費(fèi)彥銘

摘要：介紹了煉鋼轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐技術(shù)的主要工藝參數(shù)，本鋼集團(tuán)北營(yíng)煉鋼廠在實(shí)際應(yīng)用中遇到的問(wèn)題。為穩(wěn)定氮?dú)獯禐R的運(yùn)行現(xiàn)狀，提高使用精度，自主創(chuàng)新了濺渣氮?dú)庵悄芄芾硐到y(tǒng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化濺渣工藝，縮短濺渣時(shí)長(zhǎng)，降低濺渣氮?dú)庀?，達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。在一定程度上減輕了高溫渣對(duì)爐襯磚的侵蝕沖刷，降了低耐火材料損耗速度，同時(shí)減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高爐襯使用壽命，提高轉(zhuǎn)爐作業(yè)率，降低生產(chǎn)成本。

關(guān)鍵詞：濺渣；爐襯；氮?dú)?；掛?/p>

引言

轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐技術(shù)是多年以來(lái)用于保護(hù)轉(zhuǎn)爐提高爐齡的一項(xiàng)技術(shù)。我國(guó)自90年代開(kāi)始著手研發(fā)適應(yīng)國(guó)情的轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐工藝。濺渣護(hù)爐技術(shù)就是將高壓氮?dú)馔ㄟ^(guò)噴槍噴出，渣通過(guò)噴射撞擊區(qū)的孔穴外側(cè)噴濺，并吸附到轉(zhuǎn)爐爐襯上面從而形成一層渣層，這樣可以對(duì)下一爐冶煉起到保護(hù)爐襯的作用。轉(zhuǎn)爐終渣不僅可以滿足冶煉過(guò)程的要求，還應(yīng)該符合濺渣護(hù)爐的條件，也就是說(shuō)爐渣應(yīng)易于噴濺到爐襯上，且濺到爐襯上的爐渣能很好地與之結(jié)合，所濺的爐渣應(yīng)具有一定的耐火與抗高溫侵蝕能力[1]。這三個(gè)條件不僅與爐渣的主要成分有關(guān)，更與濺渣動(dòng)力學(xué)條件重要相關(guān)。濺渣所形成的濺渣層耐蝕性好，可有效抑制爐襯磚表面的氧化脫碳，在一定程度上減輕了高溫渣對(duì)爐襯磚的侵蝕沖刷，從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)爐襯磚的功能，降低耐火材料損耗速度，減少噴補(bǔ)材料消耗，同時(shí)減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高爐襯使用壽命，提高轉(zhuǎn)爐作業(yè)率，降低生產(chǎn)成本。渣粒是以很大沖擊力黏附到爐襯上，與爐壁結(jié)合的相當(dāng)牢固，該保護(hù)層可以有效地阻止吹煉時(shí)高溫熔體對(duì)爐襯的侵蝕，減輕高溫氣流及爐渣對(duì)爐襯的化學(xué)侵蝕和機(jī)械沖刷，以維護(hù)爐襯、提高爐齡并降低耐材包括噴補(bǔ)料等的消耗。1983年美國(guó)普萊克斯公司成功開(kāi)發(fā)出轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐工藝技術(shù)。20世紀(jì)90年代中國(guó)鋼鐵企業(yè)引入美國(guó)的轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐工藝技術(shù)，根據(jù)自身的生產(chǎn)實(shí)際情況自主開(kāi)發(fā)了各種濺渣護(hù)爐技術(shù)，取得較好的冶金效果[2]。轉(zhuǎn)爐爐齡最高達(dá)到35000爐，多數(shù)鋼廠平均爐齡超過(guò)10000爐。濺渣護(hù)爐之前普遍要進(jìn)行調(diào)渣。顯然，傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐工藝要求留有較多的渣量，并在濺渣前加入大量調(diào)渣劑。近年來(lái)，節(jié)能環(huán)保與提質(zhì)增效的工作要求越來(lái)越嚴(yán)格。因此，研究濺渣護(hù)爐工藝中影響濺渣層壽命的主要因素，并在濺渣護(hù)爐工藝中進(jìn)行量化控制，實(shí)現(xiàn)濺渣護(hù)爐工藝的科學(xué)量化，這些正是現(xiàn)代煉鋼科技工作者需要著手解決的問(wèn)題。

1濺渣的重要工藝參數(shù)

1.1渣成分

轉(zhuǎn)爐一般都使用鎂碳磚作為它的爐襯，減少爐襯侵蝕的重點(diǎn)就在于提高渣中氧化鎂含量。當(dāng)渣中氧化鎂的含量接近飽和時(shí)，爐襯中氧化鎂的溶解量就很少，也就提高了爐襯的壽命。爐渣堿度也是影響渣中氧化鎂含量的重要因素，如果終渣堿度為三左右時(shí)，氧化鎂含量則在百分之八左右就能使氧化鎂達(dá)到炮和。所以國(guó)內(nèi)各種外轉(zhuǎn)爐濺渣的氧化鎂含量一般控制在百分之八到十四。渣中氧化鐵含量的高低嚴(yán)重影響著爐襯侵蝕和濺渣效果。渣中氧化鐵的礦物多為低熔點(diǎn)鐵酸鹽，熔點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于出鋼溫度，且氧化鐵含量越高，鐵酸鹽也隨之就越多，渣的流動(dòng)性也就越好，造成對(duì)爐襯侵蝕作用加大且不容易附著在爐襯上。若渣中氧化鐵含量過(guò)低，又會(huì)造成轉(zhuǎn)爐造渣和去除磷、硫困難。故操作中嚴(yán)格控制渣中氧化鐵含量尤為重要。

1.2爐渣粘度

如果爐渣粘度較大，會(huì)造成渣稠不易濺起，濺渣量會(huì)下降，為了保持足夠的濺渣量，必須消耗更多的沖擊能。另外稠渣在爐襯上的附著能力差，粘度小、渣稀，濺渣雖覆蓋較為容易，但覆蓋層比較薄。搖爐會(huì)出現(xiàn)掛渣流落的現(xiàn)象，應(yīng)采取加渣料調(diào)整的方式，來(lái)保證爐渣的粘度適中[3]。

1.3調(diào)渣劑

護(hù)爐效果的重要因素之一就是濺渣層抗侵蝕能力?？骨治g能力差的話，需要每爐都進(jìn)行濺渣操作，這樣不僅會(huì)增加氮?dú)庥昧慷視?huì)延長(zhǎng)冶煉的周期。所以，很有必要提高渣的熔化溫度，以更好提高護(hù)護(hù)效果。為此，我們給爐渣加入調(diào)渣劑，來(lái)改變爐渣質(zhì)量，從而滿足提高渣的熔化溫度需要。調(diào)渣劑不僅可以提高濺渣熔點(diǎn)，還能使?fàn)t渣更容易濺起，實(shí)現(xiàn)改善濺渣的動(dòng)力學(xué)條件的功能。調(diào)渣劑還能在渣中產(chǎn)生彌散固相質(zhì)點(diǎn)，提高渣與爐襯的結(jié)合能力。

1.4氮?dú)鈮毫土髁?/p>

高壓氮?dú)馐菫R渣的動(dòng)力，其壓力、流量直接影響濺渣效果。氮?dú)鈮毫σ话闩c氧氣壓力接近時(shí)，可取得較好效果，由于轉(zhuǎn)爐公稱容量不同，所以濺渣的氮?dú)鈮毫Α⒘髁看嬖诓町怺4]。

1.5濺渣時(shí)間

濺渣時(shí)間一般是按爐子爐渣狀況、爐內(nèi)渣量、噸位、供氣量及生產(chǎn)節(jié)奏等綜合考量，國(guó)內(nèi)各鋼廠吹氮時(shí)間一般為三到五分鐘。吹氮?dú)獾闹饕康氖菫闉R渣提供動(dòng)力，另外還有冷卻爐渣起到保護(hù)的作用。在吹氮?dú)獾那皟煞昼娭饕窃诶鋮s爐渣，因?yàn)樵谶@段時(shí)間的爐渣相對(duì)來(lái)說(shuō)還比較稀，即使濾渣濺到爐壁上也粘附效果不好。吹氮?dú)鈨煞昼娨院螅瑺t渣開(kāi)始大量的濺起，其噴濺程度可達(dá)到到爐帽處，爐襯掛渣情況良好。在實(shí)踐中我們發(fā)現(xiàn)，濺渣時(shí)間越長(zhǎng)，爐襯掛渣也就越多，如若時(shí)間過(guò)長(zhǎng)則會(huì)造成爐底、熔池爐壁均沾掛渣過(guò)多，從而造成爐底上漲。濺渣時(shí)間過(guò)長(zhǎng)也會(huì)影響生產(chǎn)節(jié)奏，升高生產(chǎn)成本，濺渣時(shí)間需根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)條件來(lái)最終確定。

2生產(chǎn)現(xiàn)狀概述

本鋼集團(tuán)北營(yíng)煉鋼廠120t轉(zhuǎn)爐三座，每座轉(zhuǎn)爐均采用了氧槍吹氮?dú)鉃R渣護(hù)爐技術(shù)。濺渣護(hù)爐技術(shù)即在出鋼后爐內(nèi)保留部分終渣，通過(guò)氧槍高速吹入氮?dú)鈱t渣吹濺至爐襯上，爐渣覆蓋爐襯，冷卻凝固后形成有效的保護(hù)層，從而大大減少噴補(bǔ)料的使用并提高轉(zhuǎn)爐爐齡。氮?dú)庠跓掍撋a(chǎn)中的主要作用包括濺渣護(hù)爐、用作保護(hù)氣以及氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的氣源等，其中濺渣護(hù)爐的消耗量最大。每一爐的濺渣氮?dú)庀牧渴峭ㄟ^(guò)崗位觀察現(xiàn)場(chǎng)顯示儀表記錄濺渣前后氧槍氮?dú)饫塾?jì)流量差得到的，依靠崗位人工記錄和統(tǒng)計(jì)，精確度不高。該廠應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)記錄每爐濺渣氮?dú)庀牧?，并通過(guò)程序在每爐出鋼結(jié)束后立即自動(dòng)生成包括濺渣開(kāi)始時(shí)刻、濺渣持續(xù)時(shí)長(zhǎng)和濺渣消耗量的生產(chǎn)報(bào)表，保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性，有助于加強(qiáng)氮?dú)饽芎墓芾?，將氮?dú)馇袛嚅y的開(kāi)關(guān)狀態(tài)采集到轉(zhuǎn)爐二級(jí)系統(tǒng)中，通過(guò)轉(zhuǎn)爐二級(jí)數(shù)據(jù)采集程序判斷切斷閥狀態(tài)改變的時(shí)刻，并將此時(shí)刻作為濺渣開(kāi)始/結(jié)束時(shí)刻寫入數(shù)據(jù)庫(kù)。當(dāng)切斷閥打開(kāi)時(shí)，切斷閥狀態(tài)標(biāo)簽由0變?yōu)?，系統(tǒng)程序記錄此時(shí)刻為濺渣開(kāi)始時(shí)刻；切斷閥關(guān)閉時(shí)，切斷閥狀態(tài)標(biāo)簽由1變?yōu)?，系統(tǒng)記錄此時(shí)刻為濺渣結(jié)束時(shí)刻。依靠轉(zhuǎn)爐二級(jí)系統(tǒng)根據(jù)濺渣時(shí)刻以及此時(shí)刻轉(zhuǎn)爐狀態(tài)將濺渣事件與爐次熔煉號(hào)對(duì)應(yīng)起來(lái)。通過(guò)轉(zhuǎn)爐二級(jí)系統(tǒng)與綜合二級(jí)系統(tǒng)之間的通訊，最終將每爐次的濺渣吹氮時(shí)長(zhǎng)、濺渣吹氮量體現(xiàn)在爐次報(bào)告中，實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)爐濺渣的實(shí)時(shí)監(jiān)控、精確控制[5]。

結(jié)束語(yǔ)

本鋼集團(tuán)北營(yíng)煉鋼廠使用濺渣氮?dú)庵悄芄芾硐到y(tǒng)，崗位人員在濺渣完畢后可從查詢到本爐的濺渣時(shí)長(zhǎng)和耗氮量，能夠根據(jù)數(shù)據(jù)及時(shí)總結(jié)濺渣過(guò)程，便于崗位操作人員提升濺渣工藝操作水平，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化濺渣工藝，縮短濺渣時(shí)長(zhǎng)，降低濺渣氮?dú)庀模_(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。

參考文獻(xiàn)

[1]高攀，李海波，郭玉明，等.首鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼高效復(fù)吹技術(shù)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用[J].煉鋼，2018，34（1）：1-9.

[2]郭偉達(dá)，李強(qiáng)篤，任科社，等.轉(zhuǎn)爐全流程智能煉鋼控制技術(shù)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用[J].山東冶金，2018（1）.

[3]賈崇雪，李相前，劉飛，等.轉(zhuǎn)爐爐底渣循環(huán)煉鋼工藝的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用[J].寬厚板，2018（1）：40-42.

[4]王勇，胡建光，孫玉軍，等.智能制造在梅鋼煉鋼廠的應(yīng)用實(shí)踐[J].中國(guó)冶金，2018，28（1）：32-39.

[5]張寶景，張朝發(fā)，王淼.轉(zhuǎn)爐低鐵水比冶煉技術(shù)及生產(chǎn)實(shí)踐[J].金屬世界，2018，No.198（4）：39-43.

[6]郝華強(qiáng)，王書桓，張朝發(fā)，等.轉(zhuǎn)爐熱態(tài)熔渣脫磷及循環(huán)利用生產(chǎn)實(shí)踐[J].中國(guó)冶金，2018，28（6）：56-58.

（作者單位：本鋼集團(tuán)北營(yíng)煉鋼廠）