淺析轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐及長壽復(fù)吹工藝

向時廣 黃海

【摘要】濺渣護(hù)爐技術(shù)最大化應(yīng)用了轉(zhuǎn)爐終渣且通過氮氣當(dāng)做噴吹動力，屬于當(dāng)前轉(zhuǎn)爐技術(shù)的概念性突破。利用濺渣護(hù)爐技術(shù)一方面能夠弱化爐襯蝕損，進(jìn)一步延長爐齡年限；另一方面，也能夠減輕工人的勞動強(qiáng)度與企業(yè)的成本支出，以此提升生產(chǎn)的實效性?？茖W(xué)地控制終渣成分、留渣量、出鋼溫度、以及槍位是得到優(yōu)質(zhì)的濺渣護(hù)爐結(jié)局的重點技術(shù)與必備程序。本文概述復(fù)吹轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐影響因素和底吹對復(fù)吹轉(zhuǎn)爐濺渣的影響，旨在提升轉(zhuǎn)爐的低吹水平與鋼水質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】轉(zhuǎn)爐濺渣；長壽復(fù)吹；低吹

0.引言

轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐技術(shù)的常規(guī)原理主要是由于在轉(zhuǎn)爐出鋼后，在爐內(nèi)勢必會留下終渣，按照渣況實施相對應(yīng)的改質(zhì)，利用高壓氮氣噴吹濺爐渣，把爐渣吹濺至爐壁，從而造成濺渣層。在進(jìn)行下一爐的煉鋼過程中，可以起到屏障爐襯，以此，來實現(xiàn)轉(zhuǎn)爐長壽的作用。當(dāng)前對鋼水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求日益嚴(yán)格，而復(fù)吹工藝卻顯現(xiàn)出了爐底上漲、透氣磚阻滯、底吹供氣管道出現(xiàn)漏氣等諸多層面的大小問題。

1.我國轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐與長壽復(fù)吹工藝的原理與現(xiàn)狀

轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐技術(shù)的原理，是在轉(zhuǎn)爐出完鋼之后融進(jìn)適量的調(diào)渣劑，其目的旨在讓里面的MgO和爐渣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，能夠形成生成系統(tǒng)的高熔點物質(zhì)。之后，再被氧槍系統(tǒng)發(fā)射的高壓氮氣噴濺至爐襯的大多數(shù)范圍亦或是設(shè)計范圍，以此，依附在爐襯內(nèi)壁慢慢冷凝成為堅固、穩(wěn)定的屏障保障，最終變成能夠得以耗損的耐材層。轉(zhuǎn)爐冶煉的過程中，保護(hù)層能夠較大的弱化高溫氣流和爐渣對轉(zhuǎn)爐爐襯的化學(xué)性侵蝕與產(chǎn)生的沖刷，通過養(yǎng)護(hù)爐襯、延長爐齡而且縮減耐材耗損。

氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐是指在轉(zhuǎn)爐出鋼之后把爐體維續(xù)在直立的程度，再通過頂吹氧槍給爐內(nèi)噴射1.0 MPa高壓氮氣，把爐渣噴濺至爐襯上面。由于渣粒是通過極為強(qiáng)勁的力道依附至爐襯上面，因此必然會和爐壁契合的十分牢固，能夠高效地阻滯爐渣給爐襯造成的化學(xué)侵蝕。長壽復(fù)吹轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐是指把頂吹與底吹都轉(zhuǎn)換成氮氣，由上到下的不同方向，吹到轉(zhuǎn)爐內(nèi)爐渣，將爐渣濺起后，使其得以粘附在爐襯內(nèi)壁上，從而保護(hù)爐襯。

濺渣護(hù)爐技術(shù)最大程度上應(yīng)用了轉(zhuǎn)爐終渣且通過氮氣視為噴吹動力，毫無疑問，這在轉(zhuǎn)爐技術(shù)上是立竿見影的巨大進(jìn)步。其相較于，干法噴補(bǔ)、火焰噴補(bǔ)、人工砌磚等諸多辦法更為科學(xué)、合理、可操作性，不但可以壓制爐襯磚表面的氧化出現(xiàn)脫碳現(xiàn)象，還可以弱化高溫渣對于爐磚所產(chǎn)生的化學(xué)侵蝕及機(jī)械沖刷，最終起到保護(hù)爐襯磚，縮減耐火材料蝕損的整體速率[1]。更為重要的是，可以縮小由于噴補(bǔ)技術(shù)所造成的材料耗損，極大的降低了工人的勞動強(qiáng)度。另外，也進(jìn)一步提升了爐襯的使用年限，轉(zhuǎn)爐作業(yè)率，該技術(shù)并不需要大量投資，能夠良好的處理煉鋼生產(chǎn)過程中常常面臨的生產(chǎn)率進(jìn)而生產(chǎn)成本之間的沖突。故而，轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐技術(shù)和長壽復(fù)吹技術(shù)被業(yè)內(nèi)公認(rèn)為是轉(zhuǎn)爐煉鋼的重大技術(shù)。

2.轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐的工藝特點

2.1科學(xué)地澤卻爐渣展開終渣控制

爐渣擇取的重點是需要選擇科學(xué)的渣相熔點。而對爐渣熔點產(chǎn)生左右因素的重點物質(zhì)包括了FeO、MgO、以及爐渣堿度。如果渣相熔點相對較高，能夠進(jìn)一步眼饞濺渣層在爐襯的預(yù)留時長，從而直觀地顯現(xiàn)出濺渣水平，降低濺渣的頻率，達(dá)到“多爐一濺”的先進(jìn)目標(biāo)。因為FeO容易和CaO、MnO等相關(guān)物質(zhì)生成一些熔點比較低的物質(zhì)，而且利用MgO與FeO的二元系相圖能夠輕易得知，如果要提高M(jìn)gO的含量就可縮減FeO所形成的相對應(yīng)的低熔點物質(zhì)的量，可以有利于爐渣熔點的升華。

以濺渣護(hù)爐視角論，寄望于高堿度，如此轉(zhuǎn)爐終渣C2S、C3S彼此相加能夠有70%～75%。這一類化合物質(zhì)無疑都屬于高熔點物質(zhì)，因此，對提升濺渣層的耐火度十分有利。然而，如果堿度一旦過高，那么冶煉時候就不太容易操控，反之還會左右脫磷、脫硫結(jié)局，導(dǎo)致原材料無味耗損，不僅如此，還會致使?fàn)t底上漲[2]。通過大量的實踐研究能夠得出，終渣堿度控制在2.8～3.2為最佳。濺渣層對轉(zhuǎn)爐初渣擁有十分強(qiáng)勢的抗侵蝕，但是對轉(zhuǎn)爐終渣的高溫侵蝕的無法造成有效抵抗，轉(zhuǎn)爐終渣對濺渣層的侵蝕機(jī)理的表現(xiàn)主要是高溫熔化，所以，科學(xué)地操控轉(zhuǎn)爐終渣，最大程度地提升終渣的熔化溫度屬于濺渣護(hù)爐技術(shù)的重中之重。可續(xù)控制終渣應(yīng)當(dāng)重點從終渣的MgO、FeO彼此含量中入手。

2.2合理控制出鋼溫度

如果實施濺渣護(hù)爐工藝進(jìn)行加工之后，出鋼溫度的對于爐齡的影響是顯而易見的。如果出鋼溫度出現(xiàn)降低，那么，爐齡和出鋼溫度聯(lián)系則為：N=208 529～12 019 t。在同樣的濺渣技術(shù)背景中，出鋼溫度如果降低1°，那么將提升121爐爐齡。所以，科學(xué)、合理地操控轉(zhuǎn)爐的出鋼溫度，對于采用濺渣護(hù)爐工藝的轉(zhuǎn)爐來說，擁有重大的現(xiàn)實意義。

3.長壽復(fù)吹轉(zhuǎn)爐的工藝特點

經(jīng)過大量的實踐分析表明，底吹透氣元件發(fā)生熔損的主要機(jī)理為：氣泡反擊、水錘現(xiàn)象、以及凹坑現(xiàn)象。

為了能夠達(dá)到濺渣轉(zhuǎn)爐壽命和底吹元件壽命一致的功能，可開發(fā)在底吹元件端部形成“爐渣—金屬蘑菇頭”來保障底吹元件不會被熔蝕。如表1所示。

表1爐渣-金屬蘑菇頭與傳統(tǒng)金屬蘑菇頭成分比較

爐渣-金屬蘑菇頭 傳統(tǒng)金屬蘑菇頭

MgO SO2 CaO TFe C Fe 其他

11.7 13.81 48.2 15.27 1.53 ≥89 3～8

可以看出，爐渣-金屬蘑菇頭具備以下特點：第一，擴(kuò)展了蘑菇頭。濺渣階段在金屬蘑菇頭表層所沉積的大量透氣爐渣體積相較于傳統(tǒng)金屬蘑菇頭其程度超過萬倍以上，因此，不容易造成熔蝕。第二，強(qiáng)化了蘑菇頭表面抗沖刷的水平。底吹氣體利用蘑菇頭表面細(xì)小氣孔（O≤1mm），極大程度的弱化了因為“氣泡反擊”、“水錘沖擊”所產(chǎn)生的機(jī)械沖刷侵蝕，蘑菇頭表面不會因此導(dǎo)致凹坑。第三，提升了蘑菇頭的熔點及抗氧化水平。爐渣-金屬蘑菇頭的堿度≥3.5，MgO、FeO的含量比較高，所以其熔點也相對高，不容易產(chǎn)生氧化，能夠生成永久性的蘑菇頭保護(hù)爐底噴嘴[3]。另外，爐渣—金屬蘑菇頭從下到上生成了三種結(jié)構(gòu)：第一，氣囊?guī)ЫY(jié)構(gòu)；第二，放射性氣孔帶結(jié)構(gòu)；第三；迷宮式彌散氣孔帶結(jié)構(gòu)。對于部分組織優(yōu)質(zhì)的金屬蘑菇頭，在生產(chǎn)過程中能夠按照相關(guān)的工藝標(biāo)準(zhǔn)，利用整合供氣壓力機(jī)敏地調(diào)試底部供氣強(qiáng)度。

4.結(jié)語

綜上所述，值得肯定的是，我國自進(jìn)行濺渣護(hù)爐技術(shù)以來，已經(jīng)獲得了舉世矚目的驕人成績。尤其，在復(fù)吹轉(zhuǎn)爐層面上的濺渣護(hù)爐技術(shù)顯然已經(jīng)邁進(jìn)了全球前列。即便如此，也有著相對的不足，例如，調(diào)渣劑擇取并不科學(xué)，調(diào)渣工藝尚不可按照爐渣成分進(jìn)行動態(tài)整合、濺渣氮氣源供給存疑，無法確保足量的濺渣頻率。因此，在未來，更應(yīng)當(dāng)以此為方向，對爐渣進(jìn)行工藝整合，力爭實現(xiàn)動態(tài)及時調(diào)渣。

【參考文獻(xiàn)】

[1]劉瀏.轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)基礎(chǔ)理論[J].鋼鐵，2013，19（3）：84-86.

[2]文永才，楊素波，張大德.攀鋼半鋼煉鋼轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐技術(shù)研究[J].鋼鐵，20013，38（2）：16-18.

[3]白瑞國，張興利，喬海林.20噸氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐工藝研究[J].河北冶金，2013，116（2）：45-49.

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