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        淺析轉(zhuǎn)爐濺渣護爐及長壽復(fù)吹工藝

        2014-12-25 01:43:20向時廣江西萍鋼工程技術(shù)有限公司江西萍鄉(xiāng)337019
        江西建材 2014年24期
        關(guān)鍵詞:爐襯熔點堿度

        ■向時廣,黃 海 ■江西萍鋼工程技術(shù)有限公司,江西 萍鄉(xiāng) 337019

        轉(zhuǎn)爐濺渣護爐技術(shù)的常規(guī)原理主要是基于在轉(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,將爐渣吹濺至爐壁,從而造成濺渣層。在進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,在對鋼水質(zhì)量標準的要求日益嚴格的背景下,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)爐濺渣護爐與長壽復(fù)吹工藝的原理與現(xiàn)狀

        轉(zhuǎn)爐濺渣護爐技術(shù)的原理,是在轉(zhuǎn)爐出完鋼之后融進適量的調(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部分范圍,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,最終變成耐材層。轉(zhuǎn)爐冶煉階段,保護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)性侵蝕與導(dǎo)致的機械沖刷,通過養(yǎng)護爐襯、延長爐齡而且縮減耐材耗損。

        氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐濺渣護爐是指在轉(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1.0MPa高壓氮氣,把爐渣噴濺至爐襯上面。由于渣粒是通過極為強勁的力量依附至爐襯上,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,使其得以黏附在爐襯內(nèi)壁上,從而保護爐襯。

        濺渣護爐技術(shù)最大程度上應(yīng)用了轉(zhuǎn)爐終渣且通過氮氣作為噴吹動力,毫無疑問,這在轉(zhuǎn)爐技術(shù)上是立竿見影的一次突破。相較于干法噴補、火焰噴補、人工砌磚等諸多辦法更為科學(xué)、合理、可操作性強,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)侵蝕及機械沖刷,最終起到保護爐襯磚,縮減耐火材料蝕損的整體速率[1]。更為重要的是,可以縮小由于噴補技術(shù)所造成的材料耗損,極大的降低了工人的勞動強度。另外,也進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)效率和生產(chǎn)成本之間的沖突。故而,轉(zhuǎn)爐濺渣護爐技術(shù)和長壽復(fù)吹技術(shù)被業(yè)內(nèi)公認為是轉(zhuǎn)爐煉鋼的重大技術(shù)。

        2 轉(zhuǎn)爐濺渣護爐的工藝特點

        2.1 科學(xué)地澤卻爐渣展開終渣控制

        爐渣擇取的重點是選擇科學(xué)的渣熔點。而對爐渣熔點產(chǎn)生影響的重點物質(zhì)包括了FeO、MgO、以及爐渣堿度。如果渣熔點相對較高,能夠進一步延長濺渣層在爐襯的預(yù)留時長,從而直觀地顯現(xiàn)出濺渣水平,降低濺渣的頻率,達到“多爐一濺”的先進目標。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MgO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

        如果實施濺渣護爐工藝進行加工之后,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 019t。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)生熔損的主要表現(xiàn)為:氣泡反擊、水錘現(xiàn)象、以及凹坑現(xiàn)象。

        為了能夠達到濺渣轉(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

        可以看出,爐渣—金屬蘑菇頭具備以下特點:第一,擴展了蘑菇頭。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)的工藝標準,利用整合供氣壓力機敏地調(diào)試底部供氣強度。

        4 結(jié)束語

        綜上所述,值得肯定的是,我國自進行濺渣護爐技術(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)爐層面上的濺渣護爐技術(shù)顯然已經(jīng)邁進了全球前列。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,對爐渣進行工藝整合,力爭實現(xiàn)動態(tài)及時調(diào)渣。

        [1]劉瀏.轉(zhuǎn)爐濺渣護爐系統(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)爐濺渣護爐工藝研究[J].河北冶金,2013,116(2):45 -49.

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