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        260 t 轉(zhuǎn)爐提高擋渣成功率實(shí)踐

        2023-08-15 02:16:50孫岳琦李超馬鋒王富亮馬寧趙自鑫冉茂鐸
        鞍鋼技術(shù) 2023年4期
        關(guān)鍵詞:渣量爐口鋼包

        孫岳琦,李超,馬鋒,王富亮,馬寧,趙自鑫,冉茂鐸

        (鞍鋼股份有限公司鲅魚圈鋼鐵分公司,遼寧 營口 115007)

        轉(zhuǎn)爐造渣制度是重要的轉(zhuǎn)爐冶煉制度之一。轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)中,需要通過造渣實(shí)現(xiàn)一系列冶金功能,包括:鋼水脫磷與脫硫、吸收反應(yīng)產(chǎn)生的氧化夾雜物、熔池保溫等[1-3]。 鞍鋼在轉(zhuǎn)爐熔渣控制相關(guān)技術(shù)方面開展了大量研究,如復(fù)吹優(yōu)化改善造渣,改進(jìn)冶煉中化渣工藝,對鋼水罐中熔渣改質(zhì)等[4-12]。但研究表明,轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)熔渣具有氧化性高和雜質(zhì)元素含量高的特點(diǎn),一旦進(jìn)入鋼水罐便會造成鋼水“回磷”,增加脫氧合金化材料的消耗,降低耐材壽命等不良后果[13]。 為防止轉(zhuǎn)爐下渣,國內(nèi)鋼企一般應(yīng)用下渣檢測設(shè)備和滑板,取得較好的擋渣效果[14-20]。

        鞍鋼股份有限公司鲅魚圈鋼鐵分公司煉鋼部(以下簡稱“鲅魚圈煉鋼部”)2008 年建廠,近幾年,轉(zhuǎn)爐陸續(xù)安裝滑板擋渣裝置,部分重點(diǎn)鋼種采用擋渣錐加滑板擋渣的“雙擋渣”模式,其他鋼種依然采用擋渣錐的擋渣方式。 生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),使用擋渣錐的擋渣成功率較低,為95.3%,擋渣失敗影響了生產(chǎn)成本和產(chǎn)品質(zhì)量。 為此,分析影響擋渣成功率的因素,并采取相應(yīng)優(yōu)化措施后,取得較好的實(shí)踐效果,對其他鋼鐵企業(yè)轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)中提高擋渣成功率有一定的參考意義。

        1 擋渣工藝介紹

        鲅魚圈煉鋼部擁有3 座260 t 頂?shù)讖?fù)合吹煉轉(zhuǎn)爐,擋渣工藝相關(guān)參數(shù)如表1 所示。

        表1 擋渣工藝相關(guān)參數(shù)Table 1 Related Parameters of Slag Blocking Process

        出鋼開始前安裝好擋渣錐元件,夾緊于擋渣車頭部。出鋼開始后擋渣車移動(dòng)到爐口附近,在轉(zhuǎn)爐出鋼中末期投入擋渣錐。出鋼結(jié)束后,使用工具將擋渣錐從出鋼口捅掉,結(jié)束擋渣操作。

        2 影響擋渣成功率的原因分析

        造成擋渣失敗的原因較多,對擋渣失敗爐次進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,認(rèn)為主要原因如下:

        (1)擋渣錐投入位置不準(zhǔn)確

        實(shí)際生產(chǎn)中,存在新出鋼或爐體角度偏差后擋渣錐投入失敗的情況。 主要原因是投入擋渣錐的前后、左右、上下位置不準(zhǔn)確,造成擋渣錐無法準(zhǔn)確落入出鋼口內(nèi)。

        (2)擋渣錐作業(yè)準(zhǔn)備不充分

        擋渣錐投入后,由于裝配不合理會導(dǎo)致?lián)踉F熔化,或者由于擋渣錐冷熱溫差大導(dǎo)致其炸裂。

        (3)擋渣錐投入時(shí)機(jī)不合理

        如果擋渣錐投入過早,擋渣錐在鋼水中時(shí)間長,容易熔化; 如果投入過晚會出鋼混渣。

        (4)轉(zhuǎn)爐爐口、爐型的形狀不規(guī)則

        由于轉(zhuǎn)爐爐口積渣過多或過大,造成擋渣車前大臂無法順利進(jìn)入轉(zhuǎn)爐爐內(nèi),無法投放擋渣錐;轉(zhuǎn)爐出鋼口內(nèi)口附近不平,擋渣錐投入后未垂直坐在出鋼口內(nèi)部。

        (5)終點(diǎn)氧含量控制不合理

        高氧化性鋼渣對擋渣錐具有較強(qiáng)的侵蝕性,終點(diǎn)氧值過高時(shí),會造成擋渣錐投入不久后熔化,未能起到阻擋下渣的作用; 低氧化性鋼渣粘度較大,流動(dòng)性差,擋渣錐容易被粘的鋼渣裹住,無法進(jìn)入出鋼口內(nèi)。

        (6)終點(diǎn)渣量控制不合理

        終點(diǎn)渣量過大時(shí),擋渣錐不容易穿過厚渣層進(jìn)入出鋼口,影響了擋渣效果。

        擋渣失敗原因占比情況見表2 所示。

        表2 擋渣失敗原因占比情況Table 2 Percentages of Causes Leading to Failure of Slag Blocking%

        3 采取的優(yōu)化措施

        3.1 模擬出鋼過程確定擋渣錐投入位置

        針對擋渣錐投入位置不準(zhǔn)確問題,采取如下措施:對新出鋼口、連續(xù)兩次投入失敗爐次進(jìn)行校驗(yàn)操作,模擬出鋼過程,擋渣錐安裝完成后,撂爐到-90°,點(diǎn)動(dòng)撂爐至-92°~-93°,切斷傾動(dòng)系統(tǒng)供電,保持轉(zhuǎn)爐角度不變,模擬操作出鋼時(shí)的擋渣錐投入過程。順利投入擋渣錐即為校驗(yàn)成功,同時(shí)記錄以下幾個(gè)位置:相對出鋼口的上下、左右及前后位置三個(gè)方向的具體點(diǎn),并在地面、平臺墻面進(jìn)行標(biāo)記,以便實(shí)際生產(chǎn)中快速投入。

        3.2 優(yōu)化擋渣錐投入作業(yè)準(zhǔn)備

        在擋渣錐的耐火材料與金屬管的裸露結(jié)合部位使用耐火泥進(jìn)行涂抹,避免鋼液由縫隙侵入耐材中間,造成擋渣錐熔化;為避免擋渣錐內(nèi)部由于不干燥、溫度低造成炸裂問題,擋渣錐在投入前30 min 之內(nèi)完成烘烤,烘烤溫度控制在50~150 ℃,保證烘烤時(shí)間≥20 min。烘烤后在轉(zhuǎn)爐旁保溫,保持擋渣錐內(nèi)具有一定溫度。 擋渣錐烘烤制度見圖1所示。

        圖1 擋渣錐烘烤制度Fig. 1 Baking System for Slag Blocking Awl

        3.3 優(yōu)化擋渣錐投入時(shí)機(jī)

        擋渣錐投入的角度和位置與校驗(yàn)作業(yè)結(jié)果一致,出鋼量(進(jìn)入鋼包鋼水重量/總鋼水重量)控制在70%~80%。 為避免鋼包內(nèi)火大影響判斷,投入擋渣錐與脫氧合金化、頂渣改質(zhì)作業(yè)不同時(shí)進(jìn)行。擋渣錐投入時(shí)機(jī)如圖2 所示。 為防止混渣,投入擋渣錐后,馬上進(jìn)行撂爐操作,撂爐檔位為1 檔,連續(xù)撂爐2°~4°(對應(yīng)圖2 紅框處),直到爐口將要淌渣時(shí)停止。

        圖2 擋渣錐投入時(shí)機(jī)Fig. 2 Opportunities for Putting into Slag Blocking Awl

        3.4 優(yōu)化轉(zhuǎn)爐爐口與爐型

        保證轉(zhuǎn)爐爐口外側(cè)無大塊積渣,爐口爐襯磚內(nèi)側(cè)積渣厚度要求≤1.5 m;保證轉(zhuǎn)爐出鋼口所在的爐襯表面平整,無坑、溝,若發(fā)現(xiàn)相應(yīng)缺陷及時(shí)進(jìn)行噴補(bǔ)解決。

        3.5 合理控制轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)氧含量

        合理控制終點(diǎn)氧含量,實(shí)踐表明,氧值為0.03%~0.10%能較好避免擋渣錐熔化及鋼渣粘住擋渣錐的問題。

        3.6 減少冶煉終點(diǎn)渣量

        當(dāng)冶煉終點(diǎn)渣量>6 kg/t 時(shí),轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)后搖爐倒出一部分鋼渣,要求轉(zhuǎn)爐放渣角度≥88°,以爐口不淌出液態(tài)渣為原則,保證爐內(nèi)剩余鋼渣量達(dá)到下限值后抬爐出鋼。

        4 取得的效果

        采取上述優(yōu)化措施后,統(tǒng)計(jì)37 爐次數(shù)據(jù),優(yōu)化前后渣厚控制和擋渣成功率對比見圖3。 由圖3 可以看出,優(yōu)化后鋼包內(nèi)平均渣厚由101 mm降低到89 mm,擋渣成功率由95.3%提高到97.5%,對實(shí)現(xiàn)鋼水潔凈化、控制鋼水回磷、降低脫氧合金化成本、提高鋼包耐材壽命等起到有利的作用。

        圖3 優(yōu)化前后渣厚控制和擋渣成功率對比Fig. 3 Comparison of Slag Thickness Control and Success Rate of Slag Blocking before and after Optimization

        5 結(jié)論

        分析認(rèn)為,影響轉(zhuǎn)爐冶煉擋渣錐擋渣效果的主要原因有擋渣錐投入位置不準(zhǔn)確,擋渣錐作業(yè)準(zhǔn)備不充分,擋渣錐投入時(shí)機(jī)不合理,轉(zhuǎn)爐爐口、爐型的形狀不規(guī)則,終點(diǎn)氧含量及渣量控制不合理。 對工藝優(yōu)化后,提高了擋渣成功率,得到結(jié)論如下。

        (1)生產(chǎn)前,應(yīng)及時(shí)清理爐口積渣,出鋼口附近爐襯出現(xiàn)問題立即修補(bǔ); 冶煉終點(diǎn)氧值控制范圍為0.03%~0.10%; 冶煉終點(diǎn)渣量>6 kg/t 時(shí)進(jìn)行出鋼前放渣作業(yè),轉(zhuǎn)爐放渣角度≥88°。

        (2)擋渣前,改進(jìn)裝配、對擋渣錐烘烤保溫,避免了擋渣錐熔化、炸裂的問題;準(zhǔn)確校驗(yàn)擋渣錐投入操作,在轉(zhuǎn)爐-92°~-93°,出鋼量比例為70%~80%時(shí)投入擋渣錐,實(shí)現(xiàn)了擋渣錐的準(zhǔn)確投入。

        (3)采取上述措施后,鋼包內(nèi)渣厚由101 mm降低到89 mm,擋渣成功率由95.3%提高到97.5%,對實(shí)現(xiàn)鋼水潔凈化、控制鋼水回磷、降低脫氧合金化成本、 提高鋼包耐材壽命等起到有利的作用。

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