提高轉(zhuǎn)爐爐襯使用壽命的具體措施

黃景發(fā)

(西林鋼鐵集團(tuán)阿城鋼鐵有限公司動(dòng)力廠，哈爾濱 150300)

在轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)中，提高轉(zhuǎn)爐爐襯的使用壽命對(duì)提高生產(chǎn)率、提高爐齡、提高鋼產(chǎn)量、提高鋼水質(zhì)量、改善轉(zhuǎn)爐煉鋼的品種結(jié)構(gòu)以及降低耐火材料消耗、增加經(jīng)濟(jì)效益都具有十分重要的意義。

1 影響轉(zhuǎn)爐爐襯壽命的主要因素分析

轉(zhuǎn)爐爐襯用耐火材料砌筑，它由永久層、填充層和工作層組成。轉(zhuǎn)爐在吹煉過(guò)程中，爐內(nèi)進(jìn)行著極其復(fù)雜、激烈的物理化學(xué)反應(yīng)和機(jī)械運(yùn)動(dòng)。受高溫和惡劣條件的影響，轉(zhuǎn)爐爐襯在使用中易于受到損壞，其主要因素有以下幾個(gè)方面。

1.1 兌入鐵水、加入廢鋼時(shí)對(duì)爐襯的沖刷及機(jī)械磨損

氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼的金屬料主要是鐵水，一般占轉(zhuǎn)爐金屬料的70%左右。為了降低鐵水量、造渣材料和氧氣的消耗，在裝料期和冶煉中期也可適當(dāng)加入一定數(shù)量的廢鋼。加入廢鋼、兌入鐵水時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)載荷的沖擊、沖刷與機(jī)械磨損，因而會(huì)造成爐襯受損。

1.2 冶煉過(guò)程中，鋼水、爐渣以及爐氣對(duì)爐襯的機(jī)械沖刷

轉(zhuǎn)爐在吹煉過(guò)程中，熔池內(nèi)進(jìn)行著極其復(fù)雜、激烈的物理化學(xué)反應(yīng)和機(jī)械運(yùn)動(dòng)。高壓氧氣(0.9MPa～1.5MPa)在熔池上方經(jīng)氧槍噴頭噴出后形成超音速氧氣射流，對(duì)熔池產(chǎn)生一定的沖擊。熔池中鋼水、爐渣以及爐氣的劇烈運(yùn)動(dòng)，會(huì)造成爐襯受損。

1.3 在兌入鐵水、出鋼以及裝料時(shí)爐內(nèi)溫差變化造成爐襯磚受損

爐襯經(jīng)常在1 600℃以上的高溫下上作，受熱時(shí)會(huì)產(chǎn)生巨大的膨脹應(yīng)力。在兌入鐵水、停吹、出鋼以及裝料時(shí)由于爐內(nèi)溫度急冷急熱變化很大，必將產(chǎn)生溫差應(yīng)力及其它一些外力。造成爐襯磚受損。

2 提高轉(zhuǎn)爐爐齡的主要措施

轉(zhuǎn)爐爐齡的長(zhǎng)短主要取決于爐襯壽命。爐襯壽命是一個(gè)綜合性指標(biāo)，特別是受冶煉操作水平的影響較大。因此，合理選擇爐襯的材質(zhì)，改進(jìn)耐火磚性能和質(zhì)量，加強(qiáng)爐體維護(hù)是提高爐襯壽命的重要途徑。

2.1 提高冶煉操作水平

轉(zhuǎn)爐爐襯的侵蝕，主要是爐渣的侵蝕。在冶煉過(guò)程中提高操作水平有效地控制和降低渣量，減小Si02的活度，適當(dāng)控制爐渣堿度能夠減少爐襯的侵蝕。

(1)降低鐵水中Si、P、S的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。鐵水中Si的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加會(huì)加大渣量，初渣對(duì)爐襯侵蝕嚴(yán)重:S、P的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高造成多次倒?fàn)t后吹，易使熔渣氧化性強(qiáng)，終點(diǎn)溫度高，終渣對(duì)爐襯侵蝕加劇。故降低鐵水中的Si、P、S的質(zhì)量分?jǐn)?shù)能夠減少對(duì)爐襯的侵蝕。

(2)適當(dāng)控制Mn的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。鐵水中的Mn能夠增加冶煉初期Mn0的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，促進(jìn)石灰的熔化以及含有SiO2爐渣的生成，從而降低SiO2的活度，減少對(duì)爐襯的侵蝕。

(3)適當(dāng)控制爐渣堿度。目前氧氣轉(zhuǎn)爐的爐渣堿度一般控制在2.8～3.5左右，使SiO2活度基本穩(wěn)定，從而減少對(duì)爐襯的侵蝕。

(4)適量控制爐渣中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。爐渣中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加會(huì)加速對(duì)爐襯的侵蝕。在冶煉操作中控制合適的氧化鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)，能夠減少對(duì)爐襯的侵蝕。

(5)采用活性及活性大的石灰或采用生白云石、輕燒白云石造渣，可以加速成渣速度，促進(jìn)爐前期渣早化，能夠減輕爐渣對(duì)爐襯的侵蝕。

(6)在保證脫硫磷的條件下，減少螢石的加入量，能減緩氧化鐵和硅酸鹽侵入爐襯的速度，從而減少對(duì)爐襯的侵蝕。

(7)減少后吹次數(shù)、合理的控制冶煉過(guò)程及終點(diǎn)溫度、縮短轉(zhuǎn)爐的空爐時(shí)間也可以減少對(duì)爐襯的侵蝕，提高轉(zhuǎn)爐的爐襯壽命。研究資料表明:高溫出鋼，當(dāng)出鋼溫度≥1 620℃后，每提高10℃基礎(chǔ)爐齡降低約15爐;渣中ωTFe每提高5%，爐襯侵蝕速度增加0.2～0.3mm/爐;每增加一次倒?fàn)t平均降低爐齡30%;平均每增加一次后吹，爐襯侵蝕速度提高0.8倍。

2.2 合理選擇爐襯材質(zhì)

生產(chǎn)實(shí)踐證明，合理選擇爐襯的材質(zhì)，改進(jìn)耐火磚性能和質(zhì)量，是提高爐襯壽命的重要途徑之一。鎂碳磚是20世紀(jì)80年代開(kāi)始發(fā)展起來(lái)的新型的碳復(fù)合耐火材料。鎂碳磚具有耐高溫、耐渣侵、耐剝落、抗侵蝕、抗震性好等優(yōu)點(diǎn)，以此材質(zhì)砌筑的爐襯使用壽命大幅度提高。另外，提高爐襯磚材質(zhì)的純度、增強(qiáng)磚的體積密度、降低磚的氣孔率也是提高耐火磚的質(zhì)量，提高轉(zhuǎn)爐爐齡的有效措施之一。

2.3 綜合砌爐，加強(qiáng)爐體維護(hù)

頂吹轉(zhuǎn)爐的內(nèi)襯是由絕熱層、永久層和工作層組成。絕熱層一般用石棉板或耐火纖維砌筑;永久層是用焦油白云石磚或者低檔鎂碳磚砌筑;工作層都是用鎂碳磚砌筑。轉(zhuǎn)爐的工作層與高溫鋼水和熔渣直接接觸，受高溫熔渣的化學(xué)侵蝕，首鋼水、熔渣和爐氣的沖刷，還受到加廢鋼時(shí)的機(jī)械沖撞，工作條件環(huán)境十分惡劣。在冶煉過(guò)程中由于各個(gè)部位工作條件不同，工作層各部位的侵蝕情況也不一樣。針對(duì)這一情況，按損壞程度砌筑不同的耐火磚，容易損壞的部位砌高檔鎂碳磚，損壞較輕的地方可以砌筑中檔或低檔的鎂碳磚，這樣整個(gè)爐襯的侵蝕情況較為均勻。加強(qiáng)爐體維護(hù)，是延長(zhǎng)爐襯壽命的重要措施之一。根據(jù)爐襯損壞的程度及部位情況，可采用不同的護(hù)爐、補(bǔ)爐方法。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，影響轉(zhuǎn)爐爐襯壽命的主要因素為兌鐵水、加廢鋼時(shí)對(duì)爐襯的沖刷及機(jī)械磨損;冶煉過(guò)程中鋼水、爐渣以及爐氣對(duì)爐襯的機(jī)械沖刷;爐渣、爐氣對(duì)爐襯的化學(xué)侵蝕以及溫差變化對(duì)爐襯造成的損壞。此外，砌爐襯質(zhì)量、開(kāi)新?tīng)t操作、氧槍噴頭的結(jié)構(gòu)以及各種操作是否合理等也都將對(duì)轉(zhuǎn)爐爐齡和爐襯壽命產(chǎn)生影響。為了提高轉(zhuǎn)爐的爐齡和爐襯壽命。我們要合理選擇爐襯耐火材質(zhì)，不斷提高冶煉操作水平，重視加強(qiáng)爐體維護(hù)。特別是研究采用一些先進(jìn)的護(hù)爐技術(shù)是提高爐齡和爐襯壽命的重要途徑之一。