張國東

摘要：承德建龍?zhí)厥怃撚邢薰緹掍搹S自2009年年底開始利用釩鈦磁鐵礦進行冶煉，并通過轉(zhuǎn)爐流程進行鐵水提釩。隨著鐵水提釩技術(shù)水平與生產(chǎn)管理經(jīng)驗的逐步提釩，爐齡從最初使用壽命只有7000爐次左右，通過爐型的優(yōu)化，開發(fā)氧氮混吹提釩工藝，通過釩渣改質(zhì)、濺渣護爐操作，狠抓過程操作，加強爐襯維護，提釩轉(zhuǎn)爐爐齡再創(chuàng)新高達16485爐。

關(guān)鍵詞：提釩 爐齡 濺渣護爐 長壽命 氧氮混吹

0引言

提釩轉(zhuǎn)爐是在低堿度、低溫、高氧化性[1]的環(huán)境下使用，與普通煉鋼渣爐的高溫、高堿度、高氧化性環(huán)境存在很大差別。鑒于此，目前國內(nèi)外提釩轉(zhuǎn)爐的壽命普遍很低。其中，俄羅斯的下塔公司提釩轉(zhuǎn)爐壽命約為4000爐次左右，國內(nèi)攀鋼提釩轉(zhuǎn)爐爐齡一直在為7000爐次左右。據(jù)媒體報道，攀鋼下屬的西昌分公司提釩轉(zhuǎn)爐壽命達到了10064爐次。河北承鋼的提釩轉(zhuǎn)爐壽命最近達到了11109爐次的大關(guān)?？傊?，目前國內(nèi)提釩轉(zhuǎn)爐的使用壽命已達到國際領(lǐng)先水平，但仍然遠遠低于煉鋼轉(zhuǎn)爐的提釩轉(zhuǎn)爐壽命，不能實現(xiàn)提釩轉(zhuǎn)爐與煉鋼轉(zhuǎn)爐壽命同步，不僅影響生產(chǎn)效率，還顯著影響生產(chǎn)成本和經(jīng)濟效益。

1提釩轉(zhuǎn)爐爐齡的發(fā)展

承德建龍有1座公稱70噸的提釩轉(zhuǎn)爐，自2009年6月投入使用，其生產(chǎn)路線是：鐵水—扒渣—測溫取樣—轉(zhuǎn)爐提釩—測溫取樣—出半鋼—出釩渣，經(jīng)過5年的發(fā)展，2012爐齡突破10000爐大關(guān)，2016年6月25日，提釩轉(zhuǎn)爐服役16485爐后停爐檢修。

2 提釩轉(zhuǎn)爐爐齡的發(fā)展

2.1耐火材料損毀機理的研究

耐火材料受熔渣侵蝕的具體原因與過程是很復雜的。一般而言，可簡略地分為四個階段[2]，機械沖刷、高溫熔損、化學侵蝕和收縮脫落。爐襯每個部位受四方面影響程度各有不同，提釩終點溫度偏低，（1360-1400℃），高溫熔損程度較低。大面爐襯受兌鐵時鐵水沖刷影響較大，在爐役中期較早的出現(xiàn)凹坑。爐底主要受高速氧射流沖擊影響，氧氣射流出口速度高達2馬赫，爐役前期就出現(xiàn)爐底下降現(xiàn)象。爐身耳軸處是整個爐襯最薄弱部位，掛不上爐渣，維護不到位。由于爐氣溫度較低，爐帽部位侵蝕較輕[3]。爐身渣線收到爐渣侵蝕主要由于吹煉前期加入冷料控制溫度，其主要成分Fe2O3高達90%以上，轉(zhuǎn)爐耐材為鎂碳磚，當鎂碳磚與氧氣或熔渣中FeO等氧化性組元接觸后，通過式2-1或式2-2發(fā)生氧化脫碳反應，并形成脫碳層。

C（s）+{O2}={CO} （2-1）

C（s）+（FeO）={CO}+Fe （2-2）

2.2 爐型變化

根據(jù)爐襯各部位受損情況，既要加強耐材本身質(zhì)量，又不斷完善爐型。

2.2.1加固薄弱環(huán)節(jié)。爐底砌筑形式采用立磚環(huán)形砌筑的方式，加強抗沖擊能力。

2.2.2加厚爐身和渣線。渣線磚長度，由 600mm磚改為650mm。

2.2.3各部位均采用錯縫砌筑，各層合門磚控制在45°角。

2.2.4延長渣線磚層數(shù)，將1-18層渣線延長至1-24層。

經(jīng)過上述措施的實施，爐齡終于突破10000爐大關(guān)。

3 提釩工藝優(yōu)化對爐齡的影響

耐材質(zhì)量、砌筑質(zhì)量的提高以及爐型的優(yōu)化均為爐齡提高奠定了基礎，優(yōu)化提釩工藝進一步提高爐齡。

3.1 開發(fā)氧氮混吹提釩工藝，降低高溫半鋼對耐材侵蝕。

鐵水成分較差，Si+Ti較高，在實際吹生產(chǎn)中，為控制鐵水高溫高硅的情況采用多加冷料的方式，由于冷料加入量大勢必會造成爐渣氧化性過強，并且升溫速度快到站半鋼溫度較高，高溫半鋼、爐渣氧化性強加劇了對耐材的侵蝕。

為解決這一問題，從煉鋼實際出發(fā)，采用氧氣和氮氣的混合氣體代替純氧對含釩鐵水進行符合吹煉，既降低對熔池所供氣體介質(zhì)中的氧氣濃度，又保證了熔池攪拌效果，同時確保了吹煉過程熔池熱力學條件。

3.2 優(yōu)化生產(chǎn)節(jié)奏，減少高溫泡爐時間

轉(zhuǎn)爐吹煉完成后無法直接放鋼，需要等鋼包約2min，為減少高溫半鋼水在爐內(nèi)提留時間，鐵水兌完后不吹煉，采用底吹攪拌的方式降溫約2min后在進行吹煉，吹煉后直接放鋼。

3.3 釩渣改質(zhì)及濺渣護爐

提釩轉(zhuǎn)爐進行濺渣護爐操作，關(guān)鍵是渣的渣態(tài)調(diào)整。提釩轉(zhuǎn)爐濺渣普遍存在掛渣層結(jié)合不牢而容易被沖刷脫落的問題。為能夠有效解決掛渣效果，提高爐襯抗沖刷能力，在出鋼前加入鎂質(zhì)補爐料10-25kg/t鐵水，出鋼后用氮氣進行濺渣，效果明顯改善。

3.4 過程操作與維護

3.4.1認真執(zhí)行槍位操作和供氧制度，必要時對爐底進行墊補，防止進一步下降。

3.4.2爐身的大面、小面采用墊補方式維護，在補爐料中添加碎鎂碳磚和瀝青攪拌均勻，并且補爐后對燒結(jié)部位進行小流量供氧，提高燒結(jié)效果。

3.4.3對于耳軸等無法墊補的部分采用噴補的方式進行維護，提釩轉(zhuǎn)爐爐襯溫度偏低，使用低溫噴補料效果較好，燒結(jié)時間≥15min。

4 結(jié)論

4.1適合提釩轉(zhuǎn)爐的爐型是環(huán)形加厚爐底，加厚工作層的長度，增加渣線磚層數(shù)，提高抗侵蝕能力。

4.2氧氮混吹提釩工藝的應用，降低高溫半鋼、強氧化性爐渣對耐材的侵蝕。

4.3合理匹配生產(chǎn)節(jié)奏，減少半鋼液在爐內(nèi)停留時間是降低侵蝕的有效手段。

4.4釩渣改質(zhì)、濺渣護爐技術(shù)是提高爐齡的關(guān)鍵性手段。

4.5合理的操作制度以及維護手段是提高爐齡的又一保證。

參考文獻：

1、甄小鵬.轉(zhuǎn)爐提釩過程中碳、釩氧化的熱力學和宏觀動力學研究【D】重慶大學 2012

2、張文杰. 李 楠.碳復合耐火材料【M】北京；科學技術(shù)出版社1990.5

3、湯代志.提釩轉(zhuǎn)爐爐襯損毀初探.【J】攀鋼技術(shù)，1997，【增刊】

第一作者：1989年出生，男，助理工程師，?？茖W歷，從事轉(zhuǎn)爐提釩、鐵水預處理相關(guān)工藝研究