頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐相關(guān)知識SNPPT課件

1、內(nèi)容介紹 頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐概述 頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐的冶金特點 頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐的種類 新區(qū)三座頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐概況 新區(qū)頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐在運行過程中存在的問題 自動化煉鋼簡介 國內(nèi)其他廠家頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐運行信息第1頁/共72頁為什么出現(xiàn)頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐?頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐有何先進？頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐在運行中出現(xiàn)的問題？第2頁/共72頁 一 、頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐概述1、氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐氧槍在爐內(nèi)位置是鐵水里還是鐵水以上？ 渣 鐵水氧槍第3頁/共72頁第4頁/共72頁2、氧氣底吹轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)爐O2底吹槍？第5頁/共72頁第6頁/共72頁氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐氧氣底吹轉(zhuǎn)爐氧氣側(cè)吹轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐第7頁/共72頁 3、頂?shù)讖?fù)合吹煉的種類迄今為止用來作為攪拌鋼水的氣體

2、:氧氣第8頁/共72頁LBE N2/Ar2 爐底用透氣轉(zhuǎn)LD-KG N2/Ar2 爐底用小口徑噴嘴BSC-BAP O2或空氣 噴嘴吹O2或空氣，用氮氣 遮蓋K-BOP 氧氣和石灰粉 用OBM噴嘴，用氧氣噴 入石灰粉 第9頁/共72頁1）采用氧氣攪拌 采用氧氣攪拌：不論是用純氧、氮與氧的混合物或者空氣，都需要用燃料（天然氣、丙烷或油）來進行遮蓋保護以防止與耐火材料接觸和起冷卻作用。由于燃料分解和氧與熔池中的碳發(fā)生反應(yīng)生成兩倍于吹入氧氣體積的一氧化碳，從而產(chǎn)生比較大的攪拌力。但是這種攪拌力將隨熔池中含碳量的減少而明顯減少。而且由于必須用燃料進行遮蓋保護，故爐底供氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，噴嘴及爐底壽命低

3、。 第10頁/共72頁2）采用CO2氣體攪拌采用CO2氣體攪拌：由于CO2與熔池中的碳發(fā)生反應(yīng)（ CO2 +C），所以也是一種攪拌力比較強的氣體。另外CO2不會惡化鋼質(zhì)，具有一定冷卻作用，因此是應(yīng)用較普遍的氣體。但是CO2氣體具有一定氧化性以及發(fā)生反應(yīng)時將造成壓力波動，對爐底耐火材料具有一定程度的影響，特別是會相對引起熔池CO分壓的增加，不利于超低碳鋼的冶煉。 第11頁/共72頁3) 采用氮氣攪拌N2作為攪拌氣體，無需遮蓋保護，供氣元件結(jié)構(gòu)簡單，對爐底耐火材料的蝕損小，在非氧化性氣體中價格最便宜，因此被廣泛采用，但它會增加鋼中N。當(dāng)采用全程吹N2時，即便使用較小供N2強度，鋼中含 N 量也要增

4、加3050ppm。如果吹煉終了到出鋼期間繼續(xù)吹N2 則還將增N5-10ppm。 第12頁/共72頁第13頁/共72頁 4、頂?shù)讖?fù)合吹煉的冶金特點 圖1頂吹與復(fù)合吹煉過程中主要元素濃度變化第14頁/共72頁圖2熔池中碳的不均勻值比較第15頁/共72頁圖3溶解氧與碳含量的關(guān)系第16頁/共72頁圖4吹煉終點C和O之間的關(guān)系 第17頁/共72頁圖5渣中鐵含量與終點碳的關(guān)系第18頁/共72頁圖6 終點c和吹煉終點Mn的關(guān)系第19頁/共72頁殘錳的變化大后期溫度終碳過程返干鐵水錳2007.2 取樣分析 鐵水錳0.20% 殘錳 ？ 鐵水錳0.32% 殘錳 ？0.14%第20頁/共72頁圖7 渣中TFe含量與

5、磷分配比的關(guān)系第21頁/共72頁關(guān)于P的控制 爐前平均小于 0.2%底部供氣加強了熔池攪拌，特別是在吹煉末期，是鋼-渣反應(yīng)進一步接近平衡。對于脫磷反應(yīng)，在同樣的爐渣堿度和FeO下，復(fù)吹時的脫磷反應(yīng)更接近平衡，因而脫磷效果更好。第22頁/共72頁頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐特點：1、成分、溫度更均勻。2、由于攪拌力增強，改善了渣-金屬間的 平衡條件，減少鋼 水的過氧化現(xiàn)象。3、提高鋼水中的殘錳量。4、更有效的降低鋼水中的含磷量。5、減少了噴濺。第23頁/共72頁二、 新區(qū)頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐情況介紹 （一）概況 新區(qū)有三座120噸頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐，分別于2004年7月、8月，2005年元月投產(chǎn)，現(xiàn)爐齡分別為20384爐、2

6、0100爐、17325爐。底吹采用全程吹氮氣，現(xiàn)運行良好。第24頁/共72頁第25頁/共72頁第26頁/共72頁1.底部供氣采用N2、Ar2切換方式，根據(jù)吹煉期的不同循環(huán)供氣；底部供氣總管壓力應(yīng)1.2MPa。2. 供氣強度調(diào)節(jié)范圍從0.005m3min.t到0.10m3min.t。3.冶煉的絕大多數(shù)鋼種，供氣強度最大值在0.07 0.10m3min.t。4.通常使用底吹供氣強0.03m3/min.t。 （二) 底吹供氣模式第27頁/共72頁為什么高碳鋼用低一些的供氣強度，低碳鋼用較高供氣強度？第28頁/共72頁底部吹入惰性氣體，熔池中氣泡的CO分壓降低，有利于含碳量較低時脫碳反應(yīng)的進行，在冶煉

7、低碳或超低碳鋼時，不致使鋼水過氧化。從碳氧反應(yīng)的方程式可知，碳氧反應(yīng)的氣體產(chǎn)物體積比反應(yīng)前有所增加，因此，反應(yīng)的環(huán)境壓力及CO的分壓力影響反應(yīng)的進行，降低氣氛中CO分壓力可以促進碳氧反應(yīng)進行。 C + O2 = 2CO第29頁/共72頁（三）底吹槍的分布第30頁/共72頁（四）底吹主畫面第31頁/共72頁（五）參數(shù)設(shè)置畫面第32頁/共72頁1、底吹轉(zhuǎn)爐爐體維護認(rèn)識不足爐體最薄弱的環(huán)節(jié)在于兩處： 一是渣面大面， 二是熔池帶。 三、主要經(jīng)驗及現(xiàn)存問題第33頁/共72頁（1）渣面大面的維護主要是依靠倒料。 第34頁/共72頁（2）熔池帶。在新區(qū)三座轉(zhuǎn)爐中都普遍存在著熔池暗帶的現(xiàn)象，從個人角度的長時間

8、 觀察及分析，我認(rèn)為兩個方面形成了此暗帶。A 爐底深。B 底吹槍漏氣。第35頁/共72頁C 在爐底較深時，鋼水也可能 會從熔池底部底吹漏氣的地 方第36頁/共72頁目前措施 爐底高度不允許下到7.7以下，盡量 控制在7.65以上。 將濺渣時的底吹流量提高，提高供氣壓力，在頂吹與底吹氮氣的相互作用力下使濺渣層盡量在熔池部位停留，更多的保護耳軸以下部位。濺渣槍位和底吹流量都需要摸索調(diào)整，需要一個最佳值。 第37頁/共72頁2、底吹的利用底吹對復(fù)吹轉(zhuǎn)爐濺渣的影響A 在低槍位操作時，頂吹氣流濺起的熔渣和底吹氣流濺起的熔渣之間互不影響。B 在最佳槍位時，頂吹氣流和底吹氣流二者的合力有利于增大濺渣量和濺渣

9、高度。C 超過最佳槍位時，隨著槍位升高，頂吹氣體射流對熔池的沖擊區(qū)大，對熔渣的攪拌能下降，頂吹射流的能量一部分被底吹涌起的渣滴抵消，一部分被渣滴吸收。 第38頁/共72頁現(xiàn)在實行的濺渣方式：先低后高再低，低槍位維持1分鐘左右，然后提高800MM,再根據(jù)起渣情況壓強，回到開始槍位，后壓至最低槍位，直至終點。第39頁/共72頁圖8第40頁/共72頁底部供氣元件的維護 氣泡反擊 氣流通過供氣元件以氣泡的形式進入熔池，當(dāng)氣泡脫離元件端部的瞬間，對其周圍的耐火材料有一個沖擊作用，這種現(xiàn)象稱為“氣泡反擊”。供氣量越大，反擊率越高，對元件周圍耐火材料蝕損越嚴(yán)重。水錘沖刷 在氣泡脫離元件端部時引起鋼水的流動，

10、沖 刷著元件周圍耐火材料，這種現(xiàn)象稱為“水錘沖刷”。凹坑熔損 由于氣體與鋼水的共同沖刷，在元件周圍形 成凹坑，加劇了對耐火材料的蝕損。爐底漲幅 爐底大幅下降與上漲都將對元件造成很壞的影響，有些直接是不可挽回的 為什么會出現(xiàn)元件損壞呢？第41頁/共72頁如何對底吹元件進行維護呢？既保證暢通，又得長壽。請大家想象一下其究竟是一種什么形態(tài)？“爐渣-金屬蘑菇頭”第42頁/共72頁第43頁/共72頁維護方法： A 爐役初期通過粘渣、掛渣和濺渣，盡快形 成蘑菇頭2004年8月份開爐至2005年年初期 間，我們都看到了蘑菇頭在逐漸形成的過程。 B 首先是爐底的控制必須穩(wěn)定， 其次是提高一次拉碳率，避免后吹，

11、 第三保證爐襯溫度。 C 試驗成熟一旦發(fā)生堵塞時的處理方法。？第44頁/共72頁冶煉過程中頂槍與底吹的配合 帶來問題： 粘槍 吃槍 粘煙道 火焰判斷 粘爐口 原因分析：底吹攪拌與頂槍配合不當(dāng) 措施： 穩(wěn)定底吹流量，提高頂槍槍位第45頁/共72頁3、泄爆問題A 系統(tǒng)密封B 打火不好，燃燒不充分C 開吹瞬間波動較大 氧壓 槍位一定要穩(wěn)定第46頁/共72頁四、轉(zhuǎn)爐煉鋼計算機自動控制簡介 計算機用于鋼鐵企業(yè)管理和轉(zhuǎn)爐冶煉過程控制，顯著提高了轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)率，降低了原材料、能源和人工消耗及生產(chǎn)成本，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，減輕了勞動強度。第47頁/共72頁1、靜態(tài)控制 靜態(tài)控制是按照已知的原材料條件和吹煉終點溫度及含

12、碳量，按靜態(tài)模型計算吹氧量、冷卻劑加入量、造渣材料以及其原材料加入量并按其進行吹煉，在吹煉過程中不按任何新信息修正吹煉的控制方法。 第48頁/共72頁2、動態(tài)控制靜態(tài)控制只考慮始態(tài)與終態(tài)之間量的差別，而不考慮量隨時間的變化，因而靜態(tài)控制的命中率是有限的。為了提高命中率，應(yīng)根據(jù)吹煉過程中檢測的金屬成分、溫度及爐渣狀況等有關(guān)隨時間變化的動態(tài)信息對吹煉參數(shù)進行修正，以達到預(yù)定的吹煉目標(biāo)，這種方法稱為動態(tài)控制法。動態(tài)控制的關(guān)鍵在于迅速、準(zhǔn)確的連續(xù)獲得反饋信息。否則，即使建立的模型再好也是枉然。 第49頁/共72頁目前，轉(zhuǎn)爐終點靜態(tài)控制的命中率可達60%-70%，比人工控制命中率約高10%-20%，動態(tài)

13、控制的終點成分和溫度的命中率可達90%以上。目前轉(zhuǎn)爐的自動控制還處于發(fā)展和逐步完善階段。 第50頁/共72頁3、轉(zhuǎn)爐自動控制系統(tǒng)包括什么？計算機系統(tǒng)電子秤量系統(tǒng)檢測調(diào)節(jié)系統(tǒng)邏輯控制系統(tǒng)顯示裝置副槍系統(tǒng)第51頁/共72頁鐵水?dāng)?shù)據(jù)廢鋼數(shù)據(jù)輔料數(shù)據(jù)計劃微機靜態(tài)控制計劃動態(tài)控制第52頁/共72頁第53頁/共72頁3、轉(zhuǎn)爐的計算機控制具備的功能 （1）工藝過程參數(shù)的自動收集、處理和記錄； （2）根據(jù)模型計算出各種原材料，包括鐵水、 廢 鋼、輔助材料、鐵合金和氧氣的用量； （3）吹煉過程的自動控制，包括靜態(tài)控制、動態(tài) 控制和全自動控制； （4）人機聯(lián)系，包括用各種顯示器報告冶煉進程和向計算機輸入， （5）

14、信息控制系統(tǒng)本身的故障處理； （6）生產(chǎn)管理，包括向后步工序輸出信息以及打印每爐冶煉記錄和報表等。第54頁/共72頁4、副槍系統(tǒng) 副槍系統(tǒng)包括鋼水溫度、鋼水定碳、鋼水溶氧和鋼水液位（在探頭端部設(shè)有電極，當(dāng)電極接觸鋼水時，電極導(dǎo)電，即以此時副槍高度來換算鋼水液面高度）檢測。副槍也設(shè)有冷卻水系統(tǒng)，其檢測和報警以及控制和氧槍相同。 副槍探頭按測定性能分有下列四種類型： 1）測溫探頭2）測溫+定碳+取樣探頭；3）定氧探頭；4）鋼水液面測定探頭。 其工作原理如圖第55頁/共72頁第56頁/共72頁濟鋼三煉鋼副槍系統(tǒng)副槍第57頁/共72頁探頭第58頁/共72頁副槍夾持器第59頁/共72頁副槍與探頭連接第6

15、0頁/共72頁副槍準(zhǔn)備測量旋轉(zhuǎn)過程中 第61頁/共72頁副槍測量過程中第62頁/共72頁測量完畢從副槍孔拔出第63頁/共72頁測量完畢旋轉(zhuǎn)至取槍位第64頁/共72頁副槍操作界面第65頁/共72頁五、國內(nèi)其他廠家相關(guān)信息 1、武鋼第二煉鋼廠3號轉(zhuǎn)爐從1999年5月16日開爐，到今年10月24日停爐，歷時兩年零五個月。轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)吹爐齡達到22766爐。通過改善供氣管道聯(lián)接，分段調(diào)節(jié)底部供氣流量，減緩供氣元件侵蝕速度等方法形成了武鋼所特有的氧槍掛渣技術(shù)、底部供氣疏通技術(shù)等，成功地解決了頂?shù)讖?fù)吹與高爐齡同步這一世界難題。據(jù)介紹，美國有些鋼廠也曾有過3萬爐的爐齡紀(jì)錄，但無法做到頂?shù)讖?fù)合吹煉同步。第66頁/共72頁2、武鋼二煉鋼廠1號轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)吹爐齡達到30000爐，再次刷新了由該