轉爐濺渣護爐工藝技術研究

1、鞍鋼技術轉爐濺渣護爐工藝技術研究夏頂忠(鞍鋼第三煉鋼廠摘要收效快、操作方便, 可大幅度提高爐襯壽命, 、有關參數(shù)及經(jīng)濟效益。Study on Slag Sp lash ing in ConverterX i a D i ngzhong(A ISC N o . 3Steel m ak ing P lan t Abstract Slag sp lash ing in converter has been developed recen tly . T he p rocess is characterized by si m p le equ i pm en ts , s m all investm

2、 en t , qu ick retu rn s and liab le to operate and it can increase the life of lin ing sign ifican tly so as to raise the campaign of the con 2verter . T he artical in troduces the p rinci p le of slag sp lash ing in converter , the variab les and its econom ic benefits. Key W ords n itrogen 2b low

3、 n slag sp lash ing1前言111濺渣護爐技術發(fā)展概況美國L TV 鋼鐵公司印第安那港廠有兩座252t 轉爐, 1991年爐齡突破8000次。1992年采用濺渣護爐技術, 1994年創(chuàng)下15658次轉爐爐齡世界紀錄, 1995年又創(chuàng)19000次新的世界紀錄。1993年至1996年國外已有17個煉鋼廠采用濺渣護爐技術。我國最早應用夏頂忠工程師鞍鋼第三煉鋼廠郵編114021濺渣護爐技術的是承德鋼廠, 于1995年7月開始應用濺渣護爐技術, 首鋼第一煉鋼廠于1995年7月、太鋼第二煉鋼廠于1995年10月開始應用該項技術。1996年7月太鋼第二煉鋼廠濺渣護爐技術通過了冶金部組織的成果

4、鑒定。該廠三座50t 轉爐平均爐齡為3545次, 最高爐齡達5492次。112濺渣護爐的基本原理濺渣護爐工藝的基本原理是在轉爐出鋼后, 將爐渣留在爐內(nèi)調(diào)整其成分, 并通過氧槍向爐內(nèi)吹入高壓氮氣, 將爐渣冷卻濺起沾在爐襯上, 形成爐襯保護層, 從而減輕煉鋼過程中爐襯的機械沖刷和化學侵蝕, 達到保護爐211998年第8期襯提高爐齡的目的。113濺渣護爐工藝特點濺渣護爐工藝有以下特點:1 設備簡單、施工周期短、投資少、收效快;2 操作方便、便于自動化, 無需體力勞動;3 操作費用低, 所用氮氣資源廣、價格低;4 濺渣層可履蓋整個爐壁, 側的補爐難題, ;5 , ;, 便于組織生產(chǎn)。, 減少了砌筑爐襯

5、次數(shù), 有利于均衡生產(chǎn), 提高鋼產(chǎn)量。2鞍鋼第三煉鋼廠基本概況第三煉鋼廠現(xiàn)有兩座150t 轉爐(1號, 2號 和一座180t 轉爐(3號 , 1995年鋼產(chǎn)量313萬t , 1996年7月開始設計轉爐濺渣護爐供氮管路系統(tǒng), 用一個半月時間設計施工全部結束。實際工程總投資188萬元。1996年8月23日, 1號轉爐從爐齡224次開始濺渣護爐; 1996年9月12日, 3號轉爐從爐齡1401次開始濺渣護爐; 1996年10月8日, 2號轉爐從爐齡300次開始濺渣護爐。3工藝參數(shù)與操作311氧槍工藝參數(shù)氧槍工藝參數(shù)如表1所示。312吹氮工藝參數(shù)(1 供氣條件氧氣廠氮氣球罐安全壓力為115M Pa ,

6、 設計只允許單爐吹氮, 要求氮氣干燥無油。(2 壓力流量表1氧槍工藝參數(shù)爐號喉口直徑mm 出口直徑mm 中心夾角出口馬赫數(shù)M 工作氧壓3719481414152100178氧槍孔型:四孔拉瓦爾。:, , , , 造成爐底上漲和熔, 不利于爐襯維護和冶煉操作; 當?shù)獨鈮毫Υ笥?12M Pa 時, 濺渣高度達到爐口以上, 爐襯渣層較均勻, 能有效控制爐底上漲和減少耳軸以上部位爐襯侵蝕。為了減少濺渣時氮氣壓力損失, 經(jīng)研究取消了原設計安裝的自立式壓力調(diào)節(jié)閥, 要求濺渣前氮氣總壓力為112114M Pa , 工作壓力為018112M Pa , 流量為200026000m 3 h 。(3 濺渣吹氮槍位通

7、過水模試驗得知:當粘度一定時, 有一最佳槍位能使濺起物達到最高值, 隨著粘度增大, 這一最佳槍位變低, 由于受到氧槍行程限制, 通常下極限槍位未到達最佳槍位以下, 而濺渣過程中爐渣粘度逐漸增大, 因此濺渣吹氮應盡量采用低槍位。實際規(guī)定吹氮槍位比氧槍下極限高100mm 。(4 吹氮時間吹氮時間對于濺渣起很重要的作用, 吹氮時間短, 則濺渣層薄, 爐內(nèi)剩余殘渣多; 吹氮時間長, 雖渣層不薄, 但渣層是在吹氮降溫量較大時形成的, 其熔點相對較低, 不能真正起到保護爐襯作用。經(jīng)試驗證明, 濺渣吹氮時間應控制在24m in 。313造渣要求試驗中通過出鋼口和氧槍取到的濺渣物, 氣孔相當多, 其它性能也無

8、法同爐襯磚相比, 因此, 要求在整個冶煉過程做到盡快形成31鞍鋼技術高堿度、高氧化鎂及適當氧化性的爐渣, 控制好終點成分溫度。在保證正常冶煉操作的同時, 盡量減少對濺渣層的侵蝕。具體要求是:1 保證活性石灰的加入量, 使堿度達到310315。頭批料應為總量的2 3, 保證吹煉前期盡快形成堿性渣。2 要求終渣M gO 控制在8%15%范圍內(nèi), 每次頭批料加23t 輕燒鎂球或4t 輕燒白云石, 終點降溫提倡使用菱鎂石。314調(diào)整爐渣, 有二:; 。調(diào)。在濺渣前加入菱鎂石容易沾在爐底, 最佳時間是在氧槍降到濺渣吹氮位置時開始加菱鎂石。因為此時的爐渣有較高的溫度, 有利于菱鎂石分解。調(diào)渣劑加入量大時,

9、 應分批加。每批數(shù)量013015t 。315濺渣操作(1 在倒爐及出鋼過程中, 應注意觀察爐渣狀況, 根據(jù)爐渣溫度、流動性確定調(diào)渣劑的加入量。(2 將氧槍操作方式選至吹氮方式; 氧槍工作方式選至現(xiàn)場方式; 微機工作畫面顯示氮氣放散閥關, 切斷閥開。(3 出鋼后將爐體搖至零位, 降槍至噴頭標高10m 左右時開氮氣快切閥, 在濺渣槍位持續(xù)吹氮, 同時加入調(diào)渣劑, 如吹1m in 時不見起渣, 應補加調(diào)渣劑。(4 當爐口上方濺起的渣粒明顯減少時, 開始抬槍, 噴頭抬至標高8m 左右時關閉氮氣快切閥。(5 倒掉爐內(nèi)殘渣, 將選擇開關選至原吹氧方式, 微機顯示放散閥開, 切斷閥和快切閥關。4爐渣理化指標

10、檢測分析411爐渣熔點爐渣熔點測定結果如表2所示。表2爐渣熔點測定結果, 熔煉號拉碳濺渣后35708149031650158014201490平渣化學成分爐渣化學成分如表3所示。表3爐渣化學成分, %試樣號CaOSi O 2M gO A l 2O 3T Fe FeOFe 2O 315111461193D 57102501252111811627182616531793D 5709250147148198121936120注:表中的1為拉碳渣樣, 2為出鋼渣樣, 3為濺渣后剩渣樣。413爐渣巖相分析通過爐渣巖相顯微照片觀察, 轉爐終渣礦物組成主要為硅酸三鈣, 結晶呈針狀

11、、長條狀、板狀網(wǎng)絡結構, 次晶相為方鎂石, 結晶呈無色細顆粒狀, 還有少量細顆粒狀硅酸二鈣、鐵酸鈣及RO 相。414濺渣護爐機理分析轉爐終渣熔點在1500左右, 濺渣時形成耐高溫抗侵蝕保護層的原因有兩個:(1 爐渣在氮氣攪拌冷卻過程中有高熔411998年第8期點礦物組成析出, 沾在爐襯上。濺渣后爐內(nèi)剩渣熔點在1450左右, 比濺渣前爐渣熔點低, 說明析出沾在爐襯上的爐渣熔點比較高。從濺渣前后爐渣化學成分對比可以看出, 剩余渣中高熔點組分CaO 、M gO 有一定降低, 而低熔點組分FeO 、Fe 2O 3有所增加, 進一步證實析出的是高熔點礦物, 這是濺渣護爐和粘渣補爐的基本原理。(2 加入調(diào)

12、渣劑, 提高爐渣熔點。轉爐堿性爐渣中主要成分為CaO 、M gO 合物, 渣中低熔點化合物FeO 、Fe 23及與CaO , 低, 的鎂收FeO , 還可能與Fe 2O 3, 并仍保持較高熔點。氮氣流股的強烈攪拌可使這一過程進行得更加充分。這是濺渣護爐特有的優(yōu)點。5應用濺渣護爐后的經(jīng)濟效益第三煉鋼廠應用濺渣護爐工藝技術以來, 經(jīng)過科技攻關, 較快地完善了工藝操作, 取得了巨大的經(jīng)濟效益。(1 濺渣護爐后爐齡情況濺渣護爐后的爐齡情況見表4。表4濺渣護爐后的爐齡情況爐號濺渣前平均爐齡濺渣后爐齡情況平均爐齡爐齡說明5336計劃停爐1697因爐襯磚材質(zhì)問題停爐3號225658585858(2 經(jīng)濟效益計算1 有關參數(shù)1號爐少用爐襯磚1309-2=41215套2號爐少用爐襯磚-2=21333套1=套2276萬; 334萬元。砌筑爐襯時間:1號、2號爐用5天, 3號爐用6天, 修爐期間每天影響產(chǎn)量2000t , 產(chǎn)量效益每噸鋼100元。濺渣吹氮氣平均每爐3m in ; 流量為400m 3 m in ; 每爐造渣多用115t 輕燒鎂球;調(diào)渣每爐多加菱鎂石013t ; 氮氣012元 m 3; 輕燒鎂球400元 t ; 菱鎂石75元 t 。2 節(jié)約爐襯磚費用:276×(41215+21333 +334×11597=234015萬元3 增加產(chǎn)量效益:100×