浅析60t转炉炉底上涨原因以及控制措施

满孝 秦关勇 刘强

摘要：本文针对山东莱钢永锋钢铁60t转炉炉底上涨的原因进行机理分析并提出了改进措施。在装入量以及钢铁料结构不变的情况下通过对转炉冶炼操作跟踪、氧枪参数的改进、冶炼终点炉渣的控制、溅渣护炉工艺优化、选择适当的供氧模式等控制转炉炉底上涨，降低了因涨炉底给生产带来的诸多不利因素。

关键词：炉底，炉渣，枪位，溅渣

1引言

绝大多数转炉在有底吹搅拌的情况下，炉底会随着炉龄的增加慢慢降低，甚至在某些情况下会对炉底进行维护。但是转炉在没有底吹搅拌的情况下，炉底会随着炉龄的增加而呈现出逐步上涨的趋势，当这种趋势得不到有效缓解或者有效控制，将会对整个转炉炉容比造成很大影响，转炉冶炼过程中经因炉容比的变化往往伴随着吹炼“返干”现象，而绝大多数操作者解决“返干”的最有效最直接的方法就是高槍位化渣，进而炉底得不到顶吹氧枪的有效冲击，就会出现炉底逐步上涨的趋势，这样一来形成了一种恶性循环。

2转炉炉底上涨的后果

（1）炉底上涨之后导致转炉炉容比过小，直接影响转炉操作，如：冶炼时“返干”现象频繁发生，进而影响金属收得率和降低转炉炉衬寿命。

（2）转炉炉底上涨，转炉喷溅增加，炉口积渣以及氧枪粘渣增加，导致转炉倾动时易刮碰活动烟罩造成烟罩漏水;以及氧枪非计划下线增加，造成生产被动。

3涨炉底机理分析

3.1溅渣护炉原因分析

3.1.1溅渣护炉工艺原理

溅渣护炉技术是在转炉出钢结束后，利用MgO含量达到饱和或者过饱和的转炉终点炉渣，通过顶吹氧枪射出的高压氮气的吹溅，让高温炉渣在短时间进行冷却和凝固在转炉炉衬表面，从而形成一层高熔点的致密熔渣层，通常把这种致密的熔渣层较溅渣层，有效的保护了炉衬在下一炉转炉冶炼时不被钢水直接冲刷，提高转炉寿命。

3.1.2溅渣护炉对转炉炉底的影响

主要因为溅渣护炉时炉渣碱度高，MgO饱和或者过饱和，出钢结束后炉膛内温度快速降低，在炉渣中有大量的MgO晶体析出，同时伴随着少量的高熔点的C2S、C3S析出，此时由于炉膛有高射流的氮气吹入使得炉膛温度以及炉渣温度降低，导致炉渣黏度降低，部分炉渣附着在炉衬上，大部分炉渣则留在了炉底，留在炉底的炉渣与炉底的镁碳砖进行结合，在倒渣的时候与镁碳砖结合的炉渣永久的留在了炉底，导致炉底上涨。

3.1.3溅渣枪位对炉底的影响

溅渣枪位未能根据实际渣况进行灵活调整，影响氮气射流对炉渣的冲击，导致炉渣不能充分的飞溅在炉壁上，从而大量炉渣滞留在炉底，使得炉底上涨。

3.2造渣工艺对炉底的影响

3.2.1碱度对炉底影响

在同等温度下，炉渣碱度越高终渣黏度越大，在溅渣护炉的过程中留在炉底的炉渣越多，与炉底结合的越多，容易造成炉底上涨。

3.2.2终渣流动性对炉底影响

（1）终渣的流动性取决于两方面，一方面是炉渣成分影响流动性，一般来说在相同的溶剂加入量下，主要影响流动性的因素取决于终渣中的ΣFeO含量，如表1所示，炉渣中ΣFeO含量越高，终渣流动性越好。另一方面取决于转炉终点温度，重点温度越高，炉渣流动性越好。

（2）终点炉渣的流动性越好，在溅渣护炉过程中越不容易析出高熔点的C2S、C3S，同时在倒渣之后少量炉渣残留在炉底上。

（3）表1所示，渣中筛上物越高，说明炉渣未能化透，渣中裹挟着细小的钢粒，影响渣的流动性，溅渣护炉时氮气射流不能很好的将炉渣吹到炉壁上，大量炉渣停留在炉底周围，从而导致炉底上涨。

3.3冶炼过程对炉底影响

3.3.1转炉“返干”现象发生机理

（1）转炉脱C主要以（1）式为主，通过炉渣中的FeO进行脱碳，而渣中的FeO主要以（2）式反应为主，转炉“返干”现象由于在转炉冶炼过程中枪位控制过低，大量的氧气射流给熔池提供了动力学条件，加剧了渣中FeO和熔池中的C反应，导致渣中FeO损失较多，导致炉渣流动性差。

（FeO）+[C]=Fe+CO↑ （1）

[Fe]+（O）= （FeO） （2）

（O）+[C]= CO↑ （3）

（2）转炉喷溅导致大量的FeO随着炉渣外溢而损失，而此时转炉的脱碳反仍在进行，为了达到反应平衡，渣中的FeO

3.3.2转炉“返干”现象对炉底的影响

转炉在冶炼过程中，没有很好的化渣剂或者说枪位控制不当导致“返干”现象发生，通常情况下会进行提高枪位进行化渣，持续高枪位冶炼，氧气射流不能对炉底的金属料进行搅拌或者搅拌不充分，形成熔池中上下温度不均匀，甚至出钢时部分废钢沉淀在炉底未能熔化，导致炉底上涨。

3.4炉渣量对炉底影响

当炉渣量少于60kg/t时，说明炉渣在相对应的公称转炉中相对较少一点，溅渣护炉时氮气射流直接使得炉渣在极短时间内冷却凝固，粘在炉底上。

4措施

4.1原材物料控制

（1）转炉用石灰必须保证活性度大于300ml，且生烧率低于10%，这样一来就实现渣造化的目的，避免炉渣前期“返干”。

（2）铁水Si含量不低于0.35%，既保证了大渣量冶炼的同时避免炉渣碱度过高，影响终渣流动性。实践证明，转炉终渣碱度控制在2.8-3.2，以及渣中MgO控制在6.5-8.5之间为宜。

（3）铁水温度不低于1300℃，以及同样的条件下废钢比不大于33%，保证转炉吹炼终点温度大于1650℃。

4.2转炉冶炼控制

合理的枪位控制好渣中FeO含量的平衡，一方面保证转炉脱碳脱磷效果又保证炉渣有一定的流动性避免“返干”现象发生;另一方面避免因长时间高枪位冶炼对炉底冲击不够，另外长时间高枪位使得炉渣中大量的Feo聚集，容易造成转炉金属喷溅。

5结论：

通过对转炉炉底上涨机理分析，规范转炉终点炉渣的控制以及溅渣护炉工艺的优化，灵活选择冶炼过程的枪位变化和不同原材物料下不同冶炼模式，实现了转炉炉底的合理控制。

参考文献

[1]廖江峰，文水根，，尹飙.九江炼钢厂转炉炉底上涨原因分析及防治实践.冶金之家.2006。

[2]杜书波，陶传俊，孙庆，溅渣护炉工艺讨论，山东冶金，2003.25（增刊）：10-12.