转炉溅渣护炉技术

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XX钢铁炼钢厂职工技术培训 炼钢工第二期
转炉溅渣护炉
2017年7月18日
目标经济炉龄

目标经济炉齡


20000炉
计划下炉时间201X年X月

综合护炉

冶炼操作 溅渣护炉 补 炉
目前,两座转炉均已进入炉役后期,各班组炼钢工要自觉执行分厂车间工段综合护 炉措施,高效维护转炉炉况,确保转炉生产正常、稳定、快节奏运行,最大化实现
● ●
随着温度的升高,溅渣层中的低熔点相先行熔化,并缓慢从溅渣层中分离流出, 使溅渣层变薄,残留的岩相中高熔点物质(MgO、C2S、C3S等)比例增高,当熔 池温度达到1600~1650℃时,残留物仍呈固体。这种现象叫溅渣层的分熔现象。
如何延长转炉炉衬的使用寿命
8 冶炼工艺对炉龄的影响 造渣工艺的影响
2 随着继续溅渣,颗粒状高熔点化合物(C2S、C3S和MgO结晶) 被气流溅到粗糙的炉衬表面,并在高速气流的冲击下镶嵌在炉衬表面 的间隙内,形成以镶嵌为主的机械结合。同时富铁的低熔点炉渣包裹 在耐火砖表面上突出的MgO结晶颗粒或已经脱离的MgO结晶颗粒周 围,形成以烧结为主的化学结合层
3 随着进一步溅渣,大颗粒C2S、C3S和MgO颗粒溅到结合层表 面并与渣中C2F和RO相结合,冷凝后形成炉衬表面溅渣层。

冶炼低碳钢: 钢水中碳低→钢水中氧高→渣中氧化铁高→炉衬浸蚀严重→降低炉衬寿 命 冶炼合金钢: 加合金量大→出钢温度需提高→炉衬浸蚀严重→降低炉衬寿命
如何延长转炉炉衬的使用寿命
8 冶炼工艺对炉龄的影响 原料条件对炉衬寿命影响
1、白灰质量不好,SiO2含量高(>2%),对炉衬浸蚀严重; 2、铁水带渣量大,进入转炉SiO2量大对炉衬浸蚀严重; 3、铁水含硫量高,对炉衬浸蚀严重.这是因为脱硫需要高温,故降低 炉衬寿命.
一、刚开吹时投入含FeO材料使炉渣中的氧化铁含量迅速增加,从而促 进石灰迅速熔化,提高炉渣碱度,降低渣中MgO的饱和熔解度。 二、刚开始吹炼时加入轻烧白云石或轻烧镁球,从渣中本身就会有 8%~9%的MgO,以减少炉渣为保持自己的饱和熔解度而对炉衬的浸蚀。
如何延长转炉炉衬的使用寿命
8 冶炼工艺对炉龄的影响 造渣工艺的影响

制砖原料质量 关于镁砂纯度的要求:镁砂、石墨品位,主要是防SiO2 AL2O3 加Al、Mg是为抗氧化 加碳是为了形成碳素骨架,并有抗氧化作用。 树脂是粘合作用,加热分解后形成碳素骨架。 晶粒度的影响。
如何延长转炉炉衬的使用寿命
3 镁碳砖的质量

制砖工艺
工艺措施
指标内容
常温耐压 高温抗折 体积密度
如何延长转炉炉衬的使用寿命
10 溅渣护炉技术 溅渣护炉技术的发展 1、60—80年代,日本发明用白云石造渣工艺护炉。 2、80年代,在加白云石基础上摇炉挂渣、护炉。 3、1991年,美国LTV公司发明溅渣护炉技术。 4、1994年,中国开始推广溅渣护炉技术。 5、1998年,全面普及。 理论依据 加白云石造渣:使渣中含MgO量达到6—8%,使其进入饱和 状态,减少炉衬中MgO向渣中扩散,减轻炉渣在冶炼中对炉衬的 侵蚀,提高炉衬寿命。 溅渣护炉:使含有MgO、C2S、C3S量较高的渣被溅挂在炉衬 表面,凝固使形成耐火度较高的溅渣层,保护炉衬少被侵蚀。

造渣工艺的影响; 出钢温度的影响; 铁水成份的影响; 冶炼钢种的影响; 装料制度的影响。




如何延长转炉炉衬的使用寿命
8 冶炼工艺对炉龄的影响 造渣工艺的影响
炉衬被化学侵蚀的机理 纯氧化物熔点如下:
CaO
2600
MgO
2800
SiO2
1753
FeO
1370
MnO
1785
AlO3
2030
镁碳砖质量、转炉砌筑是基础 冶炼工艺、操作是关键 溅渣护炉、炉衬维护是手段
如何延长转炉炉衬的使用寿命
3 镁碳砖的质量



转炉衬砖的使用特点 由于受高压氧气流的冲击,使金属液和炉渣受到激烈的搅动。 炉体前后倾动,受到扭力巨大。 装料冲击。 冶炼周期短,炉衬温度变化大,且频繁。 产生烟气量和气体量大。 在强氧化性条件下工作。 对转炉衬砖的要求 有较强的高温强度 有较强的抗氧化性能 有较强的抗热变能力 有良好的烧结性 有较强的抗冲刷能力 对护炉材质有良好的附着能力 对炉衬砖损坏机理 高温熔损、化学侵蚀、钢流冲刷、外力冲击
合理的留渣量主要影响以下因素:
1、熔渣的可溅性。留渣量少,渣层薄。 2、溅渣层的厚度与均匀性。留渣量少,溅渣层薄, 不均匀,甚至上部溅不上。 3、溅渣时间长短。留渣量多,溅渣时间增长,溅 渣量增大。 4、溅渣成本。留渣量太多,调渣剂成本增加。
5 开新炉

开吹氧压,低0.5Kg;

吹炼时间比正常长15分钟;
不加降温剂;


可加少量焦炭,延长吹氧时间。
开新炉能否很好的使炉衬表面烧结是影响炉龄的关 键,避免没完全烧结的软化层剥落
如何延长转炉炉衬的使用寿命
6 生产组织
生产管理 均匀生产节奏,尽量避免热停时间太长; 做好生产组织,避免铁水、钢水在炉内等待; 留有转炉维护的时间,如喷补、溅渣等; 避免高温出钢等待浇注; 对漏水设备及时维护; 现场管理; 严格原材料验收制度
如何延长转炉炉衬的使用寿命
8 冶炼工艺对炉龄的影响 冶炼温度对炉衬寿命的影响 避免出高温钢,温度越高对炉衬损伤越大,一般控制在 1680℃以下。当出钢温度大于1700℃以上时,不但上一炉的溅渣层 熔损光了,而且炉衬本身也将会大量被熔损。 冶炼钢种对炉衬寿命的影响
钢水中碳和氧的乘积在一定温度下是定数,碳高氧低,碳低氧高, 钢水中的氧和渣中的氧化铁也是正比例关系即钢水中氧高渣中的氧化铁含 量也就高.渣中的氧化铁与炉衬砖中的MgO生成低熔点的MgO FeO浸蚀炉 衬。
打击方式 抽真空 真空油浸
气孔率
原料纯度 颗粒配比
树脂质量 抗氧化剂数量
氧化镁含量 抗氧化性 几何尺寸
模具质量
碳含量
如何延长转炉炉衬的使用寿命
4 转炉砌筑

减少衬砖损坏 背紧靠实,砖缝0.5mm-1mm 合缝位置在耳轴 避免倒插门 砌后细料扫填 开炉前减少摇炉
如何延长转炉炉衬的使用寿命
9 转炉的维护 维护方式 1、喷补; 2、换出钢口管,及内出钢口修补; 3、垫补前大面。 转炉炉衬的垫补、喷补方式
1、湿法喷补 2、半干法喷补 3、火焰喷补 料与水先混合; 料水在喷枪出口处混合; 料经出口火熘部分熔化。

喷补效果影响因素
1、配方; 2、水量; 3、气压; 4、角度; 5、喷补厚度。
1、初期渣控制 R=1—2,渣中FeO含量10—40%时,MgO饱和溶解度较高, MgO含量的增大可将炉渣的熔点急剧下降。因此: 1)、初期渣要一次将MgO将入,可以促进化渣。 2)、初期渣中碱度低,FeO含量高,MgO饱和溶解度高,极容易 使炉衬中MgO进入渣中。 多加MgO有两个重大意义:尽快化渣、提高碱度,和减缓炉渣对 镁碳砖侵蚀的重要措施。 2、冶炼过程MgO控制 考虑到钢-渣之间的化学反应,MgO的含量一定要控制在接近饱和溶 解度值。绝不能超过其饱和溶解度,否则,将会有固相MgO析出,使渣变 稠,影响化学反应进行。
如何延长转炉炉衬的使用寿命
3 镁碳砖的质量


石墨的特征
A:线膨胀系数小; B:耐高温(7000℃ 10S 失重0.8%); C:MgO-C共存有优势. 1、石墨线膨胀率小,弹性模量低(4900MPa)、热导率高(64.0W/m.K),在含C15%-20 %的MgO-C砖中,形成连续的炭基质,高温下制品热导率增加,膨胀率显著下降,故可以 发挥MgO-C砖耐热震的优势; 2、石墨熔点高(3700℃),表面能较低,不与其他材料发生反应,与MgO(熔点2800℃) 间无共熔关系; 3、石墨均匀分布在砖体中后,在高温下碳原子形成交错网络结构,使材料具有优良的高温性能; 4、石墨的表面张力大、与渣的注润湿角大、能有效地阻止熔渣渗透.基于上述,MgO-C砖用 于炉壁,可显著提高内衬的使用寿命
20000
普通镁碳砖 高级镁碳砖
高级镁碳砖
如何延长转炉炉衬的使用寿命
2 影响炉龄指标的主要因素

镁碳砖的质量 筑炉质量 开新炉 生产组织 机械设备的影响 冶炼工艺的影响 维护制度的影响 溅渣护炉工艺的影响
(30) (8) (2) (3) (2) (40) (8) ( 7)
转炉溅渣护炉机理
1 在溅渣初期,低熔点流动性强的富铁炉渣首先溅射到炉衬表面, 渣中FeOX和Ca2F沿砖表面显微气孔和裂纹向镁碳砖表面脱碳层内扩 散渗透,并与周围MgO颗粒烧结在固熔一起,形成以MgO结晶为主相, 以MF为胶合相的烧结层.部分C2S和C3S也沿残砖表面气孔和裂纹流入 砖内,冷凝后与MgO颗粒镶嵌在一起.
溅渣工艺参数的选择
影响溅渣效果的主要因素有: 1、搅动气体—氮氧的流量 2、枪位 3、留渣量 4、溅渣时机 5、炉渣的成份
氮气滞止压力或流量时对溅渣量的影响
气体压力较小时,渣子获得的能量小,溅渣量少,但气体压力超过设计值时不利 于溅渣。
溅渣工艺参数的选择
枪位对溅渣量的影响
当枪位较低时,各部位溅渣量都较低,当提高炉 位时,溅渣量有所增加。当枪位增加到一定数值时, 溅渣量最大。继续提高枪位,溅渣量反而下降。这 是因为:枪位低时冲击面积小,供给的能量大部分 消耗在穿透和搅拌渣池。枪位过高时,冲击面积大, 射流冲击强度低,每个渣滴得到能量少。理想的枪 位为0.6—0.7D。 对于稀渣,前期的枪位控制主要以加速渣的稠化为 目的,控制在较高部位;当炉渣稠化到一定程度时,再 将枪位和压力调整到增加动力的高度上,即缓缓降低 枪位。对于稠渣,应将枪位调整到使炉渣产生最大动 能的位置上,即枪位较低。
MgO含量在炉衬与炉渣中的平衡 氧化镁在炼钢渣中的饱和溶解度,渣中FeO含量越高,炉渣碱度 越小,炉渣的温度越高,MgO在渣在溶解度越大。
炉渣中的MgO在没有达到饱和时,就要从炉衬中浸取MgO,努力达到饱和 浓度,这也叫平衡,而MgO在炉渣中的含量和溶解度随炉渣的碱度R(CaO/SiO2) 的减小而迅速增大。当R=3.5时,其饱和熔解度为8%~9%,可是刚刚开吹时,石 灰没全熔化而铁水中Si氧化成二氧化硅(SiO2)量又很大,所以CaO/SiO2值很小 只有1%左右,这时MgO在渣中的熔解度远远大于8%~9%,有时达到30%,必然 要大量从炉衬中浸取熔解MgO使炉衬受到大量熔损。 刚吹炼时,石灰难熔化,是因为石灰的熔化靠吹氧使铁水氧化形成的FeO 很少,这一段时间渣的碱度上不来,故炉衬的受浸蚀量大。上述两个原因导致吹炼 前期炉衬浸蚀是最严重的。
本炉役可控制、有计划经济炉齡,杜绝各种恶性事故,圆满完成公司安全生产目标
指标。
2
如何延长转炉炉衬的使用寿命
1 转炉衬砖发展轨迹
炉衬寿命 年代
国内 1970-1980 200 国际 5000 焦油白云石大砖
源自文库
炉衬材质
1980-1990 1990-2000
2000-至今
1000 5000
20000
10000 15000
CaF2
1418
纯MgO在炼钢温度(1800℃)是不易熔化。但是炼钢的炉渣中有 大量的氧化铁和二氧化硅但MgO与熔融FeO和SiO2相结合就形成了低熔点 FeO MgO或MgO SiO2从而使耐火材料与钢渣接触的一面熔点急骤降低, 强度降低被熔化或被冲刷掉,而其表面层的碳被FeO(或氧气)所氧化 2FeO+C→2Fe+CO2↑使砖内失去碳素骨架,强度大大降低 炉渣的分融现象
技术管理 严格遵守工艺技术操作规程
如何延长转炉炉衬的使用寿命
7 机械设备影响

炉口、烟罩等漏水;

耳轴转动对耳轴炉衬的扭力矩;
清理炉口设备对衬砖的影响。

如何延长转炉炉衬的使用寿命
8 冶炼工艺对炉龄的影响 冶炼工艺对炉龄有直接影响特别是目前已有溅渣炉工艺的情况 下,工艺的影响远远超过砖质量的影响,其影响的因素主要是:
转炉底吹
转炉底吹效果不好,钢中冶炼终点含氧量高,渣中氧化铁高,对炉 衬侵蚀严重,直接影响炉衬寿命.
其它影响炉衬寿命
出钢口处,出钢时,钢水是以旋涡状流出,对炉衬冲刷严重。 加废钢及兑铁水中对前大面冲刷极为严重,必须及时垫补 钢水搅动,使钢渣和钢水急骤冲刷炉衬,喷头角度不好也会冲刷炉衬
如何延长转炉炉衬的使用寿命
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