爐渣流動(dòng)性越好。

（2）終點(diǎn)爐渣的流動(dòng)性越好，在濺渣護(hù)爐過(guò)程中越不容易析出高熔點(diǎn)的C2S、C3S，同時(shí)在倒渣之后少量爐渣殘留在爐底上。

（3）表1所示，渣中篩上物越高，說(shuō)明爐渣未能化透，渣中裹挾著細(xì)小的鋼粒，影響渣的流動(dòng)性，濺渣護(hù)爐時(shí)氮?dú)馍淞鞑荒芎芎玫膶t渣吹到爐壁上，大量爐渣停留在爐底周?chē)?，從而?dǎo)致?tīng)t底上漲。

3.3冶煉過(guò)程對(duì)爐底影響

3.3.1轉(zhuǎn)爐“返干”現(xiàn)象發(fā)生機(jī)理

（1）轉(zhuǎn)爐脫C主要以（1）式為主，通過(guò)爐渣中的FeO進(jìn)行脫碳，而渣中的FeO主要以（2）式反應(yīng)為主，轉(zhuǎn)爐“返干”現(xiàn)象由于在轉(zhuǎn)爐冶煉過(guò)程中槍位控制過(guò)低，大量的氧氣射流給熔池提供了動(dòng)力學(xué)條件，加劇了渣中FeO和熔池中的C反應(yīng)，導(dǎo)致渣中FeO損失較多，導(dǎo)致?tīng)t渣流動(dòng)性差。

（FeO）+[C]=Fe+CO↑ （1）

[Fe]+（O）= （FeO） （2）

（O）+[C]= CO↑ （3）

（2）轉(zhuǎn)爐噴濺導(dǎo)致大量的FeO隨著爐渣外溢而損失，而此時(shí)轉(zhuǎn)爐的脫碳反仍在進(jìn)行，為了達(dá)到反應(yīng)平衡，渣中的FeO

3.3.2轉(zhuǎn)爐“返干”現(xiàn)象對(duì)爐底的影響

轉(zhuǎn)爐在冶煉過(guò)程中，沒(méi)有很好的化渣劑或者說(shuō)槍位控制不當(dāng)導(dǎo)致“返干”現(xiàn)象發(fā)生，通常情況下會(huì)進(jìn)行提高槍位進(jìn)行化渣，持續(xù)高槍位冶煉，氧氣射流不能對(duì)爐底的金屬料進(jìn)行攪拌或者攪拌不充分，形成熔池中上下溫度不均勻，甚至出鋼時(shí)部分廢鋼沉淀在爐底未能熔化，導(dǎo)致?tīng)t底上漲。

3.4爐渣量對(duì)爐底影響

當(dāng)爐渣量少于60kg/t時(shí)，說(shuō)明爐渣在相對(duì)應(yīng)的公稱(chēng)轉(zhuǎn)爐中相對(duì)較少一點(diǎn)，濺渣護(hù)爐時(shí)氮?dú)馍淞髦苯邮沟脿t渣在極短時(shí)間內(nèi)冷卻凝固，粘在爐底上。

4措施

4.1原材物料控制

（1）轉(zhuǎn)爐用石灰必須保證活性度大于300ml，且生燒率低于10%，這樣一來(lái)就實(shí)現(xiàn)渣造化的目的，避免爐渣前期“返干”。

（2）鐵水Si含量不低于0.35%，既保證了大渣量冶煉的同時(shí)避免爐渣堿度過(guò)高，影響終渣流動(dòng)性。實(shí)踐證明，轉(zhuǎn)爐終渣堿度控制在2.8-3.2，以及渣中MgO控制在6.5-8.5之間為宜。

（3）鐵水溫度不低于1300℃，以及同樣的條件下廢鋼比不大于33%，保證轉(zhuǎn)爐吹煉終點(diǎn)溫度大于1650℃。

4.2轉(zhuǎn)爐冶煉控制

合理的槍位控制好渣中FeO含量的平衡，一方面保證轉(zhuǎn)爐脫碳脫磷效果又保證爐渣有一定的流動(dòng)性避免“返干”現(xiàn)象發(fā)生;另一方面避免因長(zhǎng)時(shí)間高槍位冶煉對(duì)爐底沖擊不夠，另外長(zhǎng)時(shí)間高槍位使得爐渣中大量的Feo聚集，容易造成轉(zhuǎn)爐金屬?lài)姙R。

5結(jié)論：

通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)爐爐底上漲機(jī)理分析，規(guī)范轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)爐渣的控制以及濺渣護(hù)爐工藝的優(yōu)化，靈活選擇冶煉過(guò)程的槍位變化和不同原材物料下不同冶煉模式，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)爐爐底的合理控制。

參考文獻(xiàn)

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