90吨顶底复吹转炉炉体维护生产实践

2013-08-15郭传奇

山东工业技术 2013年11期

刘谦郭传奇

(山钢股份莱芜分公司特钢事业部，山东莱芜271105)

0 前言

复吹转炉炉体的维护主要是炉衬和底吹元件的维护。转炉炉龄的长短主要取决于炉衬寿命和底吹元件的同步。在转炉炼钢生产中,提高炉龄对提高生产率、提高钢产量、提高钢水质量、改善转炉炼钢的品种结构以及降低耐火材料消耗、增加经济效益都具有十分重要的意义。本座90 吨复吹转炉在炉体维护方面总结出一系列措施，取得良好效果。

1 影响炉衬寿命的因素

转炉在吹炼过程中,炉内进行着极其复杂、激烈的物理化学反应和机械运动，再加上兑入铁水、加入废钢时对炉衬的冲刷及机械磨损，转炉炉衬在使用中很容易受到损坏。炉衬除了正常的冶炼过程中受钢水、炉渣以及炉气的机械冲刷和化学侵蚀外，影响其寿命更重要的环节在于冶炼操作和工艺。

1.1 出钢温度高

炉衬在高温热流的作用下表面会软化熔融。炉衬溅渣层受高温的作用更加明显，拉碳温度在1650℃以下溅渣层保存较好，完好率在80%左右。如果拉碳温度在1680℃以上溅渣层大部分被融化掉。出钢温度高的原因主要有两方面：一是，冶炼过程操作不当，温度控制过高；二是，本座90 吨转炉承担着冶炼20CrMnTiH、Gcr15、42CrMoA 等钢种，这些钢种对出钢温度要求高，一般控制在1680℃以上。

1.2 过氧化

钢水过氧化对炉衬的侵蚀作用非常大，它不仅加剧了镁碳砖的脱碳速度而且还改变了炉渣的成分，降低了炉渣的熔点。溅渣层的熔损率主要与溅渣层中TFe 有关系，TFe 越高，熔损率就越高。过氧化的炉渣渣中TFe 含量高，大大降低溅渣护炉的效果。

1.3 返干

在正常冶炼过程中炉膛内应充满泡沫炉渣，如果炉渣返干炉膛内没有泡沫渣保护，则氧气直接传送到金属不可能完全被吸收，有一部分就会返回到炉膛内与炉衬作用，侵蚀炉衬，还有一部分直接传到炉衬使炉衬受到氧气流股的冲刷。

1.4 重点部位的侵蚀

1）炉帽。炉底上涨会破坏原来的炉型，反应区上移喷溅率上升、加剧了对炉帽的侵蚀。

2）钢面和渣面。两个大面由于其工作性质决定，一直是转炉的薄弱部位，也是转炉重点维护的部位。主要问题是两大面侵蚀严重，存在深坑，特别是渣面兑铁位置，钢面出钢口以下是深坑最严重的地方。

3）炉底。炉底高度主要受冶炼和溅渣护炉的影响，上涨和下降过快均对炉体维护产生不利影响。

2 影响底吹元件寿命的因素

底吹供气元件的熔损机理主要有气泡反击、水锤冲刷、凹坑熔蚀，此外冶炼过程操作不当仍旧会缩短底吹元件的使用寿命，复吹转炉底吹供气元件经常遇到的问题是供气元件堵塞、底吹元件漏气、底吹供气砖的漂浮、缺角、烧漏等。

3 炉体维护措施

根据炉衬侵蚀的机理，最大限度的降低或消除危害转炉炉衬的不利因素，以溅渣护炉为主要护炉措施，把握住重点部位，达到均衡炉衬，同时合理的维护底吹元件。

3.1 合理的溅渣护炉制度

溅渣护炉是炉体维护的最主要和有效的手段。溅渣护炉采用高压氮气，将出钢后留在炉内的炉渣溅起来，涂敷在炉衬上形成溅渣层，对下一炉形成保护作用。完成溅渣操作以后倒渣过程中观察到炉膛内有较厚的溅渣层，粘稠余渣能从炉底缓慢流到炉口，有少部分能倒入渣罐时效果最佳。如余渣成块状，倒渣时滚到炉口则视为溅渣太干。如在倒渣过程中能迅速流到炉口则视为溅渣太稀，以上两种情况都会影响到溅渣效果。同时，转炉终渣对溅渣效果也非常重要，对于过氧化炉次，在溅渣操作以前要加入适量白云石进行调渣，从而保证溅渣效果。

3.2 合理的冶炼操作

1）适量控制炉渣中氧化铁的含量。炉渣中氧化铁的含量增加会加速对炉衬的侵蚀。在冶炼操作中控制合适的氧化铁含量,能够减少对炉衬的侵蚀。

2）采用活性及活性大的石灰或采用生白云石、轻烧白云石造渣,可以加速成渣速度,促进炉前期渣早化,能够减轻炉渣对炉衬的侵蚀。

3）采用合理枪位控制，若前期枪位低会造成金属喷溅为保证快速成渣宜采取较高枪位来增加吹炼前期（FeO）含量，然后根据化渣情况逐步降低枪位，炉渣返干时要适当提高氧枪枪位提高渣中（FeO）含量。吹炼末期降枪至终点枪位保证压枪时间。

4）适当控制炉渣碱度。转炉的炉渣碱度一般控制在2.8－3.2 左右,使SiO2 活度基本稳定,从而减少对炉衬的侵蚀。

5）在生产中，不停炉的情况下，利用测温枪来测量炉体各部位表面的温度情况，并做好记录，针对温度异常高的部位进行重点观察，以免出现严重的侵蚀情况，如遇到十分严重的异常的温度升高，应进行相应的补炉措施。

3.3 底吹元件的维护

提高底吹供气元件寿命，必须针对底吹供气元件的熔损机理，采用具体的技术措施。通常所采用的办法如下：

1）生成“蘑菇头”保护供气元件，蘑菇头是以MgO 为主相的弥散多孔形保护渣层，覆盖在炉底供气砖的上方，能够有效地防止铁水、废钢、炉渣、钢水、炉气、溅渣气体对供气砖的损坏。蘑菇头形成初期，随着底吹气冷却，炉渣迅速降温，黏度进一步增大，上升气流贯穿其中，慢慢形成弥散多孔的保护层或蘑菇头，可减缓供气砖侵蚀。蘑菇头形成具体方法主要是采用挂渣护炉底法。溅渣用终点渣应具有一定粘度和碱度，保证在出钢时渣子碱度2.9～3.4，MgO 含量9%～11%。溅完渣后，将炉子先向后摇动50°，再倒掉炉渣,使炉渣均匀粘挂在炉底上，过氧化的炉渣加白云石溅渣完毕后应全部倒掉不再进行挂渣操作。

2）供气砖损坏主要发生在蘑菇头形成前和炉役后期，若发现供气砖侵蚀出现凹坑或炉底下降较明显的情况，应补炉底措施。用补炉料1～2t，倒入转炉，将炉子前后摇动45°，使料均匀铺到炉底位置，烧结70min。

3）当底吹供气元件出现压力升高、流量减少时，可视为底吹供气元件出现堵塞倾向，处理措施如下：加大底气流量，进行底吹供气元件吹堵，出钢后，采用低枪位吹氧吹扫炉底，在有条件的情况下，采用弱氧化气体进行吹堵。