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        150 t轉(zhuǎn)爐滑板擋渣工藝技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐

        2013-10-13 03:15:12付勁光郭永謙壽葉紅
        河南冶金 2013年1期
        關(guān)鍵詞:渣量鋼包水口

        竇 楠 付勁光 郭永謙 壽葉紅

        (安陽鋼鐵股份有限公司)

        0 前言

        減少轉(zhuǎn)爐出鋼下渣不僅可以提高出鋼口、鋼包耐材壽命,降低精煉工序鋼水脫氧、合金化的脫氧劑與合金的消耗,而且可以有效減少鋼水回磷現(xiàn)象,降低氧化物夾雜含量,提高鋼水清潔度,從而促進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量的提升[1]。轉(zhuǎn)爐出鋼下渣分三個(gè)階段:轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)至平均38°~50°出前期渣;前期渣之后開始出鋼時(shí),鋼水的漩渦效應(yīng)從鋼水表面帶下的卷渣為過程渣;出鋼后期至出鋼結(jié)束階段的下渣為后期渣。在下渣量中前期渣約占30%,過程渣約占30%,后期渣約占40%。目前國內(nèi)外廣泛采用的擋渣方法有:擋渣帽法、擋渣球法、擋渣塞法、擋渣鏢法、氣動(dòng)擋渣法、滑動(dòng)水口法。安鋼150 t轉(zhuǎn)爐于2005年投用以來采用的是懸掛式擋渣棒技術(shù),雖然該技術(shù)在煉鋼生產(chǎn)中經(jīng)過不斷地優(yōu)化改進(jìn),取得了一定的擋渣效果,但由于擋渣棒擋渣受鋼渣粘度、出鋼口侵蝕等因素影響,擋渣效果不太理想,無法滿足高附加值品種鋼開發(fā)與提高產(chǎn)品質(zhì)量的需求,因此對新型擋渣技術(shù)——轉(zhuǎn)爐滑板擋渣工藝技術(shù)進(jìn)行了研究與應(yīng)用,取得了顯著效果。

        1 存在問題

        安鋼150 t轉(zhuǎn)爐采用的懸掛式擋渣棒技術(shù),是利用擋渣棒的比重介于鋼水和熔渣之間的特點(diǎn)使擋渣棒漂浮于出鋼口的鋼水與熔渣之間,當(dāng)出鋼接近結(jié)束時(shí),擋渣棒立即堵住出鋼口,阻止熔渣流入鋼包[2]。該技術(shù)在煉鋼生產(chǎn)過程中,經(jīng)過持續(xù)的優(yōu)化改進(jìn),擋渣成功率達(dá)到了90%左右,取得了一定的擋渣效果,但在使用過程中仍存在一定的問題:

        1)擋渣棒投放時(shí)不好定位,影響擋渣效果;

        2)在出鋼后期受出鋼口侵蝕情況的影響,擋渣效果不理想;

        3)受鋼渣粘度的影響,當(dāng)鋼渣粘度較大時(shí),擋渣棒使用效果不理想;

        4)為避免或減少前期下渣量,出鋼時(shí)將轉(zhuǎn)爐快速搖到水平位置,容易造成大爐口下渣而燒毀電纜和鋼包車電機(jī);

        5)擋渣棒擋渣工藝在使用過程中,下渣量一般在100 mm左右。因此,為進(jìn)一步提高擋渣效果,安鋼研究并推廣應(yīng)用了轉(zhuǎn)爐滑板擋渣工藝技術(shù)。

        2 滑板擋渣技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐

        2.1 滑板擋渣工藝原理

        轉(zhuǎn)爐滑板擋渣工藝原理是將類似鋼包滑動(dòng)水口的控流系統(tǒng)轉(zhuǎn)化設(shè)計(jì)并安裝在轉(zhuǎn)爐出鋼口位置,通過液壓控制的方式使滑動(dòng)滑板和固定滑板之間的流鋼孔錯(cuò)位實(shí)現(xiàn)擋渣出鋼。使用方法為:在轉(zhuǎn)爐出鋼前先關(guān)閉滑板,將轉(zhuǎn)爐慢速搖至水平位置,當(dāng)鋼水沒過出鋼口位置時(shí)再打開滑板出鋼,此時(shí)出鋼口內(nèi)全部是鋼液,杜絕了前期下渣;在出鋼末期檢測到下渣時(shí)快速關(guān)閉滑板,最大限度的減少了后期下渣。該技術(shù)不受出鋼口壽命和鋼渣粘度的影響,可以有效控制前期下渣、后期下渣,擋渣成功率達(dá)到100%,擋渣效果較好。

        2.2 滑板擋渣工藝裝置

        滑板擋渣工藝裝置由出鋼口、內(nèi)滑板、外滑板、內(nèi)水口、外水口、滑板機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)組成?;鍣C(jī)構(gòu)由基準(zhǔn)板、連接板、開關(guān)???、固定??颉⒒瑒?dòng)??蛞约皬椈山M件等組成。內(nèi)滑板鎖緊在固定??騼?nèi)不動(dòng),通過推拉桿與液壓系統(tǒng)連接,液壓油缸帶動(dòng)推拉桿運(yùn)動(dòng)使內(nèi)滑板與外滑板相對運(yùn)動(dòng),控制流鋼孔的開啟和關(guān)閉?;瑒?dòng)水口各部件示意圖如圖1所示。

        圖1 “滑動(dòng)水口”各部件示意圖

        2.3 對轉(zhuǎn)爐進(jìn)行適應(yīng)性改造

        為確?;鍝踉に嚰夹g(shù)在150 t轉(zhuǎn)爐上的成功應(yīng)用,對轉(zhuǎn)爐進(jìn)行了適應(yīng)性改造,便于滑板擋渣裝置的順利安裝、使用與防護(hù)。

        1)轉(zhuǎn)爐出鋼口部位優(yōu)化改造。為滿足滑板擋渣機(jī)構(gòu)在轉(zhuǎn)爐上的安裝與防護(hù)要求,將轉(zhuǎn)爐出鋼口法蘭墊高70 mm,將基準(zhǔn)板部件安裝于出鋼口外側(cè),通過風(fēng)動(dòng)工具用蜾栓把連接板部件與基準(zhǔn)板部件相固定;同時(shí)對出鋼口側(cè)裙板進(jìn)行改造,將滑板擋渣機(jī)構(gòu)整體隱藏在裙板內(nèi)部,避免在使用過程中滑板機(jī)構(gòu)粘鋼、粘渣,隔絕高溫輻射,提高其使用壽命。

        2)旋轉(zhuǎn)接頭和水氣套優(yōu)化改造。為滿足工藝需求,對旋轉(zhuǎn)接頭進(jìn)行了優(yōu)化改造,新增了兩路液壓通道和一路氣體冷卻通道;水氣套由于改造難度較大,決定利用原有通道進(jìn)行功能置換,即由轉(zhuǎn)爐底吹系統(tǒng)讓出兩路通道,冷卻水讓出一路通道,以滿足安裝要求。

        3)轉(zhuǎn)爐底吹系統(tǒng)改造。由于轉(zhuǎn)爐底吹系統(tǒng)為水氣套系統(tǒng)讓出兩條通道,因此對轉(zhuǎn)爐爐體底吹系統(tǒng)管道進(jìn)行相應(yīng)改造,將外環(huán)四塊透氣磚由原來的四路改為兩路控制系統(tǒng)。

        4)液壓缸冷卻水改造。由托圈引出一路冷卻水,用于擋渣機(jī)構(gòu)液壓缸冷卻。

        3 滑板擋渣工藝技術(shù)應(yīng)用效果

        3.1 擋渣成功率大幅提高

        安鋼150 t轉(zhuǎn)爐改造前使用的懸掛式擋渣棒擋渣技術(shù),雖然經(jīng)過工藝優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)了專用投放設(shè)備準(zhǔn)確定位,擋渣成功率達(dá)到90%,但仍不能滿足生產(chǎn)需求。通過改造使用了滑板擋渣技術(shù)后,滑板擋渣裝置的反應(yīng)時(shí)間平均為0.35 s,在實(shí)際生產(chǎn)中,擋渣成功率就達(dá)到100%?;鍝踉c擋渣棒法成功率比較見表1。

        表1 滑板擋渣與擋渣棒法成功率比較

        3.2 下渣量大幅下降

        懸掛式擋渣棒擋渣在使用過程中,受鋼渣粘度和出鋼口形狀的影響,不能有效防止出鋼下渣,下渣量一般在100 mm左右(鋼包渣層厚度)。而滑板擋渣在轉(zhuǎn)爐出鋼前先關(guān)閉滑板,當(dāng)鋼水沒過出鋼口位置再打開滑板出鋼,杜絕了前期下渣,在出鋼末期檢測到下渣時(shí)快速關(guān)閉滑板,最大限度的減少了后期下渣,下渣量控制在30 mm以內(nèi)。目前沒有自動(dòng)下渣檢測系統(tǒng),受人工因素影響,下渣量控制在30 mm以下的爐次只能占到47%,下渣量控制在60 mm以內(nèi)的爐次能占到86%?;鍝踉ㄅc擋渣棒法的下渣量分布比較如圖2所示。

        圖2 滑板擋渣與擋渣棒法下渣量分布比較

        3.3 有效控制回磷量

        根據(jù)LF鋼水回磷的熱力學(xué)分析,轉(zhuǎn)爐的下渣量對LF精煉鋼水回磷量影響較大[3]。由于轉(zhuǎn)爐渣中的P2O5含量較高,進(jìn)入鋼包中的爐渣在LF精煉過程中,會(huì)被精煉過程使用的Al、Si等擴(kuò)散脫氧劑還原,從而造成精煉過程回磷。通常情況下,下渣量越大,回磷量越高。采用擋渣棒擋渣時(shí),鋼水回磷量為0.004%,采用滑板擋渣后,轉(zhuǎn)爐下渣量大幅減少,鋼水回磷量均小于0.002%,有效控制了回磷量,提高了鋼水質(zhì)量。

        3.4 有效控制增硅量

        LF精煉環(huán)境為增硅反應(yīng)提供了良好的動(dòng)力學(xué)條件,而增硅主要來源于轉(zhuǎn)爐下渣中的SiO2。提高擋渣成功率,減少下渣量能有效控制增硅量。以SPHC為例,采用擋渣棒擋渣技術(shù),Si含量超過0.03%的情況時(shí)有發(fā)生,采用滑板擋渣技術(shù)后渣量能夠控制在30 mm以內(nèi),Si含量的合格率明顯提高。

        3.5 提高耐材使用壽命

        采用滑板擋渣工藝后,轉(zhuǎn)爐下渣量大幅度減少,不僅減少了爐渣對出口的沖刷與侵蝕,提高了轉(zhuǎn)爐出鋼口耐材使用壽命,而且減緩了對鋼包內(nèi)襯的侵蝕,并減少了鋼包粘渣,延長了鋼包的使用壽命[4]。使用滑板擋渣技術(shù)前,出鋼口平均壽命為60~70爐,使用后出鋼口平均壽命達(dá)到150爐以上,最高可達(dá)300爐。

        4 結(jié)語

        安鋼150 t轉(zhuǎn)爐成功應(yīng)用滑板擋渣出鋼技術(shù)后,擋渣成功率達(dá)100%,擋渣效果良好,鋼包渣層厚度由原來的100 mm減少到30 mm,明顯改善了鋼水精煉環(huán)境,提高了脫氧劑、合金的綜合使用率,有效控制了回磷、增硅現(xiàn)象,減少了夾雜物,提高了鋼水質(zhì)量,為品種鋼開發(fā)以及產(chǎn)品質(zhì)量升級提供了重要保障。但該技術(shù)還有需進(jìn)一步完善的地方,如應(yīng)配套完善轉(zhuǎn)爐下渣自動(dòng)檢測系統(tǒng),從而實(shí)現(xiàn)出鋼全過程的自動(dòng)判渣和擋渣,提高擋渣操作的科學(xué)性、準(zhǔn)確性。

        [1] 孫興洪,蔣小弟.寶鋼煉鋼廠轉(zhuǎn)爐擋渣工藝技術(shù)的發(fā)展.寶鋼技術(shù),2010(2):58-62.

        [2] 劉玉敏,程官江,張振申.懸掛式擋渣棒擋渣技術(shù)的應(yīng)用探討.河南冶金,2008,16(5):18-19.

        [3] 張賀艷,姜周華,梁連科,等.EAF-LF煉鋼流程中鋼水回磷的熱力學(xué)分析.鋼鐵研究學(xué)報(bào),2003,15(1):11-15.

        [4] 于利國,王經(jīng)健.轉(zhuǎn)爐滑動(dòng)水口擋渣效果分析.山東冶金,2011,33(6):14-15,20.

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