天铁180吨转炉底吹元件的应用与维护

何健

摘 要：在转炉顶底复吹技术发展日趋完善的今天，转炉底吹系统的使用寿命依然还不能完全与转炉炉龄同步，我国各大钢铁企业都不同程度给予了这方面研究，可是收效甚微，本篇文章通过对天铁热轧180t转炉底吹系统构造、金属蘑菇头、底吹管道、炉底维护等方面进行了研究，分析。并将我厂取得的成功经验加以分享，从而带动整个钢铁企业对转炉底吹更加理性科学的认知。

关键词：底吹；金属蘑菇头；炉渣；供气元件

在转炉顶底复吹技术发展日趋完善的今天，全国各大钢铁企业对它的应用也不尽相同，如何应用、维护？直接关系到底吹系统使用的寿命，天铁180t转炉，1#转炉四个炉役的正常底吹效果都同步超过2/3转炉炉龄，尤其在第四个炉役，炉龄达到10000炉时，底吹还能发挥很好的作用，系统保持良好。本文结合天铁热轧180t转炉，从底吹压力、流量、氧枪枪位等方面的操作加以阐述。

1.转炉底吹构成

转炉底吹主要由底吹电脑控制系统，底吹阀门站，转炉底吹管道，透气砖，金属蘑菇头等组成，转炉炉底透气砖现在主要分为套管式、环缝式、狭缝式等，这些透气砖都有着各自的特点。环缝式透气砖在转炉的应用上体现得更加稳定，便于控制，天铁热轧转炉使用管式透气砖。

2.如何保护底吹发挥正常效果

2.1 炉渣金属蘑菇头

炉渣金属蘑菇头，是到目前为止研究发现对转炉底吹保护最行之有效的办法，通过对炉渣金属蘑菇头横截面剖析发现，蘑菇头结构为：金属蘑菇头气囊带，放射气孔带和迷宫式弥散气孔带组成。

炉渣金属蘑菇头一旦形成，将对供气元件起到很好的保护作用，它具有以下几个特点：

2.1.1炉渣金属蘑菇头可以减轻气泡反击、水锤冲刷、凹坑熔损对炉底砖，尤其是转炉底吹周围耐火材料的侵蚀，避免形成凹坑。

2.1.2炉渣金属蘑菇头具有很高的熔化点，抵抗钢水冲刷、气体侵蚀的能力强，从而保护了底吹元件的正常供气。炉渣金属蘑菇头具有良好的透气性，不易堵塞。

2.1.3从炉渣金属蘑菇头释放出来的气体，其稳定、具有良好的工艺性能。

2.1.4炉渣金属蘑菇头本身具有的特点，决定转炉底吹工艺的可操作性，可以时时，适时地对底吹进行调整。

2.2 完善转炉溅渣工艺，保护好炉渣金属蘑菇头

复吹转炉，由于顶底供入的气体都是冷气，在2～5分钟的溅渣时间内，炉渣变得粘稠，形成高熔点的2CaO.SiO2，3 CaO.SiO2晶体，包围着Mg晶体或者固体颗粒，最终形成耐高温，耐侵蚀的溅渣带，如果这种溅渣带在炉底积累不加以控制，就会造成炉底上涨，透气砖堵塞。所以说，顶底复吹转炉对炉渣结构，溅渣工艺要求更为严格，科学。天铁热轧板公司180t转炉在采取炉底控制等技术后，对金属蘑菇头起到保护作用，在炉龄达到11000炉后，转炉底吹依然能够发挥良好作用，满足超低碳钢种冶炼的工艺要求，为企业节能降耗，技术攻关带来积极作用。

2.2.1控制炉底处于正常高度

为使蘑菇头一直存在可使用性，技术人员要不间断跟踪转炉炉底变化情况，要及时根据炉况调节炉渣中w（MgO）含量，保持渣中FeO含量处于15%左右。

（1）在保持正常炉底液面的情况下，炉渣氧化镁含量控制在8.0～9.0%，減少转炉过吹、补吹。

（2）当转炉炉底出现明显增长，及时降低炉渣氧化镁含量，控制在7.0～8.0%，终渣适当偏稀。

（3）当炉底持续降低，转炉底吹透气砖附近出现凹坑，发黑迹象，将氧化镁控制在10～12%，当炉底达到正常，将氧化镁含量调制8.0～9.0%。

2.2.2 转炉冶炼终点，炉前倒炉放渣，控制转炉留渣量为造渣量的50%～60%，有利于维护炉况，尤其对转炉炉底控制较为明显。根据倒炉炉内渣液具体情况，及时加入物料快速调渣。

2.2.3 转炉溅渣枪位

通过副枪测试、实际人工测量方法，操作者要了解炉底实际高度，调整吹炼、溅渣时的枪位、气体管道压力，保护好炉底金属蘑菇头。

2.2.4调整冶炼钢种

根据炉底情况可以调整转炉冶炼钢种，低碳钢由于其终点碳低，钢水氧化性强，可以加强对炉底溅渣层的侵蚀力度，但同时也加剧对整个炉况的损坏，因此也要加强控制低碳钢冶炼过吹现象的发生；相反当炉底出现降低，可以适当调整转炉冶炼普碳钢，以求加强对炉底的维护。

2.3 转炉底吹外部管道的维护

综合天铁热轧180t转炉几个炉役的生产，底吹外部维护最难点在于炉底金属管，转炉耳轴底吹管道。在整个转炉生产过程中，炉底，耳轴要经常接受高温，喷溅，烟道、氧枪积渣坠落的打砸，因此这部分的管道极易损坏，我们通过采取相应措施后，问题得到了很好的解决。

2.3.1优化转炉吹炼工艺，杜绝喷溅

转炉喷溅可以说是有百害而无一利，如何最大限度降低。

第一加强对转炉冶炼原材料：铁水，废钢，原辅料严格要求。

第二加强转炉操作人员的技能培训，从根本上解决转炉的喷溅，从而保护转炉底吹系统的外部管道。

3.底部供气元件损坏的机理，防范措施

在全国大部分钢铁企业中，转炉底吹持续可操作性与炉龄不能同步，究其原因主要是底吹堵塞，不通气。如何防止底吹堵塞是解决问题的关键。天铁热轧板公司180t转炉自2008年八月投产以来，经过几个炉役的生产，转炉底吹暴露了许多问题，综合分析主要有以下几个方面：

（1）转炉炉底维护出现问题，导致金属蘑菇头排气孔堵塞。

（2）外部环节出现问题，如上节所提到的喷溅，坠落的渣块砸坏底吹金属管道。

（3）炉底砖松动、破碎致使底吹寿命结束，严重情况导致转炉漏炉。

3.1底部供气元件损坏机理

（1）气泡反击：当气流通过底吹供气元件以气泡的形式进入熔池，当气泡脱离底部供气元件的端部瞬间，对周围耐火材料有冲击作用。将这种现象称之为气泡的反作用力，底吹供气强度越大，产生的这种作用力越强，对周围耐火材料的损坏越严重。

（2）水锤冲刷：当底吹气体的气泡脱离底吹元件端部的瞬间，气泡会对周围钢水产生流速影响，继而钢水会对周围的耐火材料产生侵冲刷。

（3）凹坑熔损：由于气体和钢水共同的冲刷，在元件周围产生凹坑，加剧了耐火材料的侵蚀。

（4）转炉炉底的上涨与下降，对转炉底吹元件的损坏很严重，所以要加强对炉底的维护。

（5）日常巡检，对底吹管路检查不够重视，致使管道破裂，漏气。久而久之导致相对应的底吹出现堵塞。

3.2 底吹供气元件检查

3.2.1 为保证转炉底吹供气元件有效的使用率，我们在开炉前要严格对底吹系统的检查。

（1）如果底吹N2 ，Ar压力小，而其流量显示大，，注意检查底吹系统耳轴旋转接头，炉底底吹接头是否存在漏气。

（2）通过电脑的底吹控制画面图，可以看出底吹系统运行情况，当出现通过调节底吹压力以满足底吹流量时，说明相对应的底吹管道出现阻塞现象；通过调节压力而底吹流量仍不能满足时说明相应的底吹已堵塞相当严重。

（3）转炉氮氩切换点，对整个工艺以及最终钢材的质量性能起到决定性的作用。