降低转炉补炉耐材消耗的实践

知名钢铁社区bbs.gangtie.infoBbs.Gangtie.info钢铁、信息、工艺降低转炉补炉耐材消耗的实践信息类型：技术交流信息加入时间：2007年1月9日9:26我国从1994年开始引入溅渣护炉技术.并于1997年在重庆钢铁股份有限公司炼钢厂(以下简称重钢炼钢厂)推广运用取得了一定效果。2001年创下炉龄12410炉、每吨钢补炉料单耗5.92kg的建厂以来最高水平.但是我厂创下的这个炉龄水平以及耐材消耗与国内先进水平比较存在较大的差距见表1。为此.我们借助己掌握的技术以及国内兄弟单位的经验.从降低对炉衬(包括溅渣层)的侵蚀和提高补炉层(包括溅渣层)的抗侵蚀能力两方面开展工作.以达到降低转炉耐材的目的。1降低转炉补炉耐材消耗的实践1.1冶炼操作工艺技术的改进1.1.1入炉冷料中搭配适量生铁块，促进冶炼碳温协调重钢目前的条件特点之一就是炼钢厂生产能力大于炼铁能力.“节铁增钢”，的任务繁重.钢水过氧化情况比较突出,这势必加剧对炉衬的侵蚀。生铁块中含有一定量的化学热，用生铁代替部分废钢，保持冷料不变，可以促进冶炼的碳温协调，降低终点炉渣氧化性。2002年初，我厂重新优化了转炉装入制度，进一步明确了每类钢种的生铁块用量，在保证其它工艺条件不变情况下进行试验，在促进碳温协调方面取得了明显的效果。不同的装入制度及冶炼碳温情况见表2.表2数据显示，在装入制度的冷料部分中，用生铁代替部分废钢，在出钢温度保持相对一致的前提下，其终点平均w(C)约提高0.02%，这对降低钢中氧含量和降低渣中FeO含量发挥了重要的作用。1.1.2淘汰萤石助熔剂，全而使用复合化渣剂用萤石作助熔剂，尽管能够实现快速成渣的目的，但是其资源少，价格高，其氟化物排放会造成环境污染，对炉衬的侵蚀比较大，2001年开发试验出1种复合化渣剂，它是由转炉污泥、氧化铁皮及一定的催化剂为主要原料组成，因而知名钢铁社区bbs.gangtie.infoBbs.Gangtie.info钢铁、信息、工艺它兼顾了氧化铁皮和萤石2种助熔剂的优点.其理化指标见表.3。实践证明.在保持成本基本相当的基础上使用复合化渣剂,炉渣的熔化速度快.对炉衬的侵蚀减小.有利于降低转炉吹损和其它材料消耗。表12001年重钢炼钢厂转炉炉龄、补炉耐材与国内部分先进炼钢厂对比项目重钢炼钢厂武钢二炼钢首钢三炼钢马钢三炼钢电高炉龄补炉耐材/㎏电高炉龄补炉耐材/㎏电高炉龄补炉耐材/㎏电高炉龄补炉耐材/㎏指标124105.92207662.58154044.29135072.71表2不同装入制度及冶炼C-T情况时期钢种钢铁料装入量/t终点w(C)/%终点T/℃铁水废钢生铁优化前Q215系列、Q235系列、A、B、12LW等67~7114~1800.02~0.051640~1670M540、Q295A、Q345A、HRB335、12Mn等69~7312~1600.03~0.061660~1690锅炉钢、容器钢、管钢、桥梁钢、高强度船钢等75~798~1000.06~0.101650~1690优化后Q215系列、Q235系列、A、B、12LW等67~7195~90.03~0.071640~1670M540、Q295A、Q345A、HRB335、12Mn等69~7384~80.04~0.101660~1690锅炉钢、容器钢、管钢、桥梁钢、高强度船钢等75~7942~60.06~0.141650~1690表3复合化渣剂理化指标wB/%耐压粒度/mm知名钢铁社区bbs.gangtie.infoBbs.Gangtie.info钢铁、信息、工艺TFeCaOSiO2MgOSCaF2水分/MPa≥35≥15≤102~10≤0.216~180.804.0~6.025~501.1.3配镁材料多元化，实施分阶段配镁重钢炼钢厂节铁增钢任务繁重，要提高钢产量必须降低铁水比，轻烧白云石是1种很好的配镁造渣材料，但由于MgO质量分数较低(一般低于30%)，冷却效应大，要达到溅渣护炉要求，用量较大，对终点钢水氧化性影响很大，故我厂引进含MgO较高的镁球代替部分轻烧白云石进行配镁(2种配镁材料主要成分见表4所示)，前期加轻烧白云石，中后期加镁球，既保证了冶炼顺行，又满足了转炉配镁的要求，在一定程度上缓解了转炉欠热的矛盾，进一步促进了碳温平衡。表5是我厂先后采用的2种过程配镁工艺制度。从表5可以看出，采用含MgO较高的镁球代替部分轻烧白云石，一方面配镁材料总量得到减少，能够促进冶炼碳温协调，另一方面终渣中的MgO含量得到提高.使其达到饱和浓度以上.既能减轻对炉衬的侵蚀.又能提高下一炉次的溅渣护炉效果。表4轻烧白云石和镁球主要成分项目wB/%MgOCaOSiO2S轻烧白云石26.6439.883.470.024镁球59.462.70表5不同配镁工艺对终点C质量分数的影响项目含镁材料加入量/(t·炉-1)终渣w(MgO)/%终点平均w(C)/%轻烧白云石镁球合计优化前2.5002.506~80.05优化后1.200.802.008~100.06知名钢铁社区bbs.gangtie.infoBbs.Gangtie.info钢铁、信息、工艺1.1.4强化转炉供氧，降低倒炉次数，缩短冶炼周期为了配合铸机高效化改造提速的要求.重钢炼钢厂对大流量氧枪喷头参数进行改进(氧枪喷头参数见表6).实施转炉强化供氧.提高了氧气利用率.在2002年开始倡导一次倒炉出钢.2002年全年累计一次倒炉加二次倒炉出钢率为85%.比2001年提高了35%.减少了倒炉次数及后吹时间,这些措施的实施缩短了转炉冶炼周期,2002年与2000年相比1号铸机浇注时间缩短了7.09min;2号铸机浇注时间缩短5.49min.钢水在炉内停留的时间得到了缩短.钢水和炉渣对炉衬的侵蚀也就减少了。表6氧枪喷头参数项目Φ1/㎜Φ2/㎜M主孔中心夹角(°)主孔出口中心与喷头中心距离/㎜供氧流量/(m3·h-1)改进前31.640.21.951252.516000改进后32.041.51.9951249.0175001.1.5利用红外线测温装置，降低转炉出钢温度出钢温度是影响转炉炉衬寿命的1个非常重要的因素。重钢炼钢厂在没有具有加热功能的精炼设施以前.炼钢操作人员为了避免受到低温废品和钢水回炉的质量考核.因而对出钢温度的控制往往是宁高勿低.致使对炉衬耐材造成不利影响。2002年初.重钢炼钢厂在炉后设立一在线的利用红外线测温装置.开始座罐和快速烘烤结束均检测钢包温度.此信急在出钢前反馈给炉长.避免了出钢的盲目性.出钢温度得到降低.由2001年的平均出钢温度1668℃降到目前的1659℃.对转炉炉衬寿命的延长起到良好的作用。1.2优化溅渣护炉工艺，提高溅渣护炉效果1.2.1溅渣护炉的基本原理知名钢铁社区bbs.gangtie.infoBbs.Gangtie.info钢铁、信息、工艺溅渣护炉的基本原理就是利用高MgO含量的转炉炉渣.用高压氮气喷吹到转炉炉衬上进而凝固到炉衬上.减缓炉衬砖的侵蚀速度.从而提高转炉炉龄。溅渣层与炉衬的结合.主要是靠化学烧结和机械镶嵌2种机理。1.2.2提高溅渣护炉效果具体措施(1)炉内合理的留渣量合理的留渣量是溅渣护炉的重要参数。因为过少的留渣量会影响溅渣层的厚度和均匀性.尤其上部不均匀.甚至溅不上渣。相反过多留渣量会造成炉口粘渣、炉膛变形、炉底上涨.且浪费溅渣料.增加成本。我厂对转炉炉渣的处理方式为风淬渣工艺.由于没有专门的渣锅装溅后余渣.且留渣量过大.溅不干时必须加大量的底灰稠化.导致前期起渣速度过快.前期喷溅十分严重,为了克服以上的不足,只能减少留渣量,但溅渣时间往往不足2min,溅渣效果不充分。针对这一问题，我厂对现行渣车进行了改造。加长渣车长度，实现“一车两罐”，一大罐装常规的风淬渣，另一小罐装溅后余渣，留渣量日趋合理。根据国内外实践经验，结合我厂实际情况，留渣量80~100kg/t较为合适。(2)炉渣特性控制实践研究表明:溅渣层抗侵蚀的能力表现为如下特点:在吹炼初期具有良好的抗侵蚀能力，而对转炉终渣的抗侵蚀能力却相对较差，这是因为转炉终渣对溅渣层的“高温融化”机理所致。因此提高炉渣熔化性温度是关键。我厂采用的主要措施是:①通过过程配镁，促使终渣中w(MgO)大于8.0%。②通过优化装入制度、降低石灰消耗、提高氧气利用率和减少倒炉次数等措施，降低炉渣氧化性。③特殊情况下，采用终渣改质剂对终点炉渣进行改性。在重钢目前钢种中，以DR钢为代表的低碳钢占10%以上，出钢温度1600~1620℃，终点w(C)小于或等于0.04%。若不对炉渣进行改质，溅渣效果显然较差。采用传统的出完钢后进行调质工艺，因出钢温度低，熔化的时间短，改质剂熔化不充分，往往在炉内成坨，铺展不开，溅渣效果同样上不去。经过广大工程技术知名钢铁社区bbs.gangtie.infoBbs.Gangtie.info钢铁、信息、工艺人员的摸索总结，对终渣改质调整到出钢前测温取样结束时加入。利用出钢时间，改质剂基本熔化充分，提高了该类钢种的溅渣护炉效果。(3)溅渣操作参数优化为了在尽可能短的时间内将炉渣均匀喷吹到整个炉衬表面而形成足够厚度的致密溅渣层，必须控制好溅渣操作手段，即根据炉型尺寸，来控制喷吹氮气压力和流量、枪位等。氮气压力与流量:一般来说，当氮气压力和流量与氧气工作压力和流量接近时，可取得较好溅渣效果。大流量氧枪投入使用后，溅渣氮气流量也随之增大，现在一般控制在17500m3/h。枪位:枪位是非常重要的参数，它直接影响转炉部位的溅渣量。同时，它可以控制炉底高度。结合到我厂实际情况，溅渣前30s，是炉渣的孕育期，枪位适当高一些，然后枪位逐渐下降，仔细观察炉口炉渣跳射状况，可以上下调整枪位，促使转炉各部位均有溅渣层，发现炉底有上涨趋势，溅渣枪位则采用低枪位操作。整个溅渣护炉工艺优化情况见表7。表7优化前后溅渣护炉工艺参数变化项目溅渣率/%溅渣流量/(m3·h-1)溅渣枪位/m溅渣时间/min优化前92.515000~160000.5~1.01.0~2.4优化后96.816000~180000.75~1.62.1~3.51.3利用激光测厚仪，实施重点补炉定期使用激光测厚仪对转炉炉衬测厚.对炉衬侵蚀严重的部位.采用少量的贴补或喷补进行重点维护.避免了盲目性.一定程度上减少了补炉料的浪费.更重要的使转炉始终处于1个受控状态.做到操作人员补炉时心中有数。1.4强化管理，减少泡炉知名钢铁社区bbs.gangtie.infoBbs.Gangtie.info钢铁、信息、工艺高温泡炉对转炉危害十分巨大.但由于客观因素的存在.泡炉事故未得到根除。2002年.厂部加强了对泡炉事故的考核力度.对责任单位实行落户考核.全年泡炉事故减少83次.降低幅度为35%,此举有利于降低补炉耐材的消耗。2经济效益2002年与2001年相比.重钢炼钢厂铁水消耗节约16.425kg/t坯;转炉作业率提高了6.04%;钢产量提高了15万t;补炉次数下降了718次;吨钢补炉耐材降低了.3.16㎏;吨钢护炉成本降低2.895元;并且每转炉各节约一套砖衬年修.共创经济效益839万元.经济效益十分显著。3遗留问题(1)节铁增钢的压力和DR钢比例大两方面原因.致使冶炼终渣TFe含量高.当前冶炼过程中炉渣对炉衬侵蚀不容忽视。(2)顶底复吹工艺及后搅工艺能够促进C-O更趋于平衡.有利于降低钢水及炉渣的氧化性.该项成熟的技术我厂还未实施。(3)2002年铁水预处理比仅有7%,没有切实减轻转炉冶炼品种的负担。4结语通过改进冶炼工艺.减少了钢水和炉渣对转炉炉衬的侵蚀.以及提高溅渣护炉效果等措施的实施.2002年转炉补炉耐材降到2.76kg/t.降低幅度达53.38%.补炉频次明显降低.转炉作业率得到提高.减轻了我厂护炉劳动强度.为重钢炼钢厂产量上台阶奠定了坚实的基础。