优化转炉炉体维护技术的生产实践

尹勇，李长江

（新疆昆玉钢铁有限公司）

1 问题的提出

新疆昆玉钢铁有限公司的生产组织模式是每年3月初生产、11月中旬停产，期间没有停产检修计划，炼铁厂两座高炉（450m3）直供炼钢厂一座60t转炉。为保证铁钢平衡，转炉一直高负荷生产，日常生产中仅靠更换中间包的时间对转炉溅渣层进行简单维护，在维护过程中又因为班组之间的技术水平差异，造成转炉炉壳温度及溅渣层波动很大，影响到生产运行，甚至造成连续生产的中断。

为此，通过对转炉炉体不同部位的侵蚀原因和侵蚀程度进行分析，并制定了不同的补炉方案，充分利用生产过程中的碎片时间对转炉炉体进行维护，保证了生产周期内转炉正常运行。

2 炉体侵蚀原因及维护要求

2.1 熔池两侧耳轴部位

受高温钢水长时间浸泡和溅渣枪位影响，后期炉体熔池两侧侵蚀严重，并且砖补和料补均不能到位。鉴于此，后期将炉体熔池两侧做为日常生产过程中观察、检测及维护的重点。

2.2 出钢面及出钢口安装

转炉出钢口是钢水从转炉进入钢包的唯一通道，昆玉钢铁转炉出钢温度平均1670℃，受高温钢水长时间冲刷和氧化侵蚀影响，在出钢口内壁表面生成脱碳层，直接造成出钢口的损毁，因钢在流出出钢口时，与出钢口内壁产生摩擦、冲刷，对出钢口内壁造成机械破坏。转炉出钢面的工作层是由镁碳砖砌筑，转炉炉内为强氧化性气氛，在冶炼过程中高温氧化性气体会氧化脱除砖中部分碳，致使砖体结构松动脆化，在烟气、流体冲刷下流失而被蚀损，同时出钢面在出钢过程中受到高温钢水的浸泡，进一步加剧了出钢面的侵蚀速度。

出钢口长度涉及安全生产，需要对其长度进行确定。新疆昆玉钢铁60t转炉原始出钢口（六节）长度1345mm，Φ160mm出钢口长度为205mm/节。维护过程中出钢口总长度不得小于原始尺寸，即不得小于1345mm，如果小于原始尺寸（出钢口过短，出钢口周围侵蚀严重后造成穿钢事故）应引起重视。加强出钢口部位的测温，并择机进行维护。每次更换出钢口时必须维护出钢面，否则会造成出钢不净或控球时间长。

为降低出钢回磷应满足两个条件：第一，必须确保出钢面后侧无凹坑，出钢口后侧是畅通的，通过副摇操作，熔池钢水能够迅速流向出钢口；第二，必须确保出钢口有合格的喇叭口，以便从熔池流来的钢水能够在出钢口喇叭口内形成足够的深度。深度不够，低于临界液面深度时会造成卷渣，并存有最少的钢水量，这就要求出钢面不能过平，出钢口喇叭口大小要合理。

出钢面自然形成最利于出钢，两侧需要人工修补，另因修补出钢面两侧，少量大面料自然下滑适当维护，出钢面出现凹坑，只需修包凹坑即可。

2.3 炉底及炉底接缝

炉底的稳定控制不仅能确保吹炼的稳定，还能保证底吹具有良好透气，经多次与其他钢厂交流，认为炉底的稳定与氧气射流和溅渣有较大关系，而氧气射流的穿透深度又与熔池稳定的溅渣层确保的熔池钢水深度有关。控制不好易造成炉底吃下去后—溅渣效果差—溅渣层质量差—拉不住碳—渣中亚铁高—护炉效果差，并形成恶性循环。

3 炉体维护工艺

为提高补炉效果，坚持铁块补炉，每次铁块不得大于1.5t，并且加铁面交接班作为常规工作，铁块补大面不要求次数，要注重补炉结果。

当转炉处于中后期炉体，两个换包期间必须有一次采用贴砖补炉，正常停炉贴砖数量控制在20～40块。停炉时间长时，必须大范围贴补加铁面，注意保证烧结时间，大范围贴砖后，前三炉出钢向后倒炉时，炉后人员注意站位，不允许站在炉口喷射扇形区域内，上下挡渣车必须迅速。

每炉出钢完毕溅渣前加入焦丁，降低终渣氧化性，由炉长负责安排加入适量焦丁，从而提高溅渣质量。加入焦丁时，在出完钢起炉时加入，保证不能随钢渣从炉口流出。控制转炉渣中MgO含量在5.0%～8.0%（因昆玉钢铁每年冬季有停产封存进行炉体耐材更换计划，渣中MgO含量控制偏低，正常生产过程中渣中MgO含量必须保证8.0%以上)。

表1 加焦丁与未加焦丁的终渣TFe含量对比 %

表2 焦丁加入量

通过表1、表2可以看出，溅渣前加入焦丁的炉次较未加焦丁的炉次渣中铁含量降低，有效保证转炉终渣较低的氧含量，减轻了炉渣对炉衬的侵蚀，提高溅渣护炉效果，减少耐火材料消耗，从而提高转炉使用寿命。

3.1 熔池两侧耳轴部位补炉方案

（1）喷补。喷补的优点是喷补涂层平滑细腻，使其均匀分布于熔池表面，附着力好，并且喷补料容易到达拐角、缝隙和凹凸不平的部位，因喷补层较薄，易于烧结，护炉效果好。在转炉炉体处于后期时，当炉体停炉时间在10～15min可进行喷补，转炉生产200炉后，利用连铸停机换包的时间，对熔池两侧耳轴部位进行喷补，每次喷补时间控制在3min/侧（约500kg），以此达到化零为整的效果。

（2）砖补。当转炉停炉时间达到40～60min时采用砖补方式。因熔池两侧侵蚀严重的部位接近炉底接缝，吹炼过程中，在钢水液面下，此部位受氧气射流搅拌力度较小，砖补后具有维持时间久的特点。原则为补炉铲推至炉底后将补炉砖准确放置在指定位置。

（3）大面料补炉。在炉壳温度有所升高时可根据溅渣层情况使用30～50小袋补炉料对温度升高点进行维护。

为防止大面料不能投掷到位和投掷到位后出现不能大量粘住的问题，可适当抬高炉口角度来保证补炉料投掷的准确性，将大面料向两侧投掷。

补炉质量的好坏与操作有直接关系，在补炉后前三炉禁止点吹或出高温钢，如果确实需要点吹，时间控制在3 0 s以内，同时控制终点碳≥0.08%，出钢温度≤1700℃，避免氧化性较强或高温钢冲刷侵蚀炉衬，影响炉体安全，降低补炉功效的持久性。

3.2 出钢面及出钢口安装方案

根据炉况，视出钢面厚度，判断出钢口推进长度，基本原则是插入深度不得高出周围溅渣层，防止出钢口周围修补后高于出钢面，造成出钢不净。如因出钢面侵蚀严重，造成出钢口推入过短，如不足6.5节，必须适当延长出钢口插入深度至6.5节以上，根据出钢口插入深度调整出钢面厚度。同时，为降低该出钢口使用寿命，利用1～2个出钢口更换周期提高溅渣层厚度，待更换下个出钢口时，将出钢口按要求推入，并确保出钢口内口为喇叭口。

开炉前期更换出钢口，因出钢口座砖与袖砖之间的缝隙仅有10mm,填充马丁砂很难在缝隙间捣实，会造成更换后出钢口套筒温度升高，带来安全隐患。为解决上述问题，在已经组装好的出钢口表面涂抹一层热修包用耐火泥，再用马丁砂进行填充捣实，以增加座砖与袖砖之间紧密度，最后用薄铁板将外口填料处封堵，防止填充料流出。

出钢口按要求更换完毕，根据出钢面熔池侵蚀程度判断出钢面是否垫补，如需垫补，打开后挡火门，保证炉口朝上接近45°，向两侧扔大面料，让两侧大面料依靠重力自行滑入出钢面后侧熔池，熔池与炉底接缝垫补好后，先进行烘烤，待黑烟散尽，观察垫补质量和出钢面是否有凹坑，适当进行修补，确保出钢面后侧无凹坑、钢水流淌顺畅即可。

每次维护出钢面必须打开后挡火门，向熔池两侧扔大面料或碎砖，打开炉后挡火门保证补炉料扔向两侧。防止补炉料在出钢口后侧堆积，久而久之会造成出钢面太平，钢水流过出钢面到出钢口，就像经过一片平地，造成控球时间长。

3.3 炉底及炉底接缝补炉方案

当炉底波动在原始炉底±100mm以内时，不需要立即补炉底，但是要增加炉底测量频率，如不能通过溅渣涨炉底的方式恢复到原始炉底的数值，一个生产班后应考虑使用碎砖和大面料补炉底。

操作方法为：在加料斗内加入约15块的碎砖，并在碎砖后侧加入半包大面料，倒渣后将补炉料加入炉内，前后45°大幅度摇炉，确保碎砖和大面料均匀铺在炉底上，为使平铺均匀，可安排1个操作工在四层氮封口观察，以炉底均匀发黑和冒烟为准； 如达不到平铺的效果， 可采用2000～2500m3/h的小流量氮气吹扫约10～20s。平铺后使用氧气烧结，采用吹炼枪位（枪位过高易造成烧溅渣层，过低容易吹走补炉料），枪前压力0.3MPa，流量2000m3/h，烧结1min提枪，利用炉子热量烘烤3min，再使用氧气烧结10～20s，当补炉料冒烟变淡炉底均匀发红后即可加料吹炼。

在溅渣护炉过程中,不允许为降低溅渣护炉对转炉渣进行调渣操作，在明确转炉渣粘度低，不符合溅渣护炉的操作要求时可以加入造渣材料进行调渣，加入量不得超过150kg。

4 结束语

生产实践表明，转炉炉体安全稳定运行关系着转炉的高效率、高效益，新疆昆玉钢铁炼钢厂在保证炉况及炉型良好的情况下对炉体耐材进行维护，对不同侵蚀部位进行有针对性的维护，降低了工艺耐材消耗费用，减少了员工劳动强度，提高转炉作业率。2020年4～6月累计产钢300665.153t，较2019年同期多产钢49982.005t。同时在拆卸炉体时炉体砖基本没有侵蚀，保持完好，说明确定的转炉炉体维护技术方案可行，可以推广应用。