溅渣护炉的应用上交

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1、转炉的溅渣护炉操作【摘要】　介绍氧气顶吹转炉溅渣护炉的理论与实践，对溅渣操作过程中出现的喷枪结瘤、炉底上涨及钢液脱磷等问题作了探讨。【关键词】　溅渣　枪口结瘤　炉底上涨　脱磷前　言钢铁工业一直面临着一种压力，即在不增加投资的条件下，提高产量，降低成本。最早由新日铁奥进等人于1981年开发的转炉溅渣护炉工艺(亦称强制涂层工艺)，就是一项不需要大的投资，而且增加生产率，降低操作费用，提高炉龄的新技术。　　溅渣护炉工艺的基本思想是在转炉出钢后，将终渣留在炉内，然后适当调整终渣成分(主要是MgO含量)，然后高压氮气通过吹氧枪吹渣，使终渣溅起附在炉衬上(见图1)，形成炉

2、衬的保护层，从而减轻炼钢过程对炉衬的机械冲刷和化学侵蚀，达到保护炉衬，大幅度提高炉龄的目的。图1　溅渣示意图溅渣护炉工艺是转炉补炉方法上的根本性突破，使转炉炉龄大幅度提高，美国LTV公司1991年开发应用这项新技术并在1994年获得成功，炉龄已突破20000炉，转炉作业率由1984年的78%提高到1994年的97%，北美国家转炉炉龄平均都在5000炉以上，有6个厂已超过10000炉。　　我国炼钢界从1996年开发这项工作并应用在大、中、小型转炉上。宝钢于1996年末引进了美国LTV公司的溅渣（MgO）控制等工艺，使炉龄从原来的3500～5000炉跃升到1000

3、0炉左右。鞍钢第三炼钢厂180t复吹转炉溅渣后不更换底吹原件，炉龄从2000炉左右提高到5700炉以上。太钢二炼钢50t转炉炉龄由不溅渣平均1419次提高到1996年平均3774次，最高炉龄达8580炉，拆炉时残砖仍有200mm左右。马钢三炼钢50t转炉首次试验时在已见保险砖的情况下用溅渣护炉工艺又冶炼了800多炉，炉龄达到1800炉。小型转炉方面，南京钢厂已达2500炉水平，莱芜、济南钢厂也已超过3000炉，首钢一炼钢30t转炉最高炉龄达3361炉，平均炉龄2200炉左右。福建三明钢厂15t小转炉已达到6000～7000炉的水平。溅渣护炉工艺具有以下特点：　

4、　.炉衬侵蚀平衡；　　.设备简单，投资少，收效快，劳动强度低；　　.减少重砌炉次数，增加炉子利用系数，提高生产率；　　.采用的氮气资源广，价格低；　　.溅渣层全面覆盖炉壁，解决耳轴处补炉难的困难，炉子寿命大幅度提高。2　溅渣护炉的机理　　多年来，冶金工作者认为回收固体渣重新装入炉内，或者出钢时留下一些液体的转炉渣再循环会给钢铁厂节约大量费用，但是由于高氧化性的炉渣与倒入炉内的热铁水相遇时，往往会引起强烈反应，发生大喷溅甚至爆炸性反应。因此，残留炉渣的操作曾经是被禁止的。　　溅渣工艺是炉渣留在炉内的折衷方法，使残渣挂在转炉炉衬表面并且凝固，这样避免了冶炼下一炉钢

5、倒入铁水时引起的爆炸反应。美国的L.Greco等人提出了溅渣理论依据。2.1　转炉低熔点的炉渣矿物结构　　转炉渣典型化学成分如表1所示。表1　转炉渣典型成分之一例成　分CaOFeOSiO2MgOAl2O3P2O5S含量%38.027.015.09.01.00.60.04　转炉渣矿物成分主要以铁酸二钙、铁酸镁、自由氧化钙及自由氧化镁组成。　　铁酸二钙及铁酸镁的熔点范围为1125～1260℃，新鲜的石灰（CaO）及氧化镁在2600℃也不能溶解，渣中的三氧化二铁含量愈高，炉渣以铁酸二钙及铁酸镁形式存在得越多。2.2　吹氮使内衬熔渣冷却并凝固　　溅渣理论另一个重要依据

6、是通过吹氮气，把残渣挂在炉膛内衬上，并把它冷却在熔点以下凝固，必要时还可加些白云石作为辅助手段。　　当1350℃左右的铁水加入炉内时，一部分已经挂在炉衬内壁上凝固的低熔点炉渣将会熔化，致使转炉开吹前就形成了液态渣。这种液态渣含有较高的CaO和MgO，因此不仅保护炉衬不受侵蚀，而且对炼钢过程有利，原因是可以提高冶炼初期渣的碱度，减轻硅氧化生成的二氧化硅对炉衬的侵蚀。　　铁酸二钙及铁酸镁也起到了有效的熔剂作用，当新鲜的石灰与白云石装入炉内时，就会立即熔化，有利熔炼的进行。3　溅渣操作所需的设备及操作工艺过程3.1　设备　　溅渣操作要求在相当高的压力下供应大量氮气，

7、在工厂设计时要求每吹炼一炉钢液后(约40min），能够连续4min供应压力1.24MPa，流量为39000m3／h的氮气(对Algoma250t转炉而言)。像上述条件的氮气供应通常在钢厂内是得不到的，所以需要设计增压泵及在排放时能供应符合要求的压力及流速的高压储氮容器，其中包括如下设备：　　.氮气入口管道及其温度/流量的测定；　　.在冷凝器后装备两台增压泵压缩器。　　.带有专门电源供电的主控制台的设备；　　.两氮气储存罐；　　.排放管道及阀门系列；　　.压力、流量及温度监控装置；　　.压缩机的远距离PLC操作及监控；　　.操作者站及工厂现有网络相互连接的操作控

8、制装置；　　.与现有吹氧系统安全闭锁及