轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐工藝技術(shù)研究

1、鞍鋼技術(shù)轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐工藝技術(shù)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(guān)參數(shù)及經(jīng)濟(jì)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(hù)爐技術(shù)發(fā)展概況美國(guó)L TV 鋼鐵公司印第安那港廠有兩座252t 轉(zhuǎn)爐, 1991年?duì)t齡突破8000次。1992年采用濺渣護(hù)爐技術(shù), 1994年創(chuàng)下15658次轉(zhuǎn)爐爐齡世界紀(jì)錄, 1995年又創(chuàng)19000次新的世界紀(jì)錄。1993年至1996年國(guó)外已有17個(gè)煉鋼廠采用濺渣護(hù)爐技術(shù)。我國(guó)最早應(yīng)用夏頂忠工程師鞍鋼第三煉鋼廠郵編114021濺渣護(hù)爐技術(shù)的是承德鋼廠, 于1995年7月開(kāi)始應(yīng)用濺渣護(hù)爐技術(shù), 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(kāi)始應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)。1996年7月太鋼第二煉鋼廠濺渣護(hù)爐技術(shù)通過(guò)了冶金部組織的成果

4、鑒定。該廠三座50t 轉(zhuǎn)爐平均爐齡為3545次, 最高爐齡達(dá)5492次。112濺渣護(hù)爐的基本原理濺渣護(hù)爐工藝的基本原理是在轉(zhuǎn)爐出鋼后, 將爐渣留在爐內(nèi)調(diào)整其成分, 并通過(guò)氧槍向爐內(nèi)吹入高壓氮?dú)? 將爐渣冷卻濺起沾在爐襯上, 形成爐襯保護(hù)層, 從而減輕煉鋼過(guò)程中爐襯的機(jī)械沖刷和化學(xué)侵蝕, 達(dá)到保護(hù)爐211998年第8期襯提高爐齡的目的。113濺渣護(hù)爐工藝特點(diǎn)濺渣護(hù)爐工藝有以下特點(diǎn):1 設(shè)備簡(jiǎn)單、施工周期短、投資少、收效快;2 操作方便、便于自動(dòng)化, 無(wú)需體力勞動(dòng);3 操作費(fèi)用低, 所用氮?dú)赓Y源廣、價(jià)格低;4 濺渣層可履蓋整個(gè)爐壁, 側(cè)的補(bǔ)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(zhuǎn)爐(1號(hào), 2號(hào) 和一座180t 轉(zhuǎn)爐(3號(hào) , 1995年鋼產(chǎn)量313萬(wàn)t , 1996年7月開(kāi)始設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐供氮管路系統(tǒng), 用一個(gè)半月時(shí)間設(shè)計(jì)施工全部結(jié)束。實(shí)際工程總投資188萬(wàn)元。1996年8月23日, 1號(hào)轉(zhuǎn)爐從爐齡224次開(kāi)始濺渣護(hù)爐; 1996年9月12日, 3號(hào)轉(zhuǎn)爐從爐齡1401次開(kāi)始濺渣護(hù)爐; 1996年10月8日, 2號(hào)轉(zhuǎn)爐從爐齡300次開(kāi)始濺渣護(hù)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?dú)馇蚬薨踩珘毫?15M Pa ,

6、 設(shè)計(jì)只允許單爐吹氮, 要求氮?dú)飧稍餆o(wú)油。(2 壓力流量表1氧槍工藝參數(shù)爐號(hào)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(hù)和冶煉操作; 當(dāng)?shù)獨(dú)鈮毫Υ笥?12M Pa 時(shí), 濺渣高度達(dá)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(shí)氮?dú)鈮毫p失, 經(jīng)研究取消了原設(shè)計(jì)安裝的自立式壓力調(diào)節(jié)閥, 要求濺渣前氮?dú)饪倝毫?12114M Pa , 工作壓力為018112M Pa , 流量為200026000m 3 h 。(3 濺渣吹氮槍位通

7、過(guò)水模試驗(yàn)得知:當(dāng)粘度一定時(shí), 有一最佳槍位能使濺起物達(dá)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(dá)最佳槍位以下, 而濺渣過(guò)程中爐渣粘度逐漸增大, 因此濺渣吹氮應(yīng)盡量采用低槍位。實(shí)際規(guī)定吹氮槍位比氧槍下極限高100mm 。(4 吹氮時(shí)間吹氮時(shí)間對(duì)于濺渣起很重要的作用, 吹氮時(shí)間短, 則濺渣層薄, 爐內(nèi)剩余殘?jiān)? 吹氮時(shí)間長(zhǎng), 雖渣層不薄, 但渣層是在吹氮降溫量較大時(shí)形成的, 其熔點(diǎn)相對(duì)較低, 不能真正起到保護(hù)爐襯作用。經(jīng)試驗(yàn)證明, 濺渣吹氮時(shí)間應(yīng)控制在24m in 。313造渣要求試驗(yàn)中通過(guò)出鋼口和氧槍取到的濺渣物, 氣孔相當(dāng)多, 其它性能也無(wú)

8、法同爐襯磚相比, 因此, 要求在整個(gè)冶煉過(guò)程做到盡快形成31鞍鋼技術(shù)高堿度、高氧化鎂及適當(dāng)氧化性的爐渣, 控制好終點(diǎn)成分溫度。在保證正常冶煉操作的同時(shí), 盡量減少對(duì)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(dá)到310315。頭批料應(yīng)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(diǎn)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(shí)間是在氧槍降到濺渣吹氮位置時(shí)開(kāi)始加菱鎂石。因?yàn)榇藭r(shí)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(shí),

9、 應(yīng)分批加。每批數(shù)量013015t 。315濺渣操作(1 在倒?fàn)t及出鋼過(guò)程中, 應(yīng)注意觀察爐渣狀況, 根據(jù)爐渣溫度、流動(dòng)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(chǎng)方式; 微機(jī)工作畫(huà)面顯示氮?dú)夥派㈤y關(guān), 切斷閥開(kāi)。(3 出鋼后將爐體搖至零位, 降槍至噴頭標(biāo)高10m 左右時(shí)開(kāi)氮?dú)饪烨虚y, 在濺渣槍位持續(xù)吹氮, 同時(shí)加入調(diào)渣劑, 如吹1m in 時(shí)不見(jiàn)起渣, 應(yīng)補(bǔ)加調(diào)渣劑。(4 當(dāng)爐口上方濺起的渣粒明顯減少時(shí), 開(kāi)始抬槍, 噴頭抬至標(biāo)高8m 左右時(shí)關(guān)閉氮?dú)饪烨虚y。(5 倒掉爐內(nèi)殘?jiān)? 將選擇開(kāi)關(guān)選至原吹氧方式, 微機(jī)顯示放散閥開(kāi), 切斷閥和快切閥關(guān)。4爐渣理化指標(biāo)

10、檢測(cè)分析411爐渣熔點(diǎn)爐渣熔點(diǎn)測(cè)定結(jié)果如表2所示。表2爐渣熔點(diǎn)測(cè)定結(jié)果, 熔煉號(hào)拉碳濺渣后35708149031650158014201490平渣化學(xué)成分爐渣化學(xué)成分如表3所示。表3爐渣化學(xué)成分, %試樣號(hào)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(guò)爐渣巖相顯微照片觀察, 轉(zhuǎn)爐終渣礦物組成主要為硅酸三鈣, 結(jié)晶呈針狀

11、、長(zhǎng)條狀、板狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu), 次晶相為方鎂石, 結(jié)晶呈無(wú)色細(xì)顆粒狀, 還有少量細(xì)顆粒狀硅酸二鈣、鐵酸鈣及RO 相。414濺渣護(hù)爐機(jī)理分析轉(zhuǎn)爐終渣熔點(diǎn)在1500左右, 濺渣時(shí)形成耐高溫抗侵蝕保護(hù)層的原因有兩個(gè):(1 爐渣在氮?dú)鈹嚢枥鋮s過(guò)程中有高熔411998年第8期點(diǎn)礦物組成析出, 沾在爐襯上。濺渣后爐內(nèi)剩渣熔點(diǎn)在1450左右, 比濺渣前爐渣熔點(diǎn)低, 說(shuō)明析出沾在爐襯上的爐渣熔點(diǎn)比較高。從濺渣前后爐渣化學(xué)成分對(duì)比可以看出, 剩余渣中高熔點(diǎn)組分CaO 、M gO 有一定降低, 而低熔點(diǎn)組分FeO 、Fe 2O 3有所增加, 進(jìn)一步證實(shí)析出的是高熔點(diǎn)礦物, 這是濺渣護(hù)爐和粘渣補(bǔ)爐的基本原理。(2 加入調(diào)

12、渣劑, 提高爐渣熔點(diǎn)。轉(zhuǎn)爐堿性爐渣中主要成分為CaO 、M gO 合物, 渣中低熔點(diǎn)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(diǎn)。氮?dú)饬鞴傻膹?qiáng)烈攪拌可使這一過(guò)程進(jìn)行得更加充分。這是濺渣護(hù)爐特有的優(yōu)點(diǎn)。5應(yīng)用濺渣護(hù)爐后的經(jīng)濟(jì)效益第三煉鋼廠應(yīng)用濺渣護(hù)爐工藝技術(shù)以來(lái), 經(jīng)過(guò)科技攻關(guān), 較快地完善了工藝操作, 取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。(1 濺渣護(hù)爐后爐齡情況濺渣護(hù)爐后的爐齡情況見(jiàn)表4。表4濺渣護(hù)爐后的爐齡情況爐號(hào)濺渣前平均爐齡濺渣后爐齡情況平均爐齡爐齡說(shuō)明5336計(jì)劃停爐1697因爐襯磚材質(zhì)問(wèn)題停爐3號(hào)225658585858(2 經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算1 有關(guān)參數(shù)1號(hào)爐少用爐襯磚1309-2=41215套2號(hào)爐少用爐襯磚-2=21333套1=套2276萬(wàn); 334萬(wàn)元。砌筑爐襯時(shí)間:1號(hào)、2號(hào)爐用5天, 3號(hào)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?dú)馄骄繝t3m 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?dú)?12元 m 3; 輕燒鎂球400元 t ; 菱鎂石75元 t 。2 節(jié)約爐襯磚費(fèi)用:276×(41215+21333 +334×11597=234015萬(wàn)元3 增加產(chǎn)量效益:100×