溅渣护炉技术 冶金

毕业设计（论文）

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专业：冶金技术

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摘要

溅渣护炉技术作为一项工艺简单、综合经济效益高的新技术，正别外国许多厂家推广、使用，分析了该技术的优势及存在的问题和解决办法，以及该技术的应用现状和应用前景。

转炉溅渣护炉是在出钢后，将转炉内留渣的粘度和氧化镁含量调整到合适的范围，在车间原有的氧枪或另设专用喷枪，向氧化镁含量、高粘度的炉渣喷一定压力和流量的氮气，将粘渣吹溅到炉衬上全面涂挂、冷却、凝固成一层炉渣质的保护层，避免了在冶炼时炉衬和炉渣的直接接触，从而起到减缓耐火材料的蚀损，延长转炉炉龄的作用。溅渣护炉作为一项实用技术，经过国内外许多钢厂实践后，对提高转炉炉龄和降低耐火材料消耗的效果非常显著。

关键词：溅渣护炉；转炉；应用

目录

1存在问题及解决办法 (1)

2溅渣护炉工艺的冶金因素及其优势 (2)

3国外溅渣炉技术的发展 (3)

4国内转炉炉龄现状及溅渣护炉技术的发展 (5)

5应用现状及应用前景 (6)

致谢信 (7)

参考文献 (8)

1存在问题及解决办法

任何一项技术的应用不可能没有缺陷，在一些早期设备上，氧枪结瘤就是一个问题。溅渣技术使用后，往往使枪结瘤出现次数增加。实践证明，在溅渣过程中，若炉内残留少量钢水，氧枪结瘤将更加严重。解决这个问题，有几种方法证明是有效的。第一，有充足冷却水的炉子不出现结瘤问题；第二，将用于吹炼的热氧枪移走，换上冷枪完成溅渣，氧枪结瘤几乎完全消除。这表明氧枪结瘤与温度和热量的传递有关。渣子和冷枪的表面结合并不紧密，如果在溅渣时冷凝钢不出现在氧枪上，那就不会再氧枪上形成粗糙的外壳以使炉渣粘附其上。溅渣后将氧枪停放在支架上，形成的渣壳将冷却，并与氧枪分离，脱落。使用底吹搅拌技术的BOF转炉对溅渣技术的应用提出了新的要求。在溅渣时炼钢工必须小心，不能使炉底的渣太多；氮气的流速必须足够高，以便将炉渣吹离炉底；另外要调整经过透气砖喷吹气体的压力、流量。最终，随着炉衬寿命的提高，额外的操作需要增加辅助设备的使用寿命，如BoF炉的烟罩、钢包车和轨道等设备。当这被认为是一个迫切需要解决的问题时，就要求计划停炉检修以保持和延长这些设备的寿命。在转炉从新砌筑时，这项工作的实施刻不容缓，因为过去被认为是正常的周期不再出现，而且炉衬不会因为耐材问题而被拆卸。

2溅渣护炉工艺的冶金因素及其优势

溅渣护炉工艺的步骤如下：（1）钢水从转炉浇入大包；（2）炼钢工目测炉渣以确定是否应向炉内加入添加料，同时也观察炉衬已决定那些特殊部位需要特别处理；（3）摇动转炉将装料侧和出钢侧炉衬挂上一层渣；（4）将氧枪下降到预定位置并切换成氮气。氮气射流与以设计好的氧枪射流相似；（5）氧枪的高度由计算机或炼钢工控制，以便炉渣涂满整个炉膛，或者氧枪保持在一固定位置，使炉渣涂挂在特殊部位，处理时间由炼钢工控制决定；（6）关掉氮气，移走氧枪，将炉内残留的炉渣倒入渣罐；（7）氧气顶吹转炉准备装料进行下一炉的冶炼。在倒炉过程中，由操作工取样、测量熔池地温度、检查炉衬状况。

在引进渐渣护炉时曾考虑的冶金因素包括可能引起钢中磷或硫含量的增加，但目前实践中还没有此种现象发生。使用高MgO炉渣护炉对炼钢工作者来说是一个

挑战。用于溅渣护炉的高MgO炉渣必须与整个炼钢过程保持平衡。为了减少高MgO炉渣对高牌号钢种去P的影响，有必要使用高炉容比，同时减少渣中发MgO 的含量。在吹练末期，由于有溅渣护炉设备，所以可利用氮气进行合金化，这是冶金上的一个好处。这时供氮系统需要增加阀门和控制设置以便氮氧混合时钢水氮化。这样节约昂贵的含氮铁合金，且获得同样的氮化结果。目前，有三个炼钢车间正在采用氮气进行氮气合金化。

转炉采用溅渣护炉操作时，炉衬的溅渣层在下一护炼钢过程中熔入炉渣中，与留渣法德冶金过程相近，

吹练初期碱度低，MgO在渣中未达到饱和，有加速初期渣形成的作用。吹练中期和后期，渣中MgO含量达到饱和和值或超过饱和值不多时，对炉渣的流动性影响不大。对于宝钢溅渣护炉吹炼过程中的炉渣过热度进行了测定，吹练初期炉渣过热度为60-80℃，吹炼中期为120-140℃，吹炼后期为200-240℃。与未溅渣护炉时相比，吹炼前期、中期炉渣过热度基本相同，吹炼后期较未溅渣时低30℃，但仍能保持炉渣具有正常的流动性。当渣中MgO含量超过其饱和值过多时，炉渣过粘，将影响脱磷、脱硫作用。

溅渣护炉时渣中MgO比未溅渣时平均高3.5%，炉渣碱度降低0.7%。这种成分的炉渣可以满足脱磷、脱硫要求，又可大幅度提高炉龄。

溅渣护炉的优点很多。几乎所有完成整个炉役溅渣护炉操作的炼钢工都反映，在喷补料消耗不增加的情况下，炉衬寿命翻番。事实上一些使用者反映消耗也减少了2/3。由于喷补费用减少和炉衬寿命提高，时耐材花费降低到0.45美元/t。另一个很重要的优点是炉子利用率提高，从而提高了生产率。对于一个拥有两座250t炉子的炼钢车间来说，一天生产40炉钢。若每年减少一个炉役（一个炉役停产10天），每年可多生产5万t钢。对于一个炉衬损坏、变形的炉子，其寿命的延长，获得一个附加优点，即炉子容积增大，减少了喷溅，提高了金属收得率。采用溅渣护炉时吹炼终点钢中磷、硫平均含量与未溅渣时基本相同（相差0.0005%）。溅渣护炉时磷、硫含量的标准差都低于未溅渣炉次。这表明采用溅渣护炉时吹炼终点钢中磷、硫含量波动小。

3国外溅渣炉技术的发展

溅渣护炉蚀提高转炉炉龄的一项重要技术。它开发于20世纪70年代，其不但

可提高生产率，减少操作得用，而且不需大量投资，较好的解决了炼钢生产中生产率与成产成本的矛盾。溅渣护炉时，高压氮气通过氧枪以很高的流速喷向颅内的剩余炉渣，将炉渣溅起后，覆盖在炉衬上，再经冷却、凝固、形成固态自消耗式耐火材料层。其不仅降低了氧气炼钢转炉护炉的消耗量，也减少了炉衬喷补材料的消耗，提高了炉衬寿命和转炉利用率。该技术可成功地应用于出钢后炉内仅剩炉渣的情况。对于不同的炉内溅渣面积，可采用不同的喷吹操作。

溅渣护炉技术起初由美国国家钢公司大湖分厂的Praxaira开始研究。该技术是氩氧吹炼工艺（AOB）专利研究工作的一部分，1982年Praxaira申报了溅渣护炉技术专利。在国家钢公司的大湖分厂和耐特城分厂采用了该技术，但由于80年代耐火材料供应商改善了耐火砖的质量，同时炼钢车间也采用了非常积极的方式来提高炉衬寿命和转炉利用率，股溅渣护炉技术当时没有得到进一步的推广。1992年美国LTV公司印第安那钢厂开始使用这项技术，作为整体耐火材料炉衬维护及改进计划的配套部分，用以提高转炉利用率和减少操作费用。试验期间，LTV公司炉衬寿命创15658炉的世界纪录，转炉利用率由1984年的78%提高到1994年的97%，1994年喷补料的消耗量仅为0.38kg/t，降低了66%。由于旧炉子长期保持成型炉衬，是生产率得到提高，LTV公司1998年最新的炉龄记录是25000炉次。

LTV钢厂的转炉炉龄已有溅渣钱的8000炉次提高到1995年的15658次，1997年已突破20000炉次。其中印第安纳钢厂从1991年开始将溅渣作为转炉全面维护的一部分，1994年该厂232t氧气顶吹转炉的炉衬寿命达到15658炉，喷补料消耗降到0.38kg/t，喷补料成本降低66%。

美国2000年有12个转炉钢厂采用溅渣护炉，炉龄一般为10000炉以上，内陆公司第4钢厂的一座转炉炉龄1999年初已达33000炉仍在吹炼。

国外采用溅渣护如美国、加拿大、韩国等国的转炉都以生产优质钢板材为主，其中IF钢占有较大的比例。美国的转炉采用溅渣护炉技术已近10年，生产的钢材质量进过用户长期的考验，溅渣护炉并未影响钢的质量。

4国内转炉炉龄现状及溅渣护炉技术的发展

我国在70年代就已经掌握了造粘性渣挂渣护炉技术。最近几年，转炉渐渣发护炉技术得到迅速推广，经过几年的实践，获得了较好的效益。渐渣护炉的应用