九钢炼钢厂转炉炉底上涨原因分析及防治实践

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溅渣护炉技术对转炉炉底的影响
结合，引起炉底上涨。复吹工艺溅渣时，底部仍然 供气，上、下吹入的都是冷风，炉温继续下降，熔 渣进一步变黏; 高熔点晶体 C2S、C3S 发育长大， 并包围着 MgO晶体或固体颗粒，形成坚硬的致密层 。在底部供气不良时会加剧炉底的长高。炉底的上 涨又将影响正常操作，堵塞底气喷孔，循环致使转 炉炉底恶性上涨。
3、合理调整氧气射流冲击深度
针对炉底上涨以及金属液面的实际情况，选用∮219四孔氧 枪进行吹炼通过氧枪的合理选择来控制氧气射流的冲击深 度，进而有效控制炉底高度的起伏。
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措施
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4 、保持合理的炉型
炉型维护通过溅渣护炉与喷补相结合来实现，要求每次 补炉要保证补炉料摊平铺开，并结合喷补维护炉衬，提高 溅渣护炉效果，减少补炉次数，缩小停滞区，减少钢渣粘 滞炉底的可能性。
（1）合理进行终渣控制
为了保证良好的溅渣效果，炉渣选择应着重选择合理的渣相熔点。渣相 熔点高可增加溅渣层在炉衬的停留时间，提高溅渣效果，减小溅渣频率 ，实现多炉一溅目标。炉渣 SiO2－CaO－FeO三元相图如图 3 所示。
图3 SiO2-CaO-FeO三元相图
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1、规范溅渣护炉操作
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2、合理确定枪位
为及时了解炉衬侵蚀程度和炉底上涨情况，应经常测量炉 底，根据炉衬侵蚀和炉底上涨情况，动态调整枪位和调节 供氧压力，做到早化渣、化好渣，既满足冶炼工艺要求， 保证钢水成分的合理控制，同时又不恶化炉况以及造成炉 底波动。每8小时必须实测一次炉底，根据实测炉底情况， 合理控制枪位和流量，规范冶炼操作。
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结论
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通过对冶炼过程中熔池金属液循环特点 和炉底上涨的原因分析，加强并规范溅渣护 炉操作，灵活选择氧枪以及合理的供氧制度 ，注重合理的炉衬维护方式，适时调整装入 量，保证废钢块度适中并及时地进行炉底吹 扫，成功实现了对转炉炉底上涨的有效控制 。
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留渣量的多少不仅影响溅渣效果的好坏，也直接影响炉底上涨与否。留 渣过少，喷吹的氮气使炉温降低过快，炉渣还没有溅起就结块留在炉底; 留渣过多，在一定的时间内喷吹的氮气不能使炉渣温度降下来，炉渣不 能稠化黏结到炉壁上。根据钢铁研究总院得出的计算公式，合理的留渣 量为［4］:
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顶底复吹转炉工艺的特点
九钢顶底复吹转炉为顶吹氧气、底吹惰性 （N2、Ar)气体的复吹法。该法是在氧气顶吹 转炉工艺上的一种优化，既保留了氧气顶吹 转炉炼钢法的反应速度快、化渣好、热效率 高、含氮量低、使用废钢率高的优点，同时 又克服了溶池搅拌不均匀、熔池反应动力学 条件不理想的缺点。
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九钢炼钢厂转炉炉底上涨原因分 析及防治实践
方大集团九江萍钢钢铁有限公司 廖江峰,文水根,尹飙 二零一七年四月七日
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简介
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九钢炼钢厂现有4 座顶底复吹转炉。前期 由于转炉炉底上涨而引起底吹供气元件堵塞、 炉容比减小，给生产带来诸多不利因素，如喷 溅、溢渣等，钢铁料消耗和耐材消耗高，对氧 枪枪龄和产品质量也造成不良影响，对安全生 产构成极大威胁。针对此现象，九钢炼钢厂结 合生产实际，对转炉炉底上涨的原因进行了分 析，采取了相应的控制与防范措施。
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炉渣性质不合理
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转炉吹炼过程中后期，由于种种原因造成化渣 不良或炉渣黏稠，造成炉渣无法飞溅到炉壁上，溅 渣结束留在炉底无法倒出残渣，下一炉装入废钢后 ，其温度进一步降低，吹炼时停滞区内的金属液又 无法带动残渣上浮。残渣与金属液同时黏滞炉底， 造成炉底上涨。
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操作不当
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炉膛内型不合理
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转炉炉役进入中后期，炉衬侵蚀严重，为防止 出现穿漏，采取补炉的方式解决。频繁采取喷补、 倒补维护炉衬，转炉炉膛内型会发生不规则变化， 同时由于补炉料粘补占用炉膛内容积，导致熔池液 面上升，氧枪喷头与炉底距离变大，氧气射流不能 带动熔池底部金属液参与循环，侵蚀不到炉底，造 成炉底上涨。
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在溅渣操作时，由于枪位高低控制不当或所用 调渣料加入不合理，炉渣黏度以及氮气射流强度控 制不好造成炉渣结块或过稀，影响氮气流股对炉渣 的冲击力度，致使炉渣不能充分飞溅至炉膛内衬表 面，而大部分炉渣被冷却黏附于炉底，导致炉底高 度不断上涨。
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1、规范溅渣护炉操作
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（2）保护供气元件 保护底部供气元件，在炉役初期通过造粘渣和控制喷嘴处的 热平衡，使供气元件尽早在出口处形成透气蘑菇头[3]。生成 的蘑菇头既能保证底部供气量，可以在炼钢所需的供气范围 内灵活调整，又能达到保护供气元件不被侵蚀的目的。 （3）炉膛内型合理 严格控制炉膛内型形状和炉底形状及蘑菇头的大小和厚度， 确保炉膛内型合理，底部喷嘴畅通，不被堵塞和过分蚀损。 通过调整冶炼不同的高低碳钢种改变溅渣频率来控制炉底的 高度，避免炉底过度上涨。。
（1）合理进行终渣控制 为了保证良好的溅渣效果，炉渣选择应着重选择合理的渣相 熔点。渣相熔点高可增加溅渣层在炉衬的停留时间，提高溅 渣效果，减小溅渣频率，实现多炉一溅目标。炉渣 SiO2－ CaO－FeO三元相图如图 3 所示。
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转炉终渣C2S及C3S之和可以达到70%～75%。这两种化合物都 是高熔点物质，对于提高溅渣层的耐火度有利。实践证明， 碱度控制在2.8～3.2[2]为好，终渣MgO含量应在保证出钢温 度的前提下超过饱和值，一般控制在6%～9%[2]。转炉出钢后 针对炉渣中不同的FeO含量，加入不同种类的调渣改质剂，控 制终渣MgO含量在6%～8%范围;冶炼后期采用高MgO炉渣操作工 艺。
5、 动态调整装入量并保证废钢块度适中
炉底上涨时，铁水和废钢装入量控制下限，适当减少 总装入量，以确保吹炼终点完全熔化，不会粘滞炉底。要 求废钢块度不能大于 800mm，单重不能超过 1000kg。
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6、 炉底清扫
当转炉炉底出现上涨趋势时，采用炉底吹扫的方式对上涨的炉底进行 补救处理。当转炉炉底已出现大幅度上涨时，炉底吹扫已不能完全去 除上涨的炉底，便可采取更大侵蚀力度的兑铁吹炉底方式进行处理。 枪位控制在下极限，保证炉内铁水充分氧化。待炉内铁水基本氧化完 全，炉内温度升高后，适当提高枪位到200～300mm，保证炉膛内的炉 渣能够充分冲刷所需要处理的位臵，保证炉膛形状规整。由于兑铁吹 炉底操作对炉况影响较大，因此要求吹炉底的炉次要具备良好的溅层 厚度并且供氧时间不得大于 14min，氧气流量不大于二次供氧，以减 少对转炉炉衬的损坏。同时要求吹炉底操作结束后要重新测量液面， 调整液面和枪位设定高度，规范操作。
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溅渣护炉技术对转炉炉底的影响
30000
转炉炉龄 25000 底吹供气元件寿命
20000
15000
10000
5000
0 1#炉 2#炉 3#炉 4#炉
图2 九钢转炉炉龄与底吹供气元件使用寿命
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原因分析
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（1）熔池停滞区的影响 底部供气元件通气不良或出现堵塞时，炉内熔池中的液体便 会在底部中心区域出现顶枪氧气射流所不能完全带动循环的 部分，该停滞区的存在影响溅渣效果。 （2）氧气射流冲击深度对炉底上涨的影响 转炉吹炼时，冲击深度大，停滞区减小或消失，炉底侵蚀严 重，不易上涨，而冲击深度不足则停滞区增大，炉底容易上 涨。九钢炼钢厂所使用的多孔氧枪，喷头上各孔之间的夹角 和间隔距离对氧气射流有着显著的影响［1］。喷头夹角减小 会促使流股间相互牵引力的增加，流股靠拢的趋势明显，停 滞区减小，炉底上涨缓慢，反之，炉底则容易上涨。
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溅渣护炉工作原理
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溅渣护炉技术是在转炉出钢后，调整终渣成 分，利用 MgO 含量达到饱和或过饱和的炼钢终点 渣，通过高压 N2的吹溅，冷却、凝固在炉衬表面 上形成一层高熔点的熔渣层，并与炉衬很好地粘结 附着，如图1 所示。溅渣形成的溅渣层耐蚀性好， 可抑制炉衬砖表面的氧化脱碳，又能减轻高温渣对 炉衬砖的侵蚀冲刷，从而达到保护炉衬、降低耐火 材料损耗速度，提高炉龄的目的。
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溅渣护炉工作原理
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图1 溅渣护炉工作原理
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溅渣护炉技术对转炉炉底的影响
溅渣护炉技术的应用大幅提高了转炉炉龄，但同 时也大幅降低了复吹率和底部供气元件的一次性使 用寿命，九钢转炉炉龄与复吹风口使用寿命见图2。 溅渣护炉技术的应用极易致使转炉炉底上涨，主要 原因是溅渣用终渣碱度高，( MgO) 含量达到或超过 饱和值，倒炉出钢后炉膛温度降低，有 MgO 结晶析 出，高熔点矿物 C2S、C3S 也同时析出，熔渣黏度 增加; 溅渣时部分熔渣附着于炉衬表面，剩余部分 都集中留在了炉底，与炉底的镁炭砖方镁石晶体结
谢谢 ！
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综上可见: 在喷头参数一定时，喷头距液面高度越低，氧射流对熔池 的冲击动能越大，熔池搅拌越强，对炉底冲击越大，炉底侵蚀越严重。 溅渣时氧枪枪位对炉内炉渣的循环形式影响与吹炼时对炉渣和钢液循环 形式的影响基本相同，枪位高易黏结炉底，炉底易上涨，反之亦然。
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