快节奏高效化生产转炉炉况维护实践

郭佳宁，李 勇，孟祥宇，张 雷，胡小路，郝 宁，范立新，相尚博

（首钢京唐钢铁联合有限责任公司，河北 唐山 063200）

1 生产背景

随着首钢京唐钢铁联合有限责任公司（全文简称“首钢京唐公司”）生产格局发生变化，炼钢部转炉生产压力负荷不断增加，如何在保证转炉持续高产情况下，还能够实现炉况的稳定控制是目前面临的一大问题。为保证炉况的稳定控制，本文从转炉溅渣效果的提高、转炉薄弱部位控制、管理方式改进等几个方面进行重点阐述，应用溅渣护炉技术之后，转炉炉龄大幅攀升。溅渣护炉效果对炉况稳定的影响占比在80%以上，因此，溅渣效果的好坏是炉况稳定的关键。转炉炉衬薄弱部位如转炉炉底、熔池、装入侧、渣线、耳轴部位的维护效果也是保证炉况稳定的前提，通过改进管理方式也是提高转炉炉况稳定性的手段之一。

2 稳定炉况实践

2.1 溅渣效果的提高

溅渣效果的好坏是炉况稳定的关键。围绕提升炉况问题，炼钢作业区重点从以下方面开展工作：控制炉渣MgO 含量，提高溅渣层性能；增加渣量，保证溅渣层厚度；炉渣改质，提高溅渣层性能；杜绝剩钢，提高溅渣层性能[1-2]。

2.1.1 控制炉渣MgO 含量，提高溅渣层性能

炉渣w（MgO）控制是保证溅渣护炉效果和减缓吹炼过程对炉衬化学侵蚀的关键性技术，炉渣w（MgO）对炉渣黏度、高温耐火性能等产生重要影响[3-4]。炼钢作业区结合生产实际，将w（MgO）控制在8%～12%，主要以加轻烧白云石为主。操作思路为：将前期炉渣w（MgO）控制在8%～10%，中期炉渣w（MgO）控制在10%～11%，后期炉渣w（MgO）控制在11%～12%；生产过程根据测厚数据动态控制MgO 含量。

2.1.2 增加渣量，保证溅渣层厚度性能

确保合适的留渣量，保证炉衬内表面形成足够厚度的溅渣层，并可在溅渣后对装入侧和出钢侧进行摇炉挂渣，将剩余炉渣倒入渣罐。出钢结束后，若无特殊情况，采用全溅渣操作，保证溅渣效果。

2.1.3 实施炉渣改质，提高溅渣层性能

当炉渣氧化性强时，若不采取改质处理，就会造成溅渣时间延长，氮气用量加大，溅渣层耐侵蚀性能变差等，从而影响溅渣护炉效果[5]。主要改善手段如下：溅渣时加入一定量焦炭（300～500 kg），降低炉渣TFe 含量；溅渣时加入一定量轻烧白云石或生白云石（300～1 000 kg），增加渣中MgO 含量，降低炉渣温度，使炉渣黏度提高；加入一定量改质剂，采用分批加入方式，溅渣前加1 批，溅渣时视渣况加入1～2 批，保证加入调渣剂后1 min 左右能够明显起渣。

2.1.4 杜绝剩钢，提高溅渣层性能

炉内若有剩钢，溅渣后渣层因含有钢水颗粒，流动性强，与炉衬黏结效果差，易发生剥落。另外，渣层熔点低，再次吹炼过程损毁快。因此，杜绝炉内剩钢现象是保证溅渣护炉操作稳定的重要条件[6]。主要改善手段如下：强化倾动工操作水平，避免圆流抬炉；根据出钢侧厚度选用合理长度的出钢口，避免出钢口过长造成钢出不尽问题；转炉前期和中期，出钢侧较厚，选用1.57 m 或1.67 m 长度的出钢口；转炉后期，出钢侧较薄，选用1.4 m 长度的出钢口，特殊情况下，可以在长1.4 m 的基础上适当切除一部分，使用1.35～1.40 m长的出钢口；出钢侧出现凹坑造成出不净钢时，及时对凹坑位置进行投补、喷补找平；开发应用新型钻头，适当提高出钢口寿命，保证出钢口状态。

2.2 炉衬薄弱部位的控制

2.2.1 炉底控制

新砌转炉炉底高度1 000 mm，熔池砖厚度850 mm，液面高度10.50 m，保证炉底处于一个合理的高度是稳定操作的前提之一，炉底过高或过低都会给操作带来不利影响，导致恶性事故的发生。通过对多年积累的数据分析来看，当前期炉炉底超过1 200 mm，中后期炉炉底超过1 300 mm 时，氧枪黏钢、吃枪、黏假罩等各类事故发生率明显上升。而当炉底低于400 mm时，由于炉底低、熔池薄，装入侧补炉料层在熔池部位1.8 m 距离上始终出现断桥，使装入侧补炉料层无法连接形成整体而易脱落，使转炉寿命降低；装入侧的大起大落导致渣线部位侵蚀加快而凹进明显；渣线部位的凹进又导致耳轴喷补料层断桥不能连接成片，进而易脱落，降低转炉寿命。各部位炉衬维护效果均不好，与溅渣护炉不能紧密结合，导致炉况起伏大。因此，解决炉底和熔池持续下降问题是稳定转炉炉况的关键。

炉底过低控制措施（炉底低于400 mm）：除高碳钢种及铁水条件异常波动的炉次，入炉轻烧白云石必须保证3～4 t/ 炉，炉渣w（MgO）按照10%～12%控制，碱度R 按照3.6 控制；溅渣提枪的同时向炉内加入300～1 000 kg 生白云石，向后摇炉挂渣后再倒渣，充分利用转炉交错等待时间黏渣护炉；将溅渣流量下调至60 000～63 000 m3/h，枪位控制在1～2 m，将原先溅渣3～5 min 适当延长至5～6 min；降低复吹供气强度，选择最小的复吹枪供气流量（由班组岗位动态操作调整）。

炉底过高控制措施（炉底超过1 200 mm）：减少轻烧白云石加入量，按照1.0～2.0 t/炉控制，不使用生白云石调渣；控制溅渣氮气流量时，在自动状态下选择65 000 m3/h 流量，枪位控制在1～2 m，适当提高复吹供气强度，复吹枪供气流量增大（由班组岗位动态操作调整）；适当增加低碳措施，走CAS-OB 工艺路线处理钢种。

当炉底超过1 300 mm，组织洗炉底操作。

2.2.2 装入侧控制

装入侧因受铁水、废钢的冲击，是整个转炉炉衬最薄弱的环节之一，也是事故发生率最高的位置。合理选用补炉料及补炉方式是保证装入侧稳定的关键。合理选用补炉炉次，尽可能选用中低碳钢补炉，将终点w（C）控制在0.03%～0.05%，终点温度可适当控制得高一些，在1 660 ℃以上；遇高碳钢补炉，须将渣子倒净；补炉炉次严禁炉内剩钢。

合理选用补炉方式及补炉料，当装入侧整体亏料时，可采用留渣加生白云石的补炉方式，在短时间内将炉料整体铺平，或者使用铁块或粒度稍大的40 渣钢进行补装入侧部位。当装入侧出现局部凹坑时，可采用倒净炉渣后加料补的方式。

2.2.3 装入侧控制

渣线及耳轴控制：动态控制炉底和前大面厚度，调整渣线位置，避免集中侵蚀一个位置。采用喷补结合投补的方式对渣线位置进行维护；充分利用生产间隙，组织喷补耳轴；优化生产组织，避免1 座转炉长时间冶炼半钢，同时充分利用常规炉次渣量大的特点，保证耳轴部位溅渣效果。

2.3 管理方式的改进

1）激光测厚。利用激光测厚仪实施转炉重点监控和维护，每班每座转炉进行1 次激光测厚，每次测厚后认真研究炉况展开图，与前几次炉况及同期炉进行比较，分析炉衬发生变化的原因，关注炉衬薄弱环节，对炉衬侵蚀严重的部位进行重点维护，更重要的是使转炉始终处于一个受控状态，做到心中有数。

2）协调生产组织。加强与调度的沟通，协调好品种，根据炉况动态调整低碳品种和CAS 路线品种的安排。

3）全员参与。制定转炉维护责任分工细则，细化从上到下每个岗位的责任和义务，让每个人担责任、尽义务。

4）加强岗位培训。对炼钢作业区的岗位人员进行定期培训，一是介绍影响炉况的不利因素，二是介绍转炉的薄弱环节，三是介绍目前面临的炉役周转问题，四是介绍补炉料、喷补料的特点，五是介绍喷补、补炉操作中需要注意的问题。

5）做好副枪日常维护。做好日常副枪维护工作，减少因副枪故障引起转炉倒炉测温取样对炉况造成的影响。

6）避免等包。加强四班和热修包、调度室的沟通联系，减少拉碳等包泡炉现象的发生。

7）提高钻眼车作业效率。优化钻眼车钻头形式，缩短钻眼时间，将钻眼时间控制在25 min 内，减少钻眼时间长引起炉衬温度波动大而对炉况造成的影响。

3 实践成果

通过摸索、数据积累、现场动态调整等手段，取得了以下成果：通过优化溅渣操作，使溅渣效果有所保证；转炉炉底厚度波动明显减少，炉龄和炉底的实际厚度基本与参考值持平；对炉渣进行改质，提高了溅渣层性能；装入侧部位、渣线、耳轴部位得到稳定控制。

4 结语

通过长期研究分析和反复现场实践，炼钢部5 座转炉炉况持续稳定控制，为生产任务的顺利完成奠定坚实基础。下一步工作着力于将制定的控制措施稳定落地执行，保证对转炉各部位炉衬侵蚀的稳定控制；继续研究发掘一些新型快速补炉料，保证短时间内能够针对薄弱部位加强补护；加强向同行业先进企业的学习交流，对标缩差，找到目前仍然存在的问题和不足，不断提高自身水平。