呂永貴

（天津天鐵冶金集團(tuán)有限公司煉鋼廠，河北涉縣056404）

活爐底復(fù)吹轉(zhuǎn)爐爐襯及爐底砌筑工藝開發(fā)

呂永貴

（天津天鐵冶金集團(tuán)有限公司煉鋼廠，河北涉縣056404）

天鐵集團(tuán)煉鋼廠將45 t頂吹轉(zhuǎn)爐改造為活爐底復(fù)吹轉(zhuǎn)爐，通過對鍋底形活爐底用磚型進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計，在爐底磚中部砌筑采用加高保護(hù)接縫新工藝，提高了活爐底頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐操作的安全性；通過科學(xué)的烘爐、開爐、濺渣護(hù)爐操作，使?fàn)t襯完好，底吹透氣良好，保證了轉(zhuǎn)爐的穩(wěn)定運行。

復(fù)吹；鍋底；活爐底；砌筑

1 引言

天鐵集團(tuán)煉鋼廠將45 t頂吹轉(zhuǎn)爐改造為活爐底復(fù)吹轉(zhuǎn)爐，復(fù)吹工藝強(qiáng)化了熔池攪拌，顯著降低了鋼水和熔渣中過剩氧含量，提高吹煉終點鋼水余錳含量，減少鐵合金消耗，提高脫硫、脫磷效率；吹煉平穩(wěn)，減少了噴濺，可提高供氧強(qiáng)度，更適宜吹煉低碳鋼種。利用原頂吹轉(zhuǎn)爐用砌爐車、爐底車，還采取原下修式砌爐法，節(jié)約了改造成本及砌爐時間，整體式頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐采用上修式砌爐法，延長了砌爐時間。

2 砌爐磚理化指標(biāo)

砌爐磚理化指標(biāo)見表1。

3 爐底磚加高設(shè)計、預(yù)砌及砌筑施工

3.1 爐底磚中部加高新工藝的設(shè)計

爐底工作層鎂碳磚生產(chǎn)廠家按煉鋼廠活爐底尺寸進(jìn)行了活爐底磚型設(shè)計，鍋底形活爐底要求用下大上小長楔形磚砌筑，熱態(tài)膨脹狀態(tài)下易脹緊不會抽磚。活爐底設(shè)計為鍋底活爐底，砌筑方式為爐底中心放置中心陀，爐底楔形磚緊靠中心陀環(huán)砌。中心陀與前8環(huán)楔形磚高度相同，中心陀上表面最低，環(huán)砌每環(huán)高度相同，依爐底弧面形成爐底鎂碳磚弧形面，吹煉中熔池下底弧形鍋底面有利于鋼水充分?jǐn)嚢?，爐底加高保護(hù)接縫新工藝中部磚環(huán)爐底磚高度一樣，最外環(huán)磚高度降低，使合爐底后爐底磚中部高臺與爐身第一環(huán)磚之間產(chǎn)生圓環(huán)形190 mm深槽（見圖1），在開爐后通過濺渣護(hù)爐操作圓環(huán)形深槽被爐渣護(hù)滿護(hù)嚴(yán)，可保護(hù)爐底接縫不被侵蝕。同時可防止合爐底時爐底磚與爐身磚發(fā)生擠壓碰撞損壞情況。

爐底磚與底吹磚布置圖見圖2。

3.2 爐底磚預(yù)砌

中心陀為下粗上細(xì)的圓臺形，定于爐底中心下大上小長楔形磚緊貼中心陀相互靠緊（長豎縫≤1 mm）后環(huán)砌（環(huán)縫≤2 mm），第一環(huán)砌筑完，外部磚面打磨圓（以盡量減小環(huán)縫）后砌筑第二環(huán)磚，依此類推。因新磚型第一次砌筑，須對新磚型進(jìn)行預(yù)砌預(yù)加工，按活爐底相同尺寸用水泥制作鍋底形預(yù)砌臺，模擬砌筑活爐底整個過程。中心陀中心定于預(yù)砌臺鍋底中心，每一環(huán)磚確定一種磚型，以盡量減小環(huán)縫為原則，對合口磚進(jìn)行切磚打磨加工，對外部磚面打磨圓定型后對每環(huán)磚按順序編號，現(xiàn)場砌筑時嚴(yán)格按編號進(jìn)行。

表1 鎂碳磚及鎂磚檢驗理化指標(biāo)

圖1 合爐底后中部高臺與爐身間圓環(huán)槽型式圖

圖2 爐底磚與底吹磚布置圖

3.3 爐底磚砌筑施工

3.3.1 爐底永久層及底吹下護(hù)磚的砌筑

以4個爐底底吹槍開孔校準(zhǔn)爐底中心點，確定中心點后，安放4塊底吹下護(hù)磚，以爐底中心點為中心十字交叉先平砌一層65 mm厚鎂磚，再側(cè)砌一層115 mm厚鎂磚，永久層與底吹下護(hù)磚之間必須留有50mm空隙以備調(diào)整護(hù)磚，底吹上下護(hù)磚中心孔與4個爐底開孔對中砌筑后把假槍插到底，下護(hù)磚與鎂磚間縫隙用搗打料搗實。

3.3.2 第1~9環(huán)爐底磚及底吹上護(hù)磚的砌筑

中心陀中心必須與爐底中心點對正砌筑。中心陀及1~8環(huán)爐底磚高度為750 mm，緊靠中心陀按預(yù)砌編號順序砌筑第1、2環(huán)爐底磚。

底吹槍上下護(hù)磚用假槍找正位置后（插到底出爐殼），開始按預(yù)砌編號順序砌筑第3環(huán)；底吹槍上護(hù)磚所在第4環(huán)（見圖2）嚴(yán)格按上護(hù)磚定位進(jìn)行砌筑，砌筑過程中要保證假槍在上下護(hù)磚中心孔內(nèi)抽插自如。第4環(huán)磚砌筑完對包括上護(hù)磚（高度為820 mm）后部磚面打磨圓，兩磚結(jié)合豎縫處打磨量較大，全部用拋光機(jī)人工打磨，第9環(huán)高度56 mm，比前8環(huán)爐底磚降低190 mm，砌完第9環(huán)磚用0~1 mm鎂砂粉灌滿各環(huán)間環(huán)縫。

3.3.3 返平磚的砌筑

用搗打料打平永久層，保證打平面距爐底法蘭上表面430 mm。返平磚斜面應(yīng)靠緊第9環(huán)爐底磚層層找平砌筑，返平磚第1、2、3、4層的長度分別為450、500、550、425 mm，每一層砌筑完用0~1 mm鎂砂粉灌滿與第9環(huán)爐底磚間斜縫，同時將返平磚與爐殼間縫隙用搗打料填平、搗實后，再砌下一層。第4層返平磚上表面高于爐底法蘭面20～30 mm。砌筑完成，清掃爐底法蘭面，并點焊兩環(huán)8#鐵絲。

3.3.4 底吹槍的安裝

先把爐底放在中包抹包臺上架起，拔掉假槍徹底清掃上護(hù)磚上部灰塵和雜物，從爐殼下開孔處把底吹槍插到底后，再拔出50 mm，在底吹槍法蘭上打滿薄層鋼玉泥，再插到底，把底吹槍法蘭與爐底滿焊（焊前確認(rèn)底吹槍下部拐把對正底吹進(jìn)氣口方向），從上護(hù)磚上口與底吹槍之間縫隙內(nèi)灌滿粒度為0~1 mm的細(xì)鎂砂，灌滿后縫隙上口用鋼玉泥封堵。要求底吹槍頭高出上護(hù)磚上表面20 mm，多余部分用無齒鋸鋸掉（鋸到接近中心孔處，要停下來鋸下一支槍，晾涼后再在原鋸口繼續(xù)鋸，防止太熱時來回鋸使底吹槍頭變形或產(chǎn)生碎屑堵住槍孔），最后用膠塞蓋嚴(yán)底吹槍頭。

4 爐身磚的砌筑及合爐底

爐身基本全部干砌（見圖1），并錯縫砌筑，橫立縫不大于2 mm。只在出鋼口和爐帽與水冷爐口結(jié)合處封爐口部位有少量濕砌。

4.1 爐身下部熔池的砌筑

用爐底車上好托磚板，對稱打滿6個銷板，開出爐底車，開進(jìn)修爐車，定位牢固。倒圓臺體形熔池第一層用刀把磚砌筑，大頭缺口處砌筑在下部圓口法蘭盤上，缺口處要對齊，磚體小頭方向放在托磚板上，刀把磚上表面必須塊塊找平，使圓環(huán)面保持在同一水平面，以利于上部磚環(huán)的砌平。用撬棍撬嚴(yán)、卡緊，靠爐殼背縫要小，并用鹵水鎂砂料填實，合口用切磚合嚴(yán)密。熔池部分采用600 mm長鎂碳磚砌筑共11層。

4.2 爐身中部圓筒的砌筑

中部圓筒采用550 mm長鎂碳磚砌筑共30層。第36層爐身磚砌筑完成上出鋼口磚，先從爐內(nèi)安裝出鋼口磚，確定好角度，中心要對正，出鋼口磚外半部分同爐殼出鋼口的間隙用鹵水鎂砂料灌滿搗實，上表面用鹵水鎂砂泥封嚴(yán)，最后安裝出鋼口蓋，焊接嚴(yán)實。每層磚的合口要合在大面處（出鋼口相對位置）。

4.3 爐身上部爐帽的砌筑

爐帽共砌16層，開始5層采用550 mm長鎂碳磚砌筑，中間5層采用500 mm長鎂碳磚砌筑，最后6層采用450 mm長鎂碳磚筑。封爐口磚要濕砌，與水冷爐口結(jié)合處，要用鎂砂泥料封嚴(yán)。

4.4 合爐底

卸掉托磚板，掛吊鏈，將爐身與爐底對正。在爐底法蘭上，圍二圈Φ30 mm的石棉編繩，并用細(xì)鐵絲固定在8#鐵絲上。爐底與爐身接口處，鋪滿鹵水鎂砂泥，高度稍高于石棉編繩厚度，泥漿要飽滿。用爐底車頂升爐底，頂升壓力≥11 MPa，頂升時間≥30 min。以爐底與爐身接縫處擠出少量鹵水鎂砂泥為合好爐底標(biāo)志。連接爐底、爐身的銷釘按正方向掛好，銷板要齊全，并用大錘背緊，開爐前要再檢查一遍。新爐襯爐口不得朝下，爐底裝好后，泥料自然干燥不少于4 h。以上措施都是為保護(hù)爐底與爐身接縫處鹵水鎂砂泥不錯動，保持合爐底效果。

5 烘爐

5.1 烘爐操作目的

烘爐的目的是常溫狀態(tài)的爐襯磚通過加熱烘烤，使其表面具有一定厚度的高溫層，爐襯磚高溫脹緊后，煉鋼動爐時不易抽磚掉磚，同時減弱兌鐵開爐時高溫鐵水對爐襯磚的強(qiáng)烈熱震損傷。

5.2 烘爐操作準(zhǔn)備

準(zhǔn)備烘爐前，必須預(yù)先開通底吹氣，選擇烘爐模式，供氣總流量為120 Nm3/h（每支槍30 Nm3/h）全程流量恒定保持不變。解除氧槍壓力下限聯(lián)鎖確保供氧壓力能在0.05~0.50 MPa、流量在1 000 5 000 N m3/h之間調(diào)節(jié)。一次除塵風(fēng)機(jī)在低速運轉(zhuǎn)。

高位料倉上焦炭（4±0.5）t備用。烘爐用熱電偶測溫裝置安裝完畢，要求偶頭從爐外伸進(jìn)出鋼口內(nèi)200~250 mm并固定結(jié)實，避免松動掉入爐內(nèi)。提前2 h對廢鋼斗內(nèi)焦炭（約1.5 t）進(jìn)行底部煤氣烘烤加入轉(zhuǎn)爐前用淋柴油的木柴將廢鋼斗內(nèi)焦炭引燃后用氧氣進(jìn)行助燃。

5.3 烘爐操作

搖爐工在得到烘爐開始命令后，調(diào)出烘爐畫面，緩慢搖爐至合適角度，將廢鋼斗內(nèi)燃燒的焦炭加入爐內(nèi)，±30°緩慢搖爐一次使焦炭鋪平。降氧槍至烘爐槍位（3~4 m）手動開氧助燃，供氧壓力為0.05~0.30 MPa，氧流量1 000~3 500 Nm3/h（可調(diào)）。開氧10 min后，根據(jù)爐內(nèi)火焰變化情況，實時調(diào)整氧槍高度和供氧壓力及流量，從高位料倉向爐內(nèi)補(bǔ)加焦炭操作，每批焦炭加入量（200±20）kg使焦炭達(dá)到最好燃燒效果，控制爐內(nèi)溫度按預(yù)定烘爐曲線上升。升溫過快，則適當(dāng)提高槍位，降低氧氣流量；升溫過慢，則適當(dāng)降低槍位，增大氧氣流量。根據(jù)焦炭燃燒情況和溫度變化，適時停供氧以促進(jìn)爐內(nèi)廢氣外排。

烘爐期間觀察底吹供氣組件壓力P與流量的P-Q關(guān)系與冷態(tài)有無差異，若有明顯異常及時處理；確認(rèn)底吹流量和壓力在預(yù)定范圍內(nèi)，無堵塞現(xiàn)象。安排專人記錄烘爐時間-溫度曲線，要求1 min進(jìn)行一次記錄。控制烘爐曲線見圖3。

烘爐過程中，監(jiān)視轉(zhuǎn)爐底吹供氣系統(tǒng)，同時注意觀察爐口火焰和熱電偶溫度變化情況，出現(xiàn)異常情況，立即通知有關(guān)人員處理。烘爐時間＞3.5 h且爐內(nèi)溫度≥1 200℃，保溫時間＞20 min后，開大氧氣流量吹10 min左右，拆掉出鋼口處測溫裝置，準(zhǔn)備兌鐵煉鋼。

圖3 復(fù)吹轉(zhuǎn)爐烘爐溫度控制曲線

6 開新爐

6.1 開新爐操作原則及準(zhǔn)備

開新爐原則：燒結(jié)爐襯、避免后吹，嚴(yán)防塌磚煉出合格鋼水。爐襯磚雖經(jīng)過烘烤，爐襯上部有了一定熱量，但爐襯整體溫度較低，故開新爐不允許加廢鋼，不允許使用回爐鋼水和放置較長時間的鐵水。兌鐵前，緩慢搖爐至+90°檢查爐襯和焦炭殘存情況，決定是否配加硅鐵，以補(bǔ)充鐵水熱量。一次除塵風(fēng)機(jī)起高速運轉(zhuǎn)，恢復(fù)氧槍下限壓力聯(lián)鎖。

先選擇底吹模式為開爐模式，確認(rèn)底吹元件工作壓力≥0.30 MPa、底吹流量達(dá)到要求后才能兌鐵，以保證底吹元件不灌鐵。開爐底吹參數(shù)見表2

表2 開新爐底吹各階段流量及氣源種類/Nm3·h-1

其中，N2壓力＜0.8 MPa，自動切換為Ar；Ar氣壓力＜0.8 MPa，自動切換為N2；如兩種氣源壓力均低，則自動選擇壓力高的氣源種類。

6.2 開新爐操作

開氧同時加入第一批渣料，石灰按爐渣堿度3.0~3.5配加，適量配加白云石?？刂蒲趿髁? 500~ 8 500 Nm3/h，供氧時間不小于20 min。由于底吹影響，頂槍槍位應(yīng)根據(jù)吹煉情況提高50~100 mm，防止?fàn)t渣返干。

因爐襯溫度低，且出鋼口小，出鋼時間較長，開新爐終點溫度比正常吹煉溫度高，控制在1 700~ 1 750℃，盡量縮短等待時間，防止回磷，減輕爐襯侵蝕。開新爐前10爐必須保證連續(xù)吹煉，中途嚴(yán)禁停吹，爐與爐間隔不得超過5 min。開新爐必須有專人現(xiàn)場觀察爐況，尤其在冶煉后期，應(yīng)密切注意竄漏爐事故，爐長必須做好鋼水脫氧工作，防止生產(chǎn)設(shè)備事故發(fā)生。

轉(zhuǎn)爐必須爐爐出凈鋼水。新爐第1爐開始進(jìn)行濺渣護(hù)爐操作，必要時可加生白云石進(jìn)行調(diào)渣，利用濺渣護(hù)爐盡快把爐底磚中部高臺與爐身第一環(huán)磚之間產(chǎn)生的圓環(huán)槽（見圖1）填滿堆起，使?fàn)t底處盡快形成鍋底形狀，用來保護(hù)爐底接縫。

7 結(jié)束語

天鐵集團(tuán)煉鋼廠45 t頂吹轉(zhuǎn)爐改造為活爐底頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐后，對鍋底形活爐底用磚型進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計，提高了活爐底頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐操作安全性通過科學(xué)的烘爐、開爐操作，維護(hù)了爐襯的完好使用，現(xiàn)爐齡達(dá)到1 970爐，爐況良好，底吹透氣良好，復(fù)吹工藝正常。

Development of M asonry Process for Lining and Bottom of Combined Blow ing Converter w ith Moveable Bottom

LV Yong-gui
(Steel-making Plant,Tianjin Tiantie Metallurgy Group Co.,Ltd.,She Country,Hebei Province 056404,China)

Tiantie Group Steel-making Plant modified its 45 t top blowing converter into combined blowing converter with movable bottom.Innovative design was executed for brick style for pot shaped movable bottom and the new process of heightened protection joint adopted in masonry in the middle of bottom brick to improve the operation safety of top and bottom combined blowing converter with moveable bottom.Through scientific furnace drying,blowing-in and slag splashing operation,the furnace lining was sound and good permeability kept at bottom blowing.The stable running of the converter was ensured.

combined blowing;pot bottom;movable bottom;masonry

10.3969/j.issn.1006-110X.2016.05.002

2016-05-20

2016-06-15

呂永貴（1972—），男，工程師，主要從事耐火材料技術(shù)管理工作。