转炉溅渣护炉技术

转炉溅渣护炉2017年7月18日XX钢铁炼钢厂职工技术培训炼钢工第二期目标经济炉齡20000炉计划下炉时间201X年X月综合护炉冶炼操作溅渣护炉补炉目前，两座转炉均已进入炉役后期，各班组炼钢工要自觉执行分厂车间工段综合护炉措施，高效维护转炉炉况，确保转炉生产正常、稳定、快节奏运行，最大化实现本炉役可控制、有计划经济炉齡，杜绝各种恶性事故，圆满完成公司安全生产目标指标。2目标经济炉龄如何延长转炉炉衬的使用寿命1转炉衬砖发展轨迹年代炉衬寿命炉衬材质国内国际1970-19802005000焦油白云石大砖1980-1990100010000普通镁碳砖1990-2000500015000高级镁碳砖2000-至今2000020000高级镁碳砖如何延长转炉炉衬的使用寿命2影响炉龄指标的主要因素镁碳砖的质量（30）筑炉质量（8）开新炉（2）生产组织（3）机械设备的影响（2）冶炼工艺的影响（40）维护制度的影响（8）溅渣护炉工艺的影响（7）镁碳砖质量、转炉砌筑是基础冶炼工艺、操作是关键溅渣护炉、炉衬维护是手段如何延长转炉炉衬的使用寿命3镁碳砖的质量转炉衬砖的使用特点由于受高压氧气流的冲击，使金属液和炉渣受到激烈的搅动。炉体前后倾动，受到扭力巨大。装料冲击。冶炼周期短，炉衬温度变化大，且频繁。产生烟气量和气体量大。在强氧化性条件下工作。对转炉衬砖的要求有较强的高温强度有较强的抗氧化性能有较强的抗热变能力有良好的烧结性有较强的抗冲刷能力对护炉材质有良好的附着能力对炉衬砖损坏机理高温熔损、化学侵蚀、钢流冲刷、外力冲击如何延长转炉炉衬的使用寿命3镁碳砖的质量石墨的特征Ａ：线膨胀系数小；Ｂ：耐高温（7000℃10S失重0.8%）;Ｃ：ＭgＯ－Ｃ共存有优势．１、石墨线膨胀率小，弹性模量低（4900MPa）、热导率高（64.0W/m.K）,在含Ｃ15％－20％的ＭgO-C砖中，形成连续的炭基质，高温下制品热导率增加，膨胀率显著下降，故可以发挥ＭgＯ－Ｃ砖耐热震的优势；２、石墨熔点高（3700℃），表面能较低，不与其他材料发生反应，与ＭgO（熔点2800℃）间无共熔关系；３、石墨均匀分布在砖体中后，在高温下碳原子形成交错网络结构，使材料具有优良的高温性能；４、石墨的表面张力大、与渣的注润湿角大、能有效地阻止熔渣渗透．基于上述，ＭgO-C砖用于炉壁，可显著提高内衬的使用寿命制砖原料质量关于镁砂纯度的要求：镁砂、石墨品位，主要是防SiO2AL2O3加Al、Mg是为抗氧化加碳是为了形成碳素骨架,并有抗氧化作用。树脂是粘合作用，加热分解后形成碳素骨架。晶粒度的影响。如何延长转炉炉衬的使用寿命3镁碳砖的质量制砖工艺指标内容工艺措施常温耐压打击方式高温抗折抽真空体积密度真空油浸原料纯度气孔率颗粒配比树脂质量抗氧化剂数量氧化镁含量模具质量抗氧化性几何尺寸碳含量如何延长转炉炉衬的使用寿命4转炉砌筑减少衬砖损坏背紧靠实，砖缝0.5mm-1mm合缝位置在耳轴避免倒插门砌后细料扫填开炉前减少摇炉如何延长转炉炉衬的使用寿命5开新炉开吹氧压，低0.5Kg；吹炼时间比正常长15分钟；不加降温剂；可加少量焦炭，延长吹氧时间。开新炉能否很好的使炉衬表面烧结是影响炉龄的关键，避免没完全烧结的软化层剥落如何延长转炉炉衬的使用寿命6生产组织生产管理均匀生产节奏，尽量避免热停时间太长；做好生产组织，避免铁水、钢水在炉内等待；留有转炉维护的时间，如喷补、溅渣等；避免高温出钢等待浇注；对漏水设备及时维护；现场管理；严格原材料验收制度技术管理严格遵守工艺技术操作规程如何延长转炉炉衬的使用寿命7机械设备影响炉口、烟罩等漏水；耳轴转动对耳轴炉衬的扭力矩；清理炉口设备对衬砖的影响。如何延长转炉炉衬的使用寿命8冶炼工艺对炉龄的影响冶炼工艺对炉龄有直接影响特别是目前已有溅渣炉工艺的情况下，工艺的影响远远超过砖质量的影响，其影响的因素主要是：造渣工艺的影响；出钢温度的影响；铁水成份的影响；冶炼钢种的影响；装料制度的影响。如何延长转炉炉衬的使用寿命8冶炼工艺对炉龄的影响造渣工艺的影响炉衬被化学侵蚀的机理纯氧化物熔点如下：纯MgO在炼钢温度（1800℃）是不易熔化。但是炼钢的炉渣中有大量的氧化铁和二氧化硅但MgO与熔融FeO和SiO2相结合就形成了低熔点FeO●MgO或MgO●SiO2从而使耐火材料与钢渣接触的一面熔点急骤降低，强度降低被熔化或被冲刷掉，而其表面层的碳被FeO（或氧气）所氧化2FeO+C→2Fe+CO2↑使砖内失去碳素骨架，强度大大降低炉渣的分融现象随着温度的升高，溅渣层中的低熔点相先行熔化，并缓慢从溅渣层中分离流出，使溅渣层变薄，残留的岩相中高熔点物质（MgO、C2S、C3S等）比例增高，当熔池温度达到1600~1650℃时，残留物仍呈固体。这种现象叫溅渣层的分熔现象。CaOMgOSiO2FeOMnOAlO3CaF22600280017531370178520301418如何延长转炉炉衬的使用寿命8冶炼工艺对炉龄的影响造渣工艺的影响MgO含量在炉衬与炉渣中的平衡氧化镁在炼钢渣中的饱和溶解度，渣中FeO含量越高，炉渣碱度越小，炉渣的温度越高，MgO在渣在溶解度越大。炉渣中的MgO在没有达到饱和时，就要从炉衬中浸取MgO，努力达到饱和浓度，这也叫平衡，而MgO在炉渣中的含量和溶解度随炉渣的碱度R（CaO/SiO2)的减小而迅速增大。当R=3.5时，其饱和熔解度为8%～9%，可是刚刚开吹时，石灰没全熔化而铁水中Si氧化成二氧化硅（SiO2）量又很大，所以CaO/SiO2值很小只有1%左右，这时MgO在渣中的熔解度远远大于8%～9%，有时达到30%，必然要大量从炉衬中浸取熔解MgO使炉衬受到大量熔损。刚吹炼时，石灰难熔化，是因为石灰的熔化靠吹氧使铁水氧化形成的FeO很少，这一段时间渣的碱度上不来，故炉衬的受浸蚀量大。上述两个原因导致吹炼前期炉衬浸蚀是最严重的。一、刚开吹时投入含FeO材料使炉渣中的氧化铁含量迅速增加，从而促进石灰迅速熔化，提高炉渣碱度，降低渣中MgO的饱和熔解度。二、刚开始吹炼时加入轻烧白云石或轻烧镁球，从渣中本身就会有8%～9%的MgO，以减少炉渣为保持自己的饱和熔解度而对炉衬的浸蚀。如何延长转炉炉衬的使用寿命8冶炼工艺对炉龄的影响造渣工艺的影响1、初期渣控制R=1—2，渣中FeO含量10—40%时，MgO饱和溶解度较高，MgO含量的增大可将炉渣的熔点急剧下降。因此：1）、初期渣要一次将MgO将入，可以促进化渣。2）、初期渣中碱度低，FeO含量高，MgO饱和溶解度高，极容易使炉衬中MgO进入渣中。多加MgO有两个重大意义：尽快化渣、提高碱度，和减缓炉渣对镁碳砖侵蚀的重要措施。2、冶炼过程MgO控制考虑到钢-渣之间的化学反应，MgO的含量一定要控制在接近饱和溶解度值。绝不能超过其饱和溶解度，否则，将会有固相MgO析出，使渣变稠，影响化学反应进行。如何延长转炉炉衬的使用寿命8冶炼工艺对炉龄的影响冶炼温度对炉衬寿命的影响避免出高温钢，温度越高对炉衬损伤越大，一般控制在1680℃以下。当出钢温度大于1700℃以上时，不但上一炉的溅渣层熔损光了，而且炉衬本身也将会大量被熔损。冶炼钢种对炉衬寿命的影响钢水中碳和氧的乘积在一定温度下是定数，碳高氧低，碳低氧高，钢水中的氧和渣中的氧化铁也是正比例关系即钢水中氧高渣中的氧化铁含量也就高．渣中的氧化铁与炉衬砖中的ＭgO生成低熔点的ＭgO●FeO浸蚀炉衬。冶炼低碳钢：钢水中碳低→钢水中氧高→渣中氧化铁高→炉衬浸蚀严重→降低炉衬寿命冶炼合金钢：加合金量大→出钢温度需提高→炉衬浸蚀严重→降低炉衬寿命如何延长转炉炉衬的使用寿命8冶炼工艺对炉龄的影响原料条件对炉衬寿命影响１、白灰质量不好，ＳiO2含量高（＞2%),对炉衬浸蚀严重；２、铁水带渣量大，进入转炉ＳiO2量大对炉衬浸蚀严重；３、铁水含硫量高，对炉衬浸蚀严重．这是因为脱硫需要高温，故降低炉衬寿命．转炉底吹转炉底吹效果不好，钢中冶炼终点含氧量高，渣中氧化铁高，对炉衬侵蚀严重，直接影响炉衬寿命．其它影响炉衬寿命出钢口处，出钢时，钢水是以旋涡状流出，对炉衬冲刷严重。加废钢及兑铁水中对前大面冲刷极为严重，必须及时垫补钢水搅动，使钢渣和钢水急骤冲刷炉衬，喷头角度不好也会冲刷炉衬如何延长转炉炉衬的使用寿命9转炉的维护维护方式１、喷补；２、换出钢口管，及内出钢口修补；３、垫补前大面。转炉炉衬的垫补、喷补方式１、湿法喷补料与水先混合；２、半干法喷补料水在喷枪出口处混合；３、火焰喷补料经出口火熘部分熔化。喷补效果影响因素１、配方；２、水量；３、气压；４、角度；５、喷补厚度。如何延长转炉炉衬的使用寿命10溅渣护炉技术溅渣护炉技术的发展1、60—80年代，日本发明用白云石造渣工艺护炉。2、80年代，在加白云石基础上摇炉挂渣、护炉。3、1991年，美国LTV公司发明溅渣护炉技术。4、1994年，中国开始推广溅渣护炉技术。5、1998年，全面普及。理论依据加白云石造渣：使渣中含MgO量达到6—8%，使其进入饱和状态，减少炉衬中MgO向渣中扩散，减轻炉渣在冶炼中对炉衬的侵蚀，提高炉衬寿命。溅渣护炉：使含有MgO、C2S、C3S量较高的渣被溅挂在炉衬表面，凝固使形成耐火度较高的溅渣层，保护炉衬少被侵蚀。转炉溅渣护炉机理1在溅渣初期，低熔点流动性强的富铁炉渣首先溅射到炉衬表面，渣中FeOX和Ca2F沿砖表面显微气孔和裂纹向镁碳砖表面脱碳层内扩散渗透,并与周围MgO颗粒烧结在固熔一起,形成以MgO结晶为主相,以MF为胶合相的烧结层.部分C2S和C3S也沿残砖表面气孔和裂纹流入砖内,冷凝后与MgO颗粒镶嵌在一起.2随着继续溅渣,颗粒状高熔点化合物(C2S、C3S和MgO结晶）被气流溅到粗糙的炉衬表面，并在高速气流的冲击下镶嵌在炉衬表面的间隙内，形成以镶嵌为主的机械结合。同时富铁的低熔点炉渣包裹在耐火砖表面上突出的MgO结晶颗粒或已经脱离的MgO结晶颗粒周围，形成以烧结为主的化学结合层3随着进一步溅渣，大颗粒C2S、C3S和MgO颗粒溅到结合层表面并与渣中C2F和RO相结合，冷凝后形成炉衬表面溅渣层。溅渣工艺参数的选择影响溅渣效果的主要因素有：1、搅动气体—氮氧的流量2、枪位3、留渣量4、溅渣时机5、炉渣的成份氮气滞止压力或流量时对溅渣量的影响气体压力较小时，渣子获得的能量小，溅渣量少，但气体压力超过设计值时不利于溅渣。溅渣工艺参数的选择枪位对溅渣量的影响当枪位较低时，各部位溅渣量都较低，当提高炉位时，溅渣量有所增加。当枪位增加到一定数值时，溅渣量最大。继续提高枪位，溅渣量反而下降。这是因为：枪位低时冲击面积小，供给的能量大部分消耗在穿透和搅拌渣池。枪位过高时，冲击面积大，射流冲击强度低，每个渣滴得到能量少。理想的枪位为0.6—0.7D。对于稀渣,前期的枪位控制主要以加速渣的稠化为目的,控制在较高部位;当炉渣稠化到一定程度时,再将枪位和压力调整到增加动力的高度上,即缓缓降低枪位。对于稠渣,应将枪位调整到使炉渣产生最大动能的位置上,即枪位较低。合理的留渣量主要影响以下因素：1、熔渣的可溅性。留渣量少，渣层薄。2、溅渣层的厚度与均匀性。留渣量少，溅渣层薄，不均匀，甚至上部溅不上。3、溅渣时间长短。留渣量多，溅渣时间增长，溅渣量增大。4、溅渣成本。留渣量太多，调渣剂成本增加。溅渣工艺参数的选择合理的留渣量留渣量的计算公式：W=K·A·B·C式中：W-留渣量，t；K-渣层厚度，m；A-炉衬内表面积，m2；B-炉渣密度，t/m3；C-系数（取1.1~1.3）不同转炉的溅渣层厚度转炉公称吨位溅渣层厚度/mm1015202530401.82.73.6804.415.981408.0810.7813.4825013.1116.3919.730017.1221.4025.7溅渣工艺参数的选择溅渣时机的选择为了使熔渣溅到炉壁上能迅速凝固，应