莱钢活炉底复吹转炉炉型控制工艺实践

郑 杰

(莱芜钢铁股份有限公司)

莱钢活炉底复吹转炉炉型控制工艺实践

郑 杰

(莱芜钢铁股份有限公司)

针对活炉底复吹转炉在生产中易出现的炉底高度波动，钢渣两侧大面凹陷，熔池部位形状不规则和炉口粘渣内径波动等现象，莱钢特钢事业部采取了动态控制炉底高度，合理维护两侧大面，量化控制炉口粘渣内径等措施，近两年来炉底高度稳定在6.60 m～6.80 m，钢渣两侧大面无凹坑，熔池﹑渣线部位无明显凹槽，炉口粘渣内径稳定在1.90 m～2.35 m，转炉炉型保持稳定受控状态，为转炉操作提供了有利条件。

转炉 炉型 溅渣 碱度

0 前言

在实际生产过程当中活炉底复吹转炉炉型控制难度较大，比如炉底高度(一般指转炉炉口水箱至炉底的距离)波动，出渣侧和出钢侧大面凹陷，熔池﹑渣线部位形状不规则，炉口粘渣内径缩小等。这些现象如果处理不恰当，会引起一是炉容比变小［1］，引发操作困难，加重了喷溅程度，二是存在吹炼死角，过程化渣不透，三是一方面兑铁加废钢困难，另一方面易造成烟道内壁粘渣。莱钢特钢事业部在对上述问题进行分析的基础上，制定了相应的操作预案，较好地解决了难题。

1 炉型变化成因分析

1.1 炉底上涨和下陷

莱钢特钢事业部银山前区90 t活炉底复吹转炉生产钢种较为复杂，包括轴承、齿轮、合结、螺纹、普碳等约四十余个钢种。每一类钢种对终点渣况，终点钢水碳含量﹑出钢温度﹑炉渣氧化性的要求均不同。如同一座转炉长时间连续生产终点渣较粘，终点钢水碳含量较高，出钢温度较低，炉渣氧化性较弱的钢种，熔池部位的溅渣层会增厚，炉底会出现上涨，反之就会出现炉底下陷的情况。

1.2 熔池、渣线部位形状不规则

在炉役生产过程当中，活炉底复吹转炉由于存在底吹气易从炉底砌炉砖砖缝中渗出的隐患，使炉壳发红。为了保证炉底的安全，一般将炉底高度控制在接缝以上的位置，这样就造成熔池上移，熔池上移后恶化了操作条件。吹炼过程中的渣钢界面化学反应在熔池四周形成一圈凹槽;在转炉拉碳放钢过程中受钢水浸泡侵蚀，熔池钢面和渣面部位易形成一块大凹坑;在炉体维护时倒入熔池部位的补炉料经烧结后，也会使熔池部位的形状变得不够规则。

1.3 炉口粘渣内径偏离正常范围

在一个炉役服役期内，炉口粘渣内径的波动值可达到±400mm。直径过大时，炉口水箱得不到渣子的包裹保护，在拉碳和放钢倒炉过程中，容易被钢水烧漏;直径过小时，一方面造成转炉装料困难，影响生产节奏，另一方面当出现喷溅时，由于炉口缩小，从而增加了喷溅渣的压力，使喷溅渣喷溅高度增加，最高可达30 m，极易造成烟道粘钢渣事故。

在生产过程中出现炉底上涨后，使得有效容积减小，降低了炉容比，从而增加了转炉发生喷溅的机率［2］。喷溅时高温液态炉渣、钢水冲刷炉口内沿粘渣，使得炉口直径逐步扩大;反之如果炉底下陷后，炉口直径就会逐步缩小。另外通过生产实践总结发现，炉帽部位的炉壳钢板外侧如敷设冷却钢管，通水冷却将会给炉帽提供较好的冷却效果，炉帽有水冷的炉役，炉口及炉帽部位极易形成厚粘渣层，使得炉口直径缩小，炉帽部位无水冷的炉役，炉口直径相对较大。

1.4 出渣侧和出钢侧大面凹陷

转炉装料过程中的铁水冲刷和重型废钢的冲击，使得出渣侧大面受到较大程度的伤害，拉碳倒炉过程高温钢水、炉渣对出渣侧大面的浸泡和冲刷，都会侵蚀部分渣层;银山前区转炉生产50%的炉次拉碳时需取块样用光谱仪化验钢水成份，取样时间的延长加重了终点钢水和炉渣对出渣侧大面的侵蚀。出钢侧大面的侵蚀主要来自于出钢过程高温钢水和炉渣的浸泡和冲刷，其次如生产20CrMnTiH、40Cr等合金加入量偏大的钢种时转炉平均出钢温度1685℃，钢水温度的提高增加了对炉衬的侵蚀;如生产45#等对钢水终点碳含量要求较高的钢种时，终点炉渣相对较粘，甚至有结砣的现象，出钢时粘渣粘在出钢口内壁，致使出钢口缩小，出钢时间的延长同样增加了钢渣对出钢侧大面的侵蚀。

2 整改措施

2.1 动态控制炉底高度

在总结银山前区转炉投产六年来生产经验的基础上，本着安全、经济、高效、易于操作的原则，确定转炉炉底高度和金属液面的控制范围，若数值在此范围内，可按表1给出的参数来控制。溅渣时根据终渣的粘稠状态确定调渣剂的加入，溅渣过程采用"高－中－低"的模式操作枪位高度，溅渣后的残渣状态以不干不稀为准，残渣直接倒净，避免挂炉底。

表1 炉底正常情况下的操作标准

1)动态监测炉底高度。每个生产班组接班后采用吹氧管和铝条相结合的方式测量金属液面，采用标尺杆人工测量炉底高度，及时做好金属液面和炉底高度记录，绘制数值走势图。达到及时准确了解炉底情况，并采取相应的控制措施。

2)动态调整炉底高度。在生产过程中，每班测量炉底高度和金属液面，如果该数值低于表1的范围，可按表2当中“炉底上涨”的参数来控制，溅渣过程不加调渣剂，溅渣时全程采用低枪位，溅渣后的残渣状态以稍稀为准，残渣直接倒净，避免挂炉底;如果数值高于表1的范围，可按“炉底下陷”的参数来控制，溅渣时适当加入50 kg～200 kg镁块调整炉渣，溅渣过程采用“高－中－高”的模式操作枪位高度，溅渣后的残渣状态以较干为准，利用生产间隙残渣挂炉底。

表2 炉底上涨、下陷情况下的操作标准

2.2 合理维护两侧大面

建立两侧大面深度定期检查及相应的维护标准，做到两侧大面深度和炉壳钢板温度每班、每天有人观察、判断、测量，根据深度状况生产班组能够按照标准进行生产维护，使出钢侧和出渣侧大面深度绝大部分时间处在受控范围内，受控范围指标见表3。

表3 钢渣两侧大面深度受控范围指标

渣面兑铁位无明显凹坑，渣面和钢面熔池无凹槽，与其它部位衔接曲线光滑。如检查到两侧大面较深时，可在适当提高炉渣碱度和氧化镁含量的前提下，溅渣完毕在下一炉装料之前钢渣两侧大面来回摇炉，在炉衬表面挂上一厚层渣子，另外在装料之前将溅渣后的渣子留在炉内，将炉子摇到合适的角度停留一段时间，将粘渣子挂在大面的薄弱位置。也可采用先加废钢后兑铁水的方式，避免铁水直接冲击炉衬。如果有工艺停机、检修等较长的时间，可将补炉料倒在凹陷处，进行烧结填充。

2.3 量化掌控炉口粘渣直径

从保证炉口水箱安全、便于装料和操作的可行性等方面综合确定炉口粘渣内径范围为1.90 m～2.35 m。制定定期测量炉口内径制度和相应的处理预案，使炉口粘渣内径绝大部分时间处于受控范围内。

采用标杆和“X架”等工具每班测量炉口内径，并填写台账。如检测到炉口内径大于2.35 m，可将炉渣碱度、炉渣氧化镁含量控制在下限，同时溅渣时将残渣溅粘，挂渣时将粘渣挂到炉口或炉帽位置;开通炉帽冷却水促进炉口、炉帽部位粘渣。如检测到炉口内径小于1.90 m，可将炉渣碱度、炉渣氧化镁含量控制在上限，溅渣时将残渣溅干，挂渣时注意避免将粘渣挂到炉口或炉帽位置;关闭炉帽冷却水，减少炉口、炉帽部位粘渣的机率;另外可采取拉碳提枪时晚关氧2 s～3 s，用氧气清理炉口内径粘渣。

3 改进效果

通过对影响活炉底复吹转炉炉型控制的因素进行系统分析，对关键指标和数值进行定期监测，在实际生产过程当中按照制定的相应预案进行控制，取得了较好的效果。在炉龄20000炉的前提下，使得炉底高度稳定在6.60 m ～6.80 m，熔池、渣线部位无明显凹槽，钢渣两侧大面无凹坑，炉口粘渣内径稳定在1.90 m～2.35 m，转炉炉型保持稳定、受控状态，为转炉稳定操作提供了有利条件，为降低生产成本，扩大品种钢开发奠定了基础，转炉的经济技术指标也得到了持续提升，具体指标见表4。

表4 近期转炉经济技术指标提升情况

4 结束语

通过对活炉底复吹转炉炉型变化的成因进行分析，按照制定的相应预案进行控制，转炉炉型能够处于稳定、受控状态。此项工作对同类型转炉具有借鉴作用。

［1］陈家祥.钢铁冶金学［M］.北京:冶金工业出版社，1990:23－29.

［2］龚尧等.转炉炼钢［M］.北京:冶金工业出版社，1990:56－59

PROCESS PRACTICE OF PROFILE CONTROL OF COMBINED BLOWING CONVERTER WITH MOVABLE FURNACE BOTTOM IN LAIWU STEEL

Zheng Jie
(Laiwu Iron and Steel Stock Co.，Ltd)

During the production，the height fluctuations of furnace bottom may arise easily on the combined blowing converter with movable furnace bottom，the depression occurs on both sides of slag in large area，the shape of welding pool turns irregular，the inner diameter with adherent slag of converter mouth gets movable，so Special Steel Works adopts such measures as:dynamic control the height of furnace bottom，proper maintenance of both sides of the slag，quantization control of the inner diameter with adherent slag at converter mouth.In the past two years，the height of furnace stays at6.60 m ～6.80 m，no pits are on both sides of slag，no clear grooves on the part of welding pool and slag line，the inner diameter with adherent slag are at1.90 m ～2.35 m，the converter furnace keeps stable under control，which offers advantages for converter operating.

converter profile slag splashing basicity

2012—2—3