琚澤龍 孫前進(jìn) 冒建忠 豆天普

(馬鞍山鋼鐵股份有限公司)

轉(zhuǎn)爐渣補(bǔ)技術(shù)的應(yīng)用與實(shí)踐

琚澤龍 孫前進(jìn) 冒建忠 豆天普

(馬鞍山鋼鐵股份有限公司)

介紹了馬鋼第二鋼軋總廠煉鋼分廠通過(guò)控制合適爐渣成分，出鋼后留取適量爐渣并加入1 t生鐵塊進(jìn)行冷卻，采取渣面掛渣護(hù)爐的方法，取得了顯著效果，使補(bǔ)爐次數(shù)大幅下降，耐材成本達(dá)到新低，促進(jìn)了爐況穩(wěn)定和生產(chǎn)順行。

轉(zhuǎn)爐 掛渣護(hù)爐 爐渣成分

0 前言

提高轉(zhuǎn)爐作業(yè)率，降低耐材成本是轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)的一項(xiàng)重要指標(biāo)，同時(shí)也反映了鋼廠的操作水平和綜合管理水平。馬鋼第二鋼軋總廠煉鋼分廠通過(guò)控制合適爐渣成分、堿度等參數(shù)，摸索出適合轉(zhuǎn)爐掛渣補(bǔ)爐技術(shù)的爐渣MgO含量、堿度和冷卻時(shí)間等參數(shù)，利用出鋼后適宜的爐渣代替補(bǔ)爐材料對(duì)轉(zhuǎn)爐渣面進(jìn)行補(bǔ)爐，通過(guò)加入1 t生鐵塊的方法使?fàn)t渣冷凝粘結(jié)，達(dá)到快速補(bǔ)爐的目的，即所謂的渣補(bǔ)，該廠渣補(bǔ)護(hù)爐技術(shù)的應(yīng)用，使煉鋼耐材成本大幅度下降。

1 裝備條件及工藝參數(shù)

馬鋼股份有限公司第二鋼軋總廠現(xiàn)有40 t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐4座，弧形小方坯連鑄機(jī)4臺(tái);連鑄連軋高速線材生產(chǎn)線一條;連鑄連軋高速棒材生產(chǎn)線一條;型鋼生產(chǎn)線兩條，生產(chǎn)鋼種:普碳鋼、低合金鋼，平均出鋼量36.8 t，平均出鋼溫度1665℃，年產(chǎn)量200萬(wàn)t，轉(zhuǎn)爐主要參數(shù)見(jiàn)表1。氧槍采用拉瓦爾型三孔噴頭，其主要參數(shù)見(jiàn)表2。

表1 40 t復(fù)吹轉(zhuǎn)爐主要參數(shù)

表2 拉瓦爾型三孔噴頭主要參數(shù)

2 渣補(bǔ)護(hù)爐原理

爐渣熔損爐襯，但同時(shí)又能起到耐火材料作用，通過(guò)控制合適的爐渣成分，利用出鋼后爐渣中高熔點(diǎn)礦物含量，快速冷卻凝固在渣面爐襯部位起到耐火材料作用，主要是由于爐渣與爐襯界面存在溫度差，通過(guò)礦物間相互擴(kuò)散，同類礦物重結(jié)晶，如2CaO.SiO2，MgO，3CaO.SiO2等，使?fàn)t渣與爐襯成為一個(gè)整體［1］，達(dá)到補(bǔ)爐的效果，減緩爐襯磚的侵蝕速度，從而達(dá)到提高轉(zhuǎn)爐爐齡的目的。

3 轉(zhuǎn)爐渣補(bǔ)技術(shù)的應(yīng)用與實(shí)踐

終渣成分的控制是否合理，對(duì)于渣補(bǔ)成功與否及耐侵蝕性影響較大，為了保證渣補(bǔ)效果，必須保證終渣成分控制合理，滿足渣補(bǔ)的需要。

3.1 終渣堿度控制與優(yōu)化

爐渣粘度隨堿度升高而升高，從渣補(bǔ)的角度分析，希望堿度高一點(diǎn)，這樣轉(zhuǎn)爐終渣C2S及C3S之和可以達(dá)到70% ～75%，這種化合物都是高熔點(diǎn)物質(zhì)，對(duì)于爐渣的耐火度有利，從MgO－CaO－SiO2三元相圖中看出，在不同堿度條件下，三元相圖有不同的組合和不同的固化溫度，見(jiàn)表3［2］。

表3 堿度、相組合及對(duì)應(yīng)固化溫度

為了確定適合渣補(bǔ)的終渣成分，對(duì)50個(gè)渣補(bǔ)爐次的終渣成分進(jìn)行取樣對(duì)比分析(見(jiàn)表4)。

表4 渣補(bǔ)終渣主要參數(shù)及效果

可見(jiàn)，在不同堿度的條件下，由于共晶物的差別，使固化溫度發(fā)生了巨大變化，隨著堿度的升高，相對(duì)應(yīng)的固化溫度也隨之升高，這對(duì)提高終渣的耐火性和耐侵蝕性都是有利的，但在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)堿度過(guò)高冶煉過(guò)程“返干”頻次增加，影響化渣，使?fàn)t渣流動(dòng)性下降，在吹煉時(shí)為確保爐渣去磷、去硫效果，操作者會(huì)提高槍位化渣，這樣使渣中的w(FeO)增加，爐渣中以FeO為主的RO相以鐵酸鈣低熔點(diǎn)物質(zhì)出現(xiàn)，不利于渣補(bǔ)效果的持久，所以準(zhǔn)備渣補(bǔ)的爐次終渣堿度控制在3.0～3.5，堿度過(guò)高，冶煉過(guò)程不易控制，渣補(bǔ)效果并不理想，且造成原材料浪費(fèi)，還容易造成爐底上漲。

3.2 終渣(MgO)控制與優(yōu)化

氧化鐵與氧化鈣所形成的化合物為低熔物質(zhì)，氧化鐵和氧化錳等組成的RO相融點(diǎn)也較低。但是MgO與FeO可以形成連續(xù)的固熔體，當(dāng)FeO達(dá)到50%時(shí)，此固熔體的熔點(diǎn)仍高于1800℃。MgO與Fe2O3能化合生成鐵酸鎂，此化合物又能與MgO反應(yīng)生成固熔體，都是耐高溫物質(zhì)，既便在Fe2O3含量達(dá)到70%時(shí)，其熔點(diǎn)仍在1800℃以上。如果MgO含量低氧化鐵就會(huì)與氧化鈣生成低熔點(diǎn)鐵酸鈣。因此終點(diǎn)必須保持一定的MgO含量，才能保證渣補(bǔ)層的抗耐侵蝕能力。

在一定R和w(FeO)的條件下，當(dāng)w(MgO)≥8.0時(shí)，增加終渣中MgO含量，可以提高終渣的熔點(diǎn)，但MgO過(guò)高會(huì)使?fàn)t渣全堿度上升，爐渣熔點(diǎn)提高，不利于化渣和提高脫磷效率，為了保證冶煉過(guò)程的平穩(wěn)進(jìn)行，吹煉過(guò)程中MgO含量按照8% ～10%控制，渣補(bǔ)后，可以投甩200 kg左右的鎂質(zhì)投補(bǔ)料，增加渣中的w(MgO)，提高爐渣的熔點(diǎn)和耐侵蝕性能。渣中MgO含量對(duì)爐渣熔點(diǎn)的影響如圖1所示［3］。

圖1 渣中MgO含量對(duì)爐渣熔點(diǎn)的影響

3.3 終渣(FeO)控制

渣中(FeO)含量加劇渣補(bǔ)層侵蝕的主要原因是高溫下C2F可以充分溶解渣補(bǔ)層中C2S，而MgO結(jié)晶和C3S基本不被侵蝕，因此，在渣補(bǔ)層的熔損過(guò)程中將會(huì)發(fā)生選擇性熔化，C2S和低熔點(diǎn)的C2F被溶解熔化，而高熔點(diǎn)不易被C2F溶解的MgO結(jié)晶和C3S將被保留和富集。

爐渣中w(FeO)與堿度、吹煉過(guò)程槍位、終點(diǎn)狀況等有著密切的關(guān)系，F(xiàn)eO高，爐渣內(nèi)形成熔點(diǎn)較低共晶物，渣補(bǔ)后耐侵蝕性能差，所以嚴(yán)格控制終渣中w(FeO)顯得尤為重要。

3.4 渣補(bǔ)護(hù)爐操作

由于復(fù)吹轉(zhuǎn)爐終渣氧化鐵含量較高、出鋼溫度高、終渣過(guò)熱度大影響了濺渣護(hù)爐效果;先加廢鋼對(duì)渣面機(jī)械損傷嚴(yán)重，在倒?fàn)t測(cè)溫過(guò)程中，高溫鋼水對(duì)渣面的沖刷侵蝕尤其嚴(yán)重，為防止通爐事故，必須對(duì)爐襯較薄的位置進(jìn)行補(bǔ)爐操作，以往采用貼鎂碳磚，噴入干噴料，倒鎂質(zhì)補(bǔ)爐砂方法護(hù)爐，不但污染環(huán)境，影響生產(chǎn)，存在安全隱患，還增加耐材成本。為此，結(jié)合實(shí)際情況制定了出鋼后留適量爐渣并加生鐵塊快速冷卻，使?fàn)t渣粘附在爐襯上代替補(bǔ)爐材料的護(hù)爐工藝，該方法能夠快速對(duì)渣面侵蝕部位進(jìn)行修補(bǔ)，減少了常規(guī)補(bǔ)爐次數(shù)，降低了耐材成本。操作步驟及要點(diǎn)如下:

1)渣面渣補(bǔ)爐次提前通知操作工，終點(diǎn)控制按照［C］終點(diǎn)≥0.07%;爐渣 R:3.3 ～3.5;MgO 含量8% ～10%。［C］終點(diǎn)＜0.07%，適當(dāng)減少留渣量;2)為了保證渣面掛渣補(bǔ)爐后平整，爐渣致密度大，不進(jìn)行濺渣操作。

3)將爐體搖至與爐臺(tái)平面夾角約20°～30°，緩慢加入1 t渣補(bǔ)鐵塊，搖至渣面查看渣量，如渣量過(guò)大，可倒掉部分爐渣，確保合適留渣量，或先確定留渣量后再加鐵塊;

4)往爐內(nèi)投入適量鎂質(zhì)投補(bǔ)料，冷卻稠化爐渣;

5)停等5min～10min，正常加廢鋼繼續(xù)冷卻，待爐渣完全冷卻凝固后兌鐵水吹煉;

6)渣補(bǔ)第一爐要化好渣，不“返干”，過(guò)程溫度控制合適，出鋼后做好濺渣護(hù)爐工作;

7)生鐵塊渣補(bǔ)爐次，安全防范上與渣面大補(bǔ)同等重視，并執(zhí)行相關(guān)安全操作規(guī)定，后續(xù)爐次出鋼時(shí)，爐口前方不得有人通行。

4 效果

通過(guò)應(yīng)用渣補(bǔ)技術(shù)，對(duì)終渣成分進(jìn)行控制與優(yōu)化，改進(jìn)渣補(bǔ)護(hù)爐操作方法，減少了渣面進(jìn)砂補(bǔ)爐次數(shù);補(bǔ)爐次數(shù)下降，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了垮砂事故，增加了安全系數(shù);采用渣補(bǔ)技術(shù)能夠使噸鋼耐材(爐襯常規(guī)維護(hù)耐材)成本下降，由去年月平均3.74元/t，下降到今年月平均2.30 元/t。按照上半年產(chǎn)鋼100萬(wàn)噸計(jì)算，降低耐材成本144萬(wàn)元。2011年和2012年1～5月份噸鋼耐材消耗對(duì)比如圖2所示。

圖2 2011年和2012年1～5月份噸鋼耐材消耗對(duì)比

5 結(jié)語(yǔ)

由于受鋼材市場(chǎng)的影響，產(chǎn)能不充足，使?fàn)t座有充分時(shí)間進(jìn)行渣補(bǔ)護(hù)爐操作，采用渣面加生鐵塊渣補(bǔ)的方法代替常規(guī)進(jìn)砂護(hù)爐，方法靈活有效，能夠充分運(yùn)用生產(chǎn)間隙進(jìn)行護(hù)爐，在保證護(hù)爐效果的同時(shí)，降低了耐材成本，對(duì)于提高了轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)效率，增加產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力有積極的作用。

［1］蘇天森 轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐技術(shù).北京:冶金工業(yè)出版社，2002:64－66.

［2］馮捷等.轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)［M］.北京:冶金工業(yè)出版社，2006:213－214.

［3］丁長(zhǎng)江等轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐成渣途徑的探討.煉鋼，2000，16(3):38－39.

APPLICATION AND PRACTICE OF SLAG SPRAYING IN CONVERTER

Ju Zelong Sun Qianjin Mao Jianzhong Dou Tianpu
(Maanshan Iron and Steel Stock Co.，Ltd)

Through controlling slag composition，keeping little slag after tapping，adding one ton pig iron for cooling and carrying out slag hanging furnace maintenance technology，it greatly decreased the times of patching and refractory costs and stablized furnace operating.

converter slag hanging furnace maintenance slag composition

聯(lián)系人:琚澤龍，廠長(zhǎng)，工程師，安徽.馬鞍山(243000)，馬鞍山鋼鐵股份有限公司第二鋼軋總廠煉鋼分廠;

2012—5—25