EBT电炉兑铁口的改造措施

何庆兵

摘 要：针对偏心炉底出钢（Eeentrie Bottom Tapping，EBT）电炉在兑铁过程中偏心区水冷板容易受到铁水的冲刷而发生漏水的问题，提出了相应的改造措施。通过在兑铁口防护罩上增加耐材防护板、在偏心区水冷板与兑铁口防护罩之间加装耐火砖以及改变偏心区水冷板结构，彻底解决了兑铁过程中烧漏偏心区水冷板的问题，延长了偏心区水冷板的使用寿命。

关键词：电炉;兑铁;偏心区;水冷板

中图分类号：TF341文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）11-0023-03

Transformation Measures  of EBT Electric Furnace's Taphole

HE Qingbing

（Anyang Iron and Steel Stock Co.， Ltd.，Anyang Henan 455004）

Abstract： In order to solve the problem that the water-cooling plate in the eccentric zone is easy to be washed by molten iron in the course of adding iron to EBT electric furnace， the corresponding improvement measures are put forward. The problem of burning out-of-center water-cooled plate in the process of mixing iron is thoroughly solved by adding refractory plate to the iron-coated shield， installing refractory brick between the water-cooled plate in the eccentric zone and the iron-coated shield， and changing the structure of the water-cooled plate in the eccentric zone， the service life of the water cooling plate in the eccentric zone is increased.

Keywords： electric furnace;add iron mouth;eccentric zone;water-cooled plate

安钢第一炼轧厂100 t电炉复产改造工程于2017年10月25日正式投产。改造后的电炉为偏心炉底出钢（Eeentrie Bottom Tapping，EBT）方式，可满足60%废钢+40%铁水冶炼工艺要求。在投产后的一年多里，兑铁过程中偏心区水冷板容易受到铁水的冲刷而烧漏水，严重影响了电炉的高效稳定生产。通过对兑铁口的不断改造，延长了偏心区水冷板的使用寿命，减少了设备热停事故发生概率，为安钢100 t电炉高效稳定生产提供了有力的设备保障。

1 设备概况

目前，安钢100 t电炉兑铁方式为采用天车直接向铁水溜槽倾倒。相对于倾翻装置，这种方式兑铁更加快捷，可大幅减少兑铁时间，缩短冶炼周期，提高电炉生产效率。铁水溜槽直接固定在兑铁车上，兑铁时将兑铁车往炉子方向开至兑铁位，这时铁水溜槽的出铁口正好位于炉子偏心区兑铁口正上方。天车通过副钩倾翻铁水罐，铁水罐内的铁水被倒入铁水溜槽后槽，经铁水溜槽前端出铁口流入炉内，为电炉正常冶炼提供所需的铁水，现场照片如图1所示。

EBT电炉偏心区由兑铁口、偏心区水冷板以及填砂装置等组成。填砂装置安装于偏心区水冷板上，兑铁口安装有防护罩，以防止兑铁过程中铁水飞溅[1]。在兑铁过程中，兑铁防护罩长期处于铁水高温炙烤中。随着时间的推移，防护罩会逐渐被高温氧化腐蚀，最后烧损成一个大豁口，如图2所示，使得偏心区水冷板直接面对铁水溜槽出铁口。正常情况下，铁水溜槽是朝正下方出铁，但到了溜槽使用周期后期，随着铁水溜槽出铁口耐火砖被逐渐氧化腐蚀，铁水可能直接从溜槽前端（如图3标注处所示）水平流出，方向正对偏心区水冷板，导致水冷板靠近兑铁口位置的管体容易烧漏水，从而造成电炉热停。

由于偏心区设备多、空间狭小，因此无法在偏心区水冷板上面对漏水点进行补焊。只能待炉内铁水出尽后，维修人员身穿隔热服搭乘检修水冷板进入炉内对偏心区水冷板进行补焊。由于炉内温度高，作业环境恶劣，导致处理偏心区水冷板漏水时间相对较长，一般需要3 h以上。

通过查看安钢第一炼轧生产快报数据可知，从2017年12月到2018年9月，100 t电炉偏心区水冷板共发生漏水事故7次，造成电炉热停约1 655 min，具体统计见表1。为了保证电炉能够长期高效稳定生产，解决偏心区水冷板烧漏水的问题已迫在眉睫，必须要对偏心区兑铁口进行相应改造，以杜绝兑铁过程中烧漏偏心区水冷板事故的发生。

2 改造方案

2.1 在兑铁口防护罩上增加耐材防护板

兑铁口防护罩由16 mm厚的鋼板制作而成，兑铁口的温度最高可达1 300 ℃。兑铁口防护罩长期处于高温环境，必然会缩短其使用寿命。为了延长兑铁口防护罩的使用寿命，确保防护罩起到阻挡铁水冲刷的作用，通过多次的摸索试验，最终决定在兑铁口防护罩上增加耐材防护板，如图4所示，依靠耐火材料的抗高温特性，阻止兑铁过程中铁水对防护罩的冲刷，提高兑铁口防护罩的使用寿命，起到保护偏向区水冷板的作用[2]。

首先，耐材防护板由10 mm钢板制作成箱体，箱体厚度要求不小于100 mm，以确保后面浇筑耐火材料有足够的厚度。其次，在箱体底板焊接一定数量的锚固钩，用以加固耐火材料，防止使用过程中耐火材料脱落。最后，将防高温耐火材料浇筑到箱体内，经过一周时间的自然凝固后上线使用。由于有了耐材防护板的保护，兑铁口防护罩的使用寿命由1周提高到了3周，不仅减少了维护防护罩的成本，还提高了保护偏心区水冷板的可靠性。

2.2 在偏心区水冷板与兑铁口防护罩之间用耐火磚进行隔离

随着电炉冶炼节奏的加快，到炉龄后期，兑铁口防护罩耐材防护板也有可能被铁水冲刷掉，导致偏心区水冷板易被铁水烧漏。为了解决这一隐患，提高保护偏心区水冷板的可靠性，考虑在偏心区水冷板与兑铁口防护罩之间用耐火砖进行隔离。如图5所示，将耐火砖切割成三角形，从上往下倒插在防护罩与偏心区水冷板之间的空隙中。当耐材防护板被铁水冲刷掉以后，耐火砖还可以继续保护偏心区水冷板不被铁水烧漏[3]。在每次电炉更换出钢口检修的时候，要求对现场耐火砖进行检查补充，确保耐火砖的使用安全可靠。

2.3 对偏心区水冷板进行改造

偏心区水冷板改造前的结构，如图6（a）所示。对比以前被烧漏水的偏心区水冷板的漏水位置，发现漏水点都位于最靠近兑铁口的一根水冷管上。针对这一特点，考虑对偏心区水冷板的结构进行优化改造，以减少当耐材防护板和隔离耐火砖双双失效后铁水对偏心区水冷板冲刷的概率。结合偏心区现场的实际情况，最终决定将偏心区水冷板靠近兑铁口处的两排水冷管依次抬高，改造后的结构如图6（b）所示。这样不仅可以使水冷管离兑铁口的水平距离增加约180 mm，而且最靠近兑铁口的水冷管向上抬高了约130 mm，巧妙避开了铁水冲刷水冷板时的路径[4]。通过对偏心区水冷板结构布局的优化改造，可大幅度降低耐材防护板和隔离耐火砖双双失效后偏心区水冷板被铁水冲刷烧漏水的概率。

经过对EBT电炉偏心区兑铁口的三步改造后，最终形成了抗高温耐材防护板、隔离耐火砖、水冷板离兑铁口空间距离增加这三道防线，确保了偏心区水冷板不会被铁水烧漏。兑铁口改造后现场照片如图7所示。偏心区随炉壳一起下线进行修复，更换新的带耐材防护板的防护罩，并重新在偏心区水冷板与兑铁口防护罩之间填装三角形耐火砖。

3 改造后的效果

安钢100 t电炉偏心区兑铁口的改造于2019年11月完成，经过3次改造后，取得了非常显著的效果。截至2021年3月，偏心区水冷板没有发生过烧漏水事故，有效解决了安钢100 t电炉高效化生产的偏心区水冷板烧漏水问题。兑铁口改造完成后，大幅度降低了电炉设备故障热停时间，为电炉高效稳定生产创造了有利条件[5]。安钢第一炼轧厂统计，目前安钢100 t电炉的月设备作业率已由改造前的最高88.66%提高到91.48%，为100 t电炉完成集团公司极致高效化生产提供了有力的设备支撑。

4 效益分析

安钢100 t电炉日均产量约3 800 t，小时产钢量约158 t。兑铁口改造前，按照表1统计的热停时间计算，偏心区水冷板烧漏水热停时间每月平均165 min，约2.75 h;每月影响电炉炼钢约435 t，每年减产约5 000 t。电炉吨钢利润按200元计算，年增效约100万元。

开始改造的前一年，共更换了8块偏心区水冷板。改造完成后，偏心区水冷板全年没有出现过烧漏水事故。偏心区水冷板寿命周期为一年，这样每年只需要按照寿命周期管理更换2块（两套炉壳）偏心区水冷板就能满足电炉生产需求。每块偏心区水冷板单价按照1.75万元计算，每年直接节约资金约10.5万元。

5 结论

据最新发布的中国钢铁行业指导意见，电炉钢产量占粗钢总产量比例要求提升至15%，力争达到20%，因此未来电炉炼钢项目将大幅增加。此次对安钢EBT电炉兑铁口的综合改造方案为国内同类型电炉炼钢厂中首次，改造后使用效果良好，可供国内同类型电炉炼钢厂借鉴。

参考文献：

[1]刘会林，朱荣.电弧炉短流程炼钢设备与技术[M].北京：冶金工业出版社，2012：252-262.

[2]查笑乐，郝建章.熔分电炉耐火材料的选择与优化[J].设备管理与维修，2019（20）：93-95.

[3]郑力宁.电炉炼钢对耐材有何新要求？[N].中国冶金报，2013-05-30（12）.

[4]谢华，胡兴明，黄胜强.电弧炉偏心区水冷炉壁设计改进[J].中国铸造装备与技术，2018（6）：62-65.

[5]李晓，彭锋.中国电炉炼钢降本增效关键点分析[J].中国冶金，2019（3）：1-4.