转炉溅渣护炉技术的发展及现状
溅渣护炉技术 冶金
毕业设计（论文）学校：专业：冶金技术班级：学生：学号：指导教师：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。
浅析转炉溅渣护炉技术的应用
浅析转炉溅渣护炉技术的应用摘要：在科学技术快速发展的带动下，大量的新型科学技术被人们研发出来并且被运用到了诸多领域之中取得了良好的成效。
转炉溅渣护炉是在出钢之后将转炉中残存的各类物质含量控制在适合的范围之内，借助车间中所设置的氧枪以朝着高氧化镁含量较高以及粘度相对较高的炉渣喷射固定状态的氮气，促使粘渣附着在转炉内衬层上，这样就可以形成一层炉渣保护层，从而切实的避免在冶炼过程中与炉渣进行直接的接触，从而有效的避免耐火材料会出现被侵蚀的情况，有效的延长转炉的使用年限。
溅渣护炉是当下最具实用性的一项操作技术，通过将其大范围的运用，能够有效的提升转炉使用时长，并且也可以从根本上控制耐火材料的使用量。
关键词：炼钢转炉；溅渣护炉技术；应用0引言转炉溅渣护炉技术长期以来都被运用到对转炉的保护方面，其在提升转炉的使用效果和时长方面都具有重要的作用。
在上世纪九十年代我国逐渐的开始对转炉溅渣护炉技术进行研究，从而使得这项技术水平得到了显著的提升。
溅渣护炉技术其实质就是借助喷枪将高压氮气喷射出来，促使炉渣能够在转炉内层中附着并且形成一个完整的保护层，从而为炼炉冶炼给予保护。
转炉终渣不但可以满足冶炼生产的实际需要，并且也可以保证对冶炼生产给予保护。
炉渣在喷溅到护炉内部形成保护层之后，能够与其进行良好的融合，所以需要炉渣具备良好的耐火性和抗高温性。
上述条件不但与炉渣的成分存在密切的关联，并且也与溅渣的动力学因素存在一定的联系。
溅渣所形成溅渣层拥有良好的抗腐蚀性，也可以切实的对转炉内层形成良好的保护，避免发生氧化脱碳的情况，从某种层面上来看也可以降低高温炉渣对转炉内层造成严重的侵蚀，尽可能的控制耐火材料的损耗问题，并且也可以将工作人员从巨大的工作量中摆脱出来，提升转炉的使用效果和施工寿命，提升转炉的运转效率，缩减生产成本。
1溅渣护炉工艺的冶金因素及其优势就溅渣护炉工艺的实际操作流程来说，主要包括下面几个方面：第一，将钢水从转炉转移到大包中。
转炉溅渣护炉系统优化技术基础理论研究
转炉溅渣护炉系统优化技术基础理论研究随着钢铁产业的发展，转炉溅渣护炉系统优化技术越来越受到重视。
本文将从基础理论研究的角度，深入探讨该技术的优化方法和方向。
一、转炉溅渣护炉系统概述1.1 转炉溅渣护炉系统的作用与意义转炉溅渣护炉系统是钢铁冶炼过程中一种重要的保护措施。
它可以防止转炉壳体和砖衬的烧蚀，延长转炉的使用寿命，提高生产效率和钢质的质量。
1.2 溅渣护炉系统优化的挑战溅渣护炉系统优化面临着一些挑战。
首先，溅渣的物理、化学性质与溅渣的形成和稳定性息息相关。
其次，转炉操作条件对溅渣的形成和初始渣膜的稳定性有重要影响。
此外，溅渣护炉系统的设计和操作要求兼顾转炉冶炼的各种因素。
二、转炉溅渣护炉系统优化技术2.1 溅渣护炉系统结构的优化为了提高溅渣护炉系统的性能，首先需要优化其结构和组成部件。
例如，通过合理设计喷水系统，保证喷水位置合理、喷水强度和角度适宜，以达到均匀覆盖炉壁和稳定渣膜的目的。
2.2 溅渣护炉系统渣剂的优化渣剂是溅渣护炉系统中起着关键作用的组成部分。
通过优化渣剂的物理、化学性质，可以改善渣膜的稳定性和降低溅渣对炉壁的侵蚀。
此外，选择合适的渣剂还可以提高转炉冶炼的效率和钢质的质量。
2.3 溅渣护炉系统操作参数的优化转炉冶炼中，操作参数的优化对溅渣护炉系统的性能影响巨大。
如合理控制氧枪的氧浓度和流速，可以影响转炉中的气体组成和温度分布，从而改善渣膜的稳定性和溅渣的产生。
三、转炉溅渣护炉系统优化的基础理论研究3.1 溅渣生成机制研究溅渣的生成机制是转炉溅渣护炉系统优化的基础。
通过研究渣剂的物理、化学性质和与炉壁的相互作用，可以揭示溅渣产生的机理和规律。
3.2 渣膜稳定性研究渣膜的稳定性影响整个溅渣护炉系统的工作效果。
通过研究渣膜在高温、高压环境下的性质和行为，可以为渣膜的稳定性优化提供理论依据。
3.3 操作参数对溅渣的影响研究操作参数对溅渣的形成和稳定性具有重要影响。
通过模拟实验和理论计算，可以探究操作参数对溅渣护炉系统的影响规律，并为优化操作参数提供理论指导。
转炉溅渣护炉技术
转炉溅渣护炉技术的应用方法1.溅渣护炉的基本原理,是在转炉出完钢后加入调渣剂,使其中的Mg与炉渣产生化学反应,生成一系列高熔点物质,被通过氧枪系统喷出的高压氮气喷溅到炉衬的大部分区域或指定区域,粘附于炉衬内壁逐渐冷凝成固态的坚固保护渣层,并成为可消耗的耐材层。
转炉冶炼时,保护层可减轻高温气流及炉渣对炉衬的化学侵蚀和机械冲刷,以维护炉衬、提高炉龄并降低耐材包括喷补料等消耗。
氧气顶吹转炉溅渣护炉是在转炉出钢后将炉体保持直立位置,利用顶吹氧枪向炉内喷射高压氮气(1. 0MPa) ,将炉渣喷溅在炉衬上。
渣粒是以很大冲击力粘附到炉衬上,与炉壁结合的相当牢固,可以有效地阻止炉渣对炉衬的侵蚀。
复吹转炉溅渣护炉是将顶吹和底吹均切换成氮气,从上、下不同方向吹向转炉内炉渣,将炉渣溅起粘结在炉衬上以实现保护炉衬的目的。
溅渣护炉充分利用了转炉终渣并采用氮气作为喷吹动力,在转炉技术上是一个大的进步,它比干法喷补、火焰喷补、人工砌砖等方法更合理,其既能抑制炉衬砖表面的氧化脱碳,又能减轻高温渣对炉砖的侵蚀冲刷,从而保护炉衬砖,降低耐火材料蚀损速度,减少喷补材料消耗,减轻工人劳动强度,提高炉衬使用寿命,提高转炉作业率,减少操作费用,而且不需大量投资,较好地解决了炼钢生产中生产率与生产成本的矛盾。
因此,转炉溅渣护炉技术与复吹炼钢技术被并列为转炉炼钢的2项重大新技术。
2 溅渣护炉主要工艺因素2. 1 合理选择炉渣并进行终渣控制炉渣选择着重是选择合理的渣相熔点。
影响炉渣熔点的物质主要有FeO、MgO和炉渣碱度。
渣相熔点高可提高溅渣层在炉衬的停留时间,提高溅渣效果,减少溅渣频率,实现多炉一溅目标。
由于FeO易与CaO和MnO等形成低熔点物质,并由MgO和FeO的二元系相图可以看出,提高MgO的含量可减少FeO相应产生的低熔点物质数量,有利于炉渣熔点的提高。
从溅渣护炉的角度分析,希望碱度高一点,这样转炉终渣C2 S 及C3 S之和可以达到70%～75%。
转炉溅渣护炉技术
转炉溅渣护技术东北大学冶金技术研究所二OO五年四月目录第一章转炉炉龄技术的发展 ----------------------------------------- 1 第二章转炉溅渣护炉工艺参数 ---------------------------------------- 42.1转炉氧枪枪位、顶吹气体流量及留渣量与溅渣量的关系 ------- 42.1.1转炉氧枪枪位对溅渣护炉的影响 ------------------------- 62.1.2氧枪氮气流量对溅渣护炉的影响 ------------------------- 72.1.3转炉留渣量对溅渣护炉的影响 --------------------------- 82.2溅渣时间 ----------------------------------------------- 92.3溅起的炉渣在转炉炉衬内表面上分布 ----------------------- 112.4氧枪喷头结构对溅渣护炉的影响 --------------------------- 122.5底吹对复吹转炉溅渣护炉的影响 --------------------------- 132.6枪位、炉渣粘度对溅渣护炉的炉渣飞溅高度的影响 ----------- 16第三章转炉溅渣护炉改渣剂的研究与应用 ------------------------------ 17第四章转炉溅渣层与炉衬结合机理 ------------------------------------ 214.1溅渣层与炉衬结合形貌 ----------------------------------- 214.2溅渣层与炉衬结合机理分析 ------------------------------- 27第五章溅渣与喷补的结合 ------------------------------------------- 305.1转炉炉衬的毁损 ----------------------------------------- 305.2喷补 --------------------------------------------------- 30第一章转炉炉龄技术的发展转炉炉衬由工作层、填充层和永久层的耐火材料组成，工作层直接与高温钢水、高氧化性炉渣和炉气接触，不断受到物理的、机械的和化学的侵蚀作用。
转炉工艺进展情况汇报
转炉工艺进展情况汇报近年来，我国转炉工艺在技术创新和产业发展方面取得了长足进步。
本文将就转炉工艺的发展情况进行汇报，以期为相关领域的研究和应用提供参考。
首先，关于转炉工艺的技术创新。
在冶炼过程中，我们不断优化了转炉炉料的配比和炉渣的成分，提高了冶炼效率和产品质量。
同时，我们引进了先进的自动化控制系统，实现了生产过程的智能化和信息化管理，大大提升了生产效率和安全性。
其次，关于转炉工艺的应用领域扩展。
除了传统的钢铁冶炼领域，转炉工艺在废旧金属回收、资源综合利用、环保治理等领域也得到了广泛应用。
通过技术改造和创新，我们成功将转炉工艺应用于废旧钢铁的再生利用，实现了资源的循环利用和环境保护的双重效益。
再者，关于转炉工艺的产业发展情况。
我国转炉工艺产业链逐步完善，形成了从炉料供应、冶炼设备制造到产品加工和销售的完整产业链条。
同时，转炉工艺的国际化合作也在不断加强，与国际先进企业开展技术交流和合作，推动了我国转炉工艺产业的国际竞争力。
最后，关于转炉工艺的未来发展展望。
随着科技的不断进步和市场需求的不断变化，转炉工艺将继续面临挑战和机遇。
我们将继续加大技术研发和创新投入，推动转炉工艺向智能化、绿色化、高效化方向发展，为我国钢铁工业的转型升级和可持续发展做出更大的贡献。
综上所述，转炉工艺在技术创新、应用领域扩展和产业发展方面取得了显著进展，展现出了良好的发展态势和广阔的发展前景。
我们将继续坚持科技创新和开放合作，不断提升转炉工艺的核心竞争力，推动我国转炉工艺走向更加辉煌的未来。
希望本文的汇报内容能够为相关领域的研究和实践工作提供有益参考，激发更多的创新思路和合作机会。
让我们共同努力，推动转炉工艺迈向更加美好的明天！。
转炉溅渣护炉技术(讲座)PPT课件
实际上，溅渣护炉时残留在炉内的 终渣是一种最安全的留渣操作，它有利 于早化初渣，并可促进前期脱P。
首钢三炼钢在前炉溅渣和未溅渣两 种情况下，对吹炼3未溅渣的1.16%提高到1.95%。
（2）中期渣 转炉吹炼中期，铁水中Si、Mn已
转炉溅渣护炉技术
1、 溅渣护炉简介
图1 溅渣护炉示意图
•1991年美国LTV钢铁公司开始采用溅渣护 炉技术，现已有12个钢厂采用，其中内 陆钢厂1998年炉龄达33000次仍在吹炼。
•国内30吨以上转炉绝大部分采用溅渣护 炉技术，炉龄2万炉以上，莱钢30吨转炉 3万炉以上。
•国内部分15吨转炉采用溅渣护炉技术 （三明，安钢等）。 •武钢80吨复吹转炉底吹元件寿命与炉龄
同步，达1万炉以上。
2、溅渣护炉的炉渣控制
2.1溅渣护炉工艺过程
吹炼过程造好渣
出钢后将转炉摇正
降下氧枪吹氮2-3分钟
将多余炉渣倒出
2.2 造渣工艺
转炉采用溅渣护炉技术后， 造渣工艺可简单概括为“初渣早化， 过程渣化透，终渣做粘，溅渣挂 上”。
（1）初渣
在吹炼前期能否迅速形成高碱度的 炉渣，是减轻初渣对溅渣层及炉衬侵蚀 的一个重要环节。
当碱度从1.0提高到2.0时，MgO饱和值相应 由～12%降到～7%,早化初渣尽快提高碱度，MgO饱 和值会显著降低。因而，影响初渣MgO饱和溶解度 的主要因素是碱度。
温度升高,MgO饱和溶解度也相应增 加，大约是温度每提高50℃，MgO饱和 值增加1.0-1.3％。
当终渣碱度为3时，温度由1600℃ 升高到1700℃，MgO饱和值由6％增加到 8.5％。因此，影响终渣MgO饱和溶解度 的主要因素是温度。
在实施溅渣护炉后的造渣实践中，鞍 钢180t转炉使用活性石灰，并在开吹时 加入轻烧镁球、锰矿和复合球团，吹炼 5分钟时的初渣碱度由普通石灰的1.2提 高到2.0。
溅渣护炉技术在转炉上的应用
溅渣护炉技术在转炉上的应用
溅渣护炉技术是一项新兴的技术，它可以提高转炉的燃烧效率，减少对环境的影响。
溅渣护炉技术是通过把大量的液体或气体加到炉内，使溅射出来的渣滓变得更轻而易于把它带走而得以应用于转炉上。
这样可以大大提高转炉的燃烧效率，减少对环境的影响。
溅渣护炉技术的主要原理是在炉子内部加入溅射液体或气体，使溅射出来的渣滓变得更轻，而且更易于把它带走。
此外，溅渣护炉技术还可以改善炉子内部燃烧状态，提高燃烧效率，从而降低炉子本身的耗能。
溅渣护炉技术在转炉上的应用主要体现在以下几个方面：
1、降低转炉内部的温度：在转炉内部加入溅射液体或气体，使渣滓变得更轻，从而降低转炉内部的温度，提高转炉的燃烧效率。
2、减少对环境的污染：由于转炉内部的温度较低，因此溅渣护炉技术也可以减少对环境的污染。
3、改善转炉内部燃烧状态：在转炉内部加入溅射液体或气体后，可以改善转炉内部的燃烧状态，从而提高燃烧效率，减少渣滓的生成。
4、降低燃料的消耗：由于溅渣护炉技术可以提高转炉的燃烧效率，从而降低燃料的消耗，节省能源，降低成本。
总之，溅渣护炉技术可以有效提高转炉的燃烧效率，减少对环境的污染，节省能源，降低成本。
在转炉上应用溅渣护炉技术，将会带来很好的经济效益和社会效益。
溅渣护炉
摘要从炉渣对炉衬和溅渣层的侵蚀机理入手，提出了兼顾冶金和溅渣双重效果的直接造渣工艺，探讨了终渣碱度、MgO、FeO含量等的调整范围，分析了溅渣操作中枪位、时间等的控制和炉底上涨的原因，以期更好地运用溅渣护炉技术。
关键词：溅渣护炉；溅渣层；终渣；温度；渣量1概述溅渣护炉是近年来开发的一项提高炉龄的新技术。
该技术最先是在美国共和钢公司的大湖分厂，由普莱克斯气体有限公司开发的，在大湖分厂和格棱那也特市分厂实施后，并没有得到推广。
l991年，美国LTV公司的印地安那哈鲍厂(1ndianaHabor)用溅渣作为全面护炉的一部分。
1994年9月该厂232t顶吹转炉的炉衬寿命达到15658炉，喷补料消耗降到0．38kg／t 钢，喷补料成本节省66％，转炉作业率由l984年的78％提高到l994年的97％。
之后，美国有15家以上钢厂采用该技术，美国内陆钢公司炉龄已超过20000炉。
加拿大、英国、日本等也已相继投入试验和应用。
我国从l994年开始转炉溅渣护炉试验，采用和发展的速度很快。
鞍钢、首钢、宝钢、武钢、太钢等一些转炉厂采用溅渣护护技术，炉龄大幅度提高，取得了明显效果。
其中，宝钢、武钢、首钢炉龄已逾万炉。
2003年武钢二炼钢创造了30368炉的转炉炉龄记录。
溅渣护炉是转炉护炉技术的重大进步，这项能够大幅度提高转炉炉龄、降低耐火材料消耗的技术，在我国展示了广阔的推广应用前景。
溅渣护炉是提高炉龄的有效措施。
它是通过高速氮气射流冲击出钢剩余后炉内的熔渣，使熔渣（该炉渣成分是经过调整的）在尽可能短的时间内均匀喷溅涂敷在整个转炉炉衬表面，并形成一定厚度而且致密的溅渣层。
该溅渣层阻止了转炉炉渣、炉气对炉衬的侵蚀，起到了提高炉龄的作用。
2溅渣护炉工艺及现状2.1溅渣护炉原理及优势溅渣护炉技术是利用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。
炼钢转炉溅渣护炉技术的应用与实践
炼钢转炉溅渣护炉技术的应用与实践介紹了炼钢转炉溅渣护炉技术的主要工艺参数，本钢集团北营炼钢厂在实际应用中遇到的问题。
为稳定氮气吹溅的运行现状，提高使用精度，自主创新了溅渣氮气智能管理系统技术，实现了优化溅渣工艺，缩短溅渣时长，降低溅渣氮气消耗，达到国内先进水平。
在一定程度上减轻了高温渣对炉衬砖的侵蚀冲刷，降了低耐火材料损耗速度，同时减轻工人劳动强度，提高炉衬使用寿命，提高转炉作业率，降低生产成本。
标签：溅渣；炉衬；氮气；挂渣引言转炉溅渣护炉技术是多年以来用于保护转炉提高炉龄的一项技术。
我国自90年代开始着手研发适应国情的转炉溅渣护炉工艺。
溅渣护炉技术就是将高压氮气通过喷枪喷出，渣通过喷射撞击区的孔穴外侧喷溅，并吸附到转炉炉衬上面从而形成一层渣层，这样可以对下一炉冶炼起到保护炉衬的作用。
转炉终渣不仅可以满足冶炼过程的要求，还应该符合溅渣护炉的条件，也就是说炉渣应易于喷溅到炉衬上，且溅到炉衬上的炉渣能很好地与之结合，所溅的炉渣应具有一定的耐火与抗高温侵蚀能力[1]。
近年来，节能环保与提质增效的工作要求越来越严格。
因此，研究溅渣护炉工艺中影响溅渣层寿命的主要因素，并在溅渣护炉工艺中进行量化控制，实现溅渣护炉工艺的科学量化，这些正是现代炼钢科技工作者需要着手解决的问题。
1溅渣的重要工艺参数1.1渣成分转炉一般都使用镁碳砖作为它的炉衬，减少炉衬侵蚀的重点就在于提高渣中氧化镁含量。
当渣中氧化镁的含量接近饱和时，炉衬中氧化镁的溶解量就很少，也就提高了炉衬的寿命。
炉渣碱度也是影响渣中氧化镁含量的重要因素，如果终渣碱度为三左右时，氧化镁含量则在百分之八左右就能使氧化镁达到炮和。
所以国内各种外转炉溅渣的氧化镁含量一般控制在百分之八到十四。
渣中氧化铁含量的高低严重影响着炉衬侵蚀和溅渣效果。
渣中氧化铁的矿物多为低熔点铁酸盐，熔点远远低于出钢温度，且氧化铁含量越高，铁酸盐也随之就越多，渣的流动性也就越好，造成对炉衬侵蚀作用加大且不容易附着在炉衬上。
转炉溅渣护炉技术
工艺措施
打击方式 抽真空 真空油浸 原料纯度 颗粒配比 树脂质量 抗氧化剂数量 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
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。
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。
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。
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 料与水先混合； ２、半干法喷补 料水在喷枪出口处混合； ３、火焰喷补 料经出口火熘部分熔化。
转炉溅渣护炉技术（朱绪龙）毕业论文
转炉溅渣护炉技术（朱绪龙）毕业论文转炉溅渣护炉技术1前言溅渣护炉技术是在转炉吹炼结束后,通过顶吹氧枪高速喷吹氮气射流,冲击残留在熔池内的部分高熔点炉渣,使熔渣均匀地喷溅粘附在转炉炉衬表面,形成炉渣保护层,达到护炉的目的。
该技术在美国LTV厂成功后,使转炉炉龄从5000炉提高到15000炉以上,创造了目前世界上最高的转炉炉龄记录。
该项先进技术介绍到中国后,我国许多工厂结合本厂的资源、工艺特点,进行开发采用,获得了明显的经济效益。
尽管溅渣护炉技术已经在生产中广泛应用,并获得了巨大的成功。
但在溅渣护炉技术的基础理论研究方面,却处于空白状态。
最近该方面的研究已经引起国内外广大冶金学者的重视。
本文将简单总结钢铁研总院工艺所在下述领域里的研究结果:(1)熔池溅渣动力学的研究；(2)溅渣层与炉衬的结合机理(3)溅渣层的浸蚀试验(4)合理的终渣成分控制。
2熔池溅渣动力学的研究如何有效地利用高速氮气射流将炉渣均匀地喷溅在炉衬表面,是溅渣护炉的技术关键。
其效果决定于以下控制因素:(1)熔池内留渣量和渣层厚度(2)熔渣的物理状态:炉渣熔点、过热度、表面张力与粘度(3)溅渣气动力学参数:喷吹压力、枪位以及喷枪夹角和孔数等。
通过水力学模型试验和理论分析,研究了熔池溅渣动力学过程,初步提出优化溅渣的工艺参数。
2.1水模型测定(1)喷吹工艺对溅渣高度的影响1)对不同的介质,不同高度条件下的溅渣量的分布基本相似,随着溅渣高度的升高,溅渣量逐渐降低。
2)当溅渣高度hs/D=1.0时,不同高度下的溅渣量的分布规律发生变化。
当hs/D≤l.0时,溅渣量的比例高达总渣量的30%~60%,随着高度的增加,溅渣量将迅速降低。
在hs/D≥1.0以后溅渣量随高度增加,溅渣量减少的速率降低。
在这一高度的范围内,溅渣量约占溅渣总量的0~20%。
由此推论,炉内溅渣存在两个反应区:当hs/D≤1.0时,溅渣以渣液面波动为主,溅渣量大,并随溅渣高度增加迅速降低。
通过溅渣护炉提高转炉炉龄
长转炉炉龄的效果【 ４ ］ 。 ２１ 液态炉渣对炉衬的侵蚀机理 ．
炉渣对 Ｍ — ｇＣ砖的侵蚀过程是 ：渣中
方法例如改善耐火材料质量 ．采取有效的 喷补技术等。这些措施对提高炉龄均起到 了积极的作用使转炉炉龄有了一定程度的
提高。 但是随着炼钢技术的发展 ， 对炉渣和 炉衬侵蚀机理的进一步研究 ． 上世纪九
严重 ，中后期因碱 度提高 ＦＯ低 。渣 中 ｅ Ｍ Ｏ饱和溶解度低 ． ｇ 所以后期的侵蚀主要
是高温和强烈的冲刷造成的。 ２ 溅渣层保护炉衬的机理 ． ２ 炉渣被溅到炉衬被粘附后 ．溅渣层与 炉衬，ｇ － Ｍ Ｏ Ｃ砖在结合部发生了物理和化 学发应 ， 其结合部分可分为三个区域Ｍ： （烧结层： １ ） 铁酸钙盐 （２） ＣＦ 沿镁碳表面 的显微气孔和裂缝 ．向致密的氧化镁机体 扩散 ， 溶解与 Ｍ ｏ颗粒反应生成镁橄榄石 ｇ
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２０ 年 第 ４ ０６ 期
酒 钢 ． 技 科
５
通过溅渣护炉提高转炉炉龄
宏兴股份公司炼钢一工序公司 姬 斌
摘要： 文 要 绍了 炉 渣 炉 理，结 酒 一 钢 产 际， 结 纳 溅 护 操 本 简 介 转 溅 护 原 且 合 钢 炼 生 实 总 归 了 渣 炉 作
渣层脱落 ．同时粘度低也不利于炉渣的粘
（ＣＯ・ｉ￣ 熔点为 ２３￣ ， Ｍ Ｏ 熔点 ２ａ Ｓ ） Ｏ， １０ 及 ｇ （ Ｃ
为 ２０￣） ８０Ｃ等组成。 这些高熔点的物质占渣
总量的 ８ ％以上 ． Ｏ 在渣的凝 固过程 中结晶
完整 。呈网络结构 ．形成高熔点的耐火骨
架， 有利于挂渣 。
渣枪位距冶炼最低枪位 以下 ０ ｍ左右。 ． ４
３２ 适宜溅渣护炉炉渣条件 －
对转炉溅渣护炉及长寿复吹工艺的分析
对转炉溅渣护炉及长寿复吹工艺的分析0.引言转炉溅渣护炉技术的常规原理主要是由于在转炉出钢后，在炉内势必会留下终渣，按照渣况实施相对应的改质，利用高压氮气喷吹溅炉渣，把炉渣吹溅至炉壁，从而造成溅渣层。
在进行下一炉的炼钢过程中，可以起到屏障炉衬，以此，来实现转炉长寿的作用。
当前对钢水质量标准的要求日益严格，而复吹工艺却显现出了炉底上涨、透气砖阻滞、底吹供气管道出现漏气等诸多层面的大小问题。
1.我国转炉溅渣护炉与长寿复吹工艺的原理与现状转炉溅渣护炉技术的原理，是在转炉出完钢之后融进适量的调渣剂，其目的旨在让里面的MgO和炉渣发生化学反应，能够形成生成系统的高熔点物质。
之后，再被氧枪系统发射的高压氮气喷溅至炉衬的大多数范围亦或是设计范围，以此，依附在炉衬内壁慢慢冷凝成为坚固、稳定的屏障保障，最终变成能够得以耗损的耐材层。
转炉冶炼的过程中，保护层能够较大的弱化高温气流和炉渣对转炉炉衬的化学性侵蚀与产生的冲刷，通过养护炉衬、延长炉龄而且缩减耐材耗损。
氧气顶吹转炉溅渣护炉是指在转炉出钢之后把炉体维续在直立的程度，再通过顶吹氧枪给炉内喷射1.0 MPa高压氮气，把炉渣喷溅至炉衬上面。
由于渣粒是通过极为强劲的力道依附至炉衬上面，因此必然会和炉壁契合的十分牢固，能够高效地阻滞炉渣给炉衬造成的化学侵蚀。
长寿复吹转炉溅渣护炉是指把顶吹与底吹都转换成氮气，由上到下的不同方向，吹到转炉内炉渣，将炉渣溅起后，使其得以粘附在炉衬内壁上，从而保护炉衬。
溅渣护炉技术最大程度上应用了转炉终渣且通过氮气视为喷吹动力，毫无疑问，这在转炉技术上是立竿见影的巨大进步。
其相较于，干法喷补、火焰喷补、人工砌砖等诸多办法更为科学、合理、可操作性，不但可以压制炉衬砖表面的氧化出现脱碳现象，还可以弱化高温渣对于炉砖所产生的化学侵蚀及机械冲刷，最终起到保护炉衬砖，缩减耐火材料蚀损的整体速率[1]。
更为重要的是，可以缩小由于喷补技術所造成的材料耗损，极大的降低了工人的劳动强度。
溅渣护炉技术
溅渣护炉溅渣护炉原理溅渣护炉工艺是把氮气通过氧枪吹入炉膛，高速氮气流股与渣面相遇后把一部分炉渣击碎成尺寸不等的液滴向四周飞溅。
由于流股的能量高，把熔池渣层击穿并形成凹坑，氮气流股遇到炉底后以一定角度形成反射气流，反射气流与渣坑表面的磨擦作用会带起一部分渣滴，使其飞到炉壁上。
通过这样的连续吹氮气，炉渣温度不断下降，渣滴不断黏附在炉衬上，直到溅渣操作结束。
由于炉渣的分熔现象（也叫选择性熔化或异相分流），是指附着于炉衬表面的溅渣层，其矿物组成不均匀，当温度升高时，溅渣层中低熔点物首先熔化，与高熔点相相分离，并缓慢地从溅渣层流淌下来；而残留于炉衬表面的溅渣层为高熔点矿物，反而提高了溅渣层的耐高温性能。
在溅渣层的形成过程中，经过多次“溅渣-熔化-溅渣”的循环和反复使溅渣层表面一些低熔点氧化物发生“分融”现象。
使溅渣层MgO结晶和C2S(2CaO·SiO2)等高熔点矿物逐渐富集，从而提高了溅渣层的抗高温性能，炉衬得到保护。
溅渣层保护炉衬的机理（1）对镁碳砖表面脱碳层的固化作用吹炼过程中镁碳砖表面层碳被氧化，使MgO颗粒失去结合能力，在熔渣和钢液的冲刷下大颗粒MgO松动→脱落→流失，炉衬被蚀损。
溅渣后，熔渣渗入并充填衬砖表面脱碳层的孔隙内，或与周围的MgO颗粒反应，或以镶嵌固溶的方式形成致密的烧结层。
由于烧结层的作用，衬砖表面大颗粒的镁砂不再会松动→脱落→流失，从而防止了炉衬砖的进一步被蚀损。
（2）减轻了熔渣对衬砖表面的直接冲刷蚀损溅渣后在炉衬砖表面形成了以MgO结晶，或C2S和C3S为主体的致密烧结层，这些矿物的熔点明显地高于转炉终点渣，即使在吹炼后期高炉温度下不易软熔，也不易剥落。
因而有效地抵抗高温熔渣的冲刷，大大减轻了对镁碳砖炉衬表面的侵蚀。
（3）抑制了镁碳砖表面的氧化，防止炉村砖体再受到严重的蚀损溅渣后在炉衬砖表面所形成的烧结层和结合层，质地均比炉衬砖脱碳层致密，且熔点高，这就有效地抑制了高温氧化渣，氧化性炉气向砖体内的渗透与扩散，防止镁碳砖体内部碳被进一步氧化，从而起到保护炉衬的作用。
溅渣护炉
溅渣护炉目前，国内各大转炉炼钢厂普遍采用了溅渣护炉技术。
溅渣护炉即利用顶吹氧枪将高压氮气吹入炉内，将炼钢过程中产生的留于炉内部分的炉渣吹溅到转炉炉壁上，从而达到修补炉衬的目的。
氧枪在吹炼时，枪身部位经常粘满钢渣，一般情况下，钢渣粘得较薄，提枪时钢渣会自行脱落。
但是，转炉一旦化渣不好，枪身上的钢渣就会较粗，粘得很牢，提枪时不会自行脱落，造成粘枪。
以往的经验是造好渣以便不粘枪，往往需要向炉内加入一些莹石、铁矾土等稀释炉渣的材料。
而现在溅渣护炉的造渣工艺不允许加入莹石等稀释炉渣的材料，有的钢厂连铁矾土也不允许加入。
因此，为了达到良好的溅渣护炉效果，在炼钢生产中，炉渣就要具有一定的黏稠度，并且要加入溅渣球等含氧化镁及其他熔点较高的材料，对炉渣进行调质处理。
炉渣的粘渣效果好了，吹溅到转炉炉衬上，才能达到保护修补炉衬的目的。
频繁更换氧枪影响正常生产由于炉渣较黏，在吹炼过程中，氧枪外层钢管不可避免地会粘附钢渣。
如果不及时清除，随着冶炼炉数的增加，氧枪上的粘渣会像滚雪球一样越积越厚，最终导致不得不进行更换，甚至还会造成氧枪粘渣过厚而提不出氧枪氮风口。
这时，唯一的解决办法就是将氧枪粘枪部位用火焰切割枪割断，将断氧枪提出炉外，更换新氧枪。
据统计，采用溅渣护炉技术后，氧枪消耗成本增加了3～4倍。
然而，影响最大的并不是氧枪消耗的增加，而是由于需要频繁更换氧枪，转炉生产经常被迫停止，使得炼钢生产的连续性受到影响，降低了转炉的作业率，打乱了正常的生产节奏。
目前的转炉炼钢生产中，氧枪粘枪已是普遍存在的问题，粘在氧枪上的不只是炉渣，多数情况下是一种钢渣混合物。
处理粘枪不仅不利于转炉工人的劳动保护，而且粘在氧枪上的钢渣混合物清除起来十分困难，粘得较厚时需要用氧气将钢渣切割出缝隙，然后用撬棍撬掉。
稍不小心，便很容易损坏氧枪枪体，氧枪割漏事故时有发生。
同时，烤伤、烫伤、碰伤等事故经常发生，处理粘枪工作带有一定危险性。
刮渣器使用有局限处理粘枪采用较多的方法是安置刮渣器。
溅渣护炉
溅渣护炉技术摘要：溅渣护炉技术是利用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。
溅渣形成的溅渣层耐蚀性较好，同时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，从而保护炉衬砖，降低耐火材料损耗速度，减少喷补材料消耗，同时减轻工人劳动强度，提高炉衬使用寿命，提高转炉作业率，降低生产成本。
关键词：溅渣护炉技术现状渣性能1991 年，美国L TV 钢公司开发了转炉溅渣护炉技术(Slag Splash ing )，经过几年的逐步完善，1994 年转炉炉龄达到15 658 次，转炉作业率97 %，喷补料消耗0 . 37 kgö t钢。
1995 年初，冶金部钢铁研究总院与承德钢铁股份有限公司(简称承钢)合作，在承钢20 t 转炉上进行了溅渣护炉技术的研究。
解决了中小转炉在出钢温度高、炉渣中氧化铁含量高条件下的炉渣改质、降温及确定合理的氮气喷吹参数等技术难点。
溅渣护炉技术对保护炉衬有十分有效的作用，主要是通过向渣中添加白云石、废砖等调整渣的成分，增加渣层的厚度和粘度，而后采用氧枪吹氩或单独的吹渣将渣溅到炉衬表面，使其附着一层高粘度并且有一定耐火性的渣保护层，此渣层对中和初期酸性渣，防止其对炉衬的侵蚀，提高炉衬的使用寿命，效果十分显著。
采用精确地激光测厚技术使炉衬的喷补时间、喷补区域实现准确控制。
当前可达到工作炉衬溅厚20-30cm时开始喷补，有的甚至在13cm时才开始喷补，火焰喷补技术和激光喷补技术结合，可获得最佳的喷补效果和最低的喷补料消耗。
溅渣护炉设备图立式氧枪溅渣法示意图氮气供应系统由于采用压缩空气作为气源时, 炉渣很容易氧化, 从而降低了炉渣涂敷层的耐火性能, 因此一般选用氮气作为喷吹气体。
氮气是制氧厂的副产品, 对于配备有制氧研制的炼钢厂来讲, 氮气供应系统一般包括从制氧厂至转炉车间的氮气管网、储气罐以及氮气增压装置等, 氮气管道与氧枪的连接必须采用的特殊的快速切断阀门。
转炉溅渣护炉技术
技术特点
1)操作简便 根据炉渣粘稠程度调整成分后， 根据炉渣粘稠程度调整成分后， 利用氧枪和自动控制系统，改供氧气为供氮气， 利用氧枪和自动控制系统，改供氧气为供氮气， 即可降枪进行溅渣操作； 2)成本低 充分利用了转炉高碱度终渣和制 氧厂副产品氮气， 加少量调渣剂( 如菱镁球、 氧厂副产品氮气 ， 加少量调渣剂 ( 如菱镁球 、 轻烧白云石等) 就可实现溅渣 ， 轻烧白云石等 ) 就可实现溅渣， 还可以降低吨 钢石灰消耗； 3)时间短 一般只需3—4min即可完成溅渣护 一般只需3 min即可完成溅渣护 炉操作， 炉操作，不影响正常生产； 4)溅渣均匀覆盖在整个炉膛内壁上，基本上 4)溅渣均匀覆盖在整个炉膛内壁上，基本上 不改变炉膛形状； 不改变炉膛形状；
基本工艺参数
1)熔池内的合适渣量 1)熔池内的合适渣量 按照溅渣实践，对于出钢量在65—70t的太 按照溅渣实践，对于出钢量在65 70t的太 65— 钢转炉，附着在炉衬上的炉渣重量为2t左右 炉渣重量为2t左右。 钢转炉，附着在炉衬上的炉渣重量为2t左右。 根据冷态试验结果，各种顶吹气体流量条件下， 根据冷态试验结果，各种顶吹气体流量条件下， 均以11 渣量溅渣效果最好。 11％ 均以11％渣量溅渣效果最好。图2为溅渣量与 顶枪枪位、气体流量及渣量之间的关系。目前， 顶枪枪位、气体流量及渣量之间的关系。目前， 鞍钢三炼钢厂渣量控制在80--110kg 80--110kg／ 鞍钢三炼钢厂渣量控制在80--110kg／t钢，溅 渣效果良好。 渣效果良好。国内几家钢厂溅渣实践和效果表 渣量在100kg 100kg／ 较为合适。 明，渣量在100kg／t较为合适。
发展概况
进入80年代，转炉普遍采用镁碳砖，综合砌炉， 进入80年代，转炉普遍采用镁碳砖，综合砌炉， 使用活性石灰造渣，改进操作，采用挂渣、喷 补相结合的护炉方法，使转炉炉龄又有明显提 高。 溅渣护炉是近年来开发的一项提高炉龄的新技 术。该技术最先是在美国共和钢公司的大湖分 厂(GreatLakes)，由普莱克斯(Praxair)气体 (GreatLakes)，由普莱克斯(Praxair)气体 有限公司开发的。 1991年，美国LTV公司的印地安那哈的厂用溅 1991年，美国LTV公司的印地安那哈的厂用溅 渣作为全面护炉的一部分。1994年 渣作为全面护炉的一部分。1994年9月该厂 232t顶吹转炉的炉衬寿命达到15658炉，喷补 232t顶吹转炉的炉衬寿命达到15658炉，喷补 料消耗降到0.38kg／ 钢，喷补料成本节省66 料消耗降到0.38kg／t钢，喷补料成本节省66 ％，转炉作业率由1984年的78％提高到1994年 ％，转炉作业率由1984年的78％提高到1994年 的97％。 97％。
溅渣护炉技术发展现状及其应用
文 章 编 号 ：０ ７２ ２（ ０６ ０ ４ １４４ １０ —８９ ２ ０ ） ４ ） ３ ３ ０
溅 渣 护 炉 技 术 发 展 现 状 及 其 应 用
朱新 华 冯聚和 李玲珍 ， ，
（． １ 河北理工大学 学生处， 唐Ｉ ０３０ ；． 河北 ６０９ ２ 河北理：大学 冶金与能源学院 ； 北京科技大学 冶金与生态工程学院， Ｊ Ｊ ［ ３ ． 北京 １ ０３ ） ０ ８ ） ０
钢 的质量
收 稿 日期 ：ｏ６０ ＿８ ２ ０ ＿３０
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河
北
理
工
学
院
１ 国外溅渣炉技术 的发展
溅 渣护 炉 是提 高转 炉 炉龄 的一项 重要 技术 。它 开发 于 ２ 纪 ７ Ｏ世 Ｏ年代 ， 不但 可提 高 生产率 ， 其 减少操 作 费用 ， 而且 不需 大量 投 资 ， 较好地 解决 了炼 钢生 产 中生 产率 与 生产 成本 的矛 盾 。溅渣 护炉 时 ， 压 氮气 通过 高 氧枪 以很 高 的流 速喷 向炉 内的剩 余 炉渣 ， 炉渣 溅起 后 ， 盖在 炉 衬上 ， 经 冷却 、 固 ， 成 固态 自消 耗式 将 覆 再 凝 形 耐火 材料层 。其不 仅 降低 了氧 气炼 钢转炉 炉衬 的消 耗量 ， 也减 少 了炉衬 喷补 料 的消耗 ， 高 了炉衬 寿命 和转 提 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 ， 采 用不 同的 可 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 Ｐａａ ａ 始研究 。该技术 是 氩 氧 吹炼 工艺 （ Ｏ ） ｒｘｉ 开 ｒ Ａ Ｂ 专 利研究 工作 的一部 分 ，９ ３年 Ｐａａ ａ申报 了溅渣 护炉 技 术专 利 。在 国家 钢公 司 的大 湖 分 厂 和加 耐特 城 分 １８ ｒ ｉ ｘｒ 厂 采 用 了该 技 术 ， 由于 ８ 但 Ｏ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 ， 故溅 渣护 炉技术 当时没 有得 到进一 步推 广 。 １９ ９ ２年美 国 Ｌ 公司 印第 安那 钢厂 开始使 用这 项技 术 ， １ 作为 整体 耐火材 料 炉衬维 护 及改 进计划 的配套 部分 ， 以提 高转 炉利 用 率和 减少操 作 费用 。试验 期 间 ，１ 公 司 炉衬 寿命 创 １６８炉 的世 界 纪 录 ， 炉 利 用 Ｌ ５５ 转
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收稿日期:2006212207; 修订日期:2007205230作者简介:李小明(19742 ),陕西洛川人,讲师.研究方向:冶金相关技术.・今日铸造 Today ’s Foundry ・转炉溅渣护炉技术的发展及现状李小明,王冠甫,杨 军(西安建筑科技大学冶金工程学院,陕西西安710055)摘要:溅渣护炉充分利用了转炉终渣并采用氮气作为喷吹动力,是转炉技术一个大的进步。
采用溅渣护炉不仅可减少炉衬蚀损、提高炉龄,而且可减轻工人劳动强度和操作费用,提高生产率。
合理控制终渣成分、留渣量、出钢温度和枪位是取得良好的溅渣护炉效果的关键技术和必备条件。
我国转炉因具有容量小、数量多、生产负荷大、半钢冶炼转炉原料条件差、热源不足、复吹转炉底吹元件寿命低等特点,使得我国溅渣护炉技术朝多元化方向发展,适宜于各种炉型和原料条件以及工艺特点的溅渣护炉技术蓬勃发展,尤其在复吹溅渣护炉技术方面,已达到先进水平。
但转炉经济炉龄还不确定,氮气源还不足,调渣剂的成分还不能动态调整,溅渣时间和枪位还不能自动控制,今后应积极探索终渣动态调整以及溅渣自动控制等技术。
关键词:转炉;炉龄;溅渣护炉;应用中图分类号:TF713 文献标识码:A 文章编号:100028365(2007)0821140204Pr o gr e s s a n d S t a t us of BO F Pr ot e c ti o n Te c h n ol o g y b y Sla g Sp la s hi n gL I Xiao 2ming ,WANG G uan 2f u ,YANG Jun(School of Metallurgical E ngineering ,Xi ’an U niversity of Architecture and T echnology ,Xi ’an 710055,China)Abs t rac t :I t is a big progre ss for the converter using the finishing slag to prevent the furnace and thenitrogen as the splashing power.Slag splashing technology can not only reduce the furnace lining ero sion ,prolong the furnace life ,but also decrease the manual intensity and the operating co st ,thus enhance s the productivity.The key technology and e ssential conditions to obtain good splashe s effect are to control the ingredients and quantitie s of finishing slag ,the tapping temperature and the gun po sition reasonably.As the dome stic converter has low capacity ,big production load ,the bad raw materials for the semi 2steel converter ,the insu fficient heat source and low life of bottom blowing component of combined blown converter ,the slag splashing technology is developing towards the multiple direction ,so that the slag splashing technology can be suitable for various converter ,raw materials and operational characteristics.The combined blown converter has reached the advance standards.H owever the economical furnace life of converter is indefinite ,the nitrogen source for slag splashing is also insu fficient ,the ingredient of slag modifier cannot be adjusted dynamically ,the splashing time and the gun po sition cannot be controlled automatically ,so the finishing slag dynamic adjusting and automatic control technologie s should be developed in the future.Ke y w ords :BOF ;Company life ;Slag splashing ;Application 炉龄是转炉炼钢的一项综合技术经济指标。
高温、高氧化性的炉渣对炉衬的机械冲刷和化学侵蚀是造成炉衬蚀损的主要原因。
为了提高炉龄,炼钢工作者相继对炉衬砖材质、砌筑方法、补炉技术、溅渣技术等进行了研究和开发。
1983年普莱克斯公司获得了溅渣专利[1,2],但直到20世纪90年代以后,溅渣护炉技术才随着耐火材料质量的改进而蓬勃发展起来。
本文从溅渣护炉的基本原理出发,讨论影响溅渣护炉效果的几个主要因素,并结合我国转炉的特点,分析我国在小型转炉、半钢冶炼转炉以及复吹转炉溅渣护炉方面取得的技术进步,同时分析我国溅渣护炉存在的问题及今后的发展方向。
1 溅渣护炉原理及优势溅渣护炉的基本原理,是在转炉出完钢后加入调渣剂,使其中的MgO 与炉渣产生化学反应,生成一系列高熔点物质,被通过氧枪系统喷出的高压氮气喷溅到炉衬的大部分区域或指定区域,粘附于炉衬内壁逐渐冷凝成固态的坚固保护渣层,并成为可消耗的耐材《铸造技术》08/2007李小明等:转炉溅渣护炉技术的发展及现状层。
转炉冶炼时,保护层可减轻高温气流及炉渣对炉衬的化学侵蚀和机械冲刷,以维护炉衬、提高炉龄并降低耐材包括喷补料等消耗。
氧气顶吹转炉溅渣护炉是在转炉出钢后将炉体保持直立位置,利用顶吹氧枪向炉内喷射高压氮气(1.0M Pa),将炉渣喷溅在炉衬上。
渣粒是以很大冲击力粘附到炉衬上,与炉壁结合的相当牢固,可以有效地阻止炉渣对炉衬的侵蚀。
复吹转炉溅渣护炉是将顶吹和底吹均切换成氮气,从上、下不同方向吹向转炉内炉渣,将炉渣溅起粘结在炉衬上以实现保护炉衬的目的。
溅渣护炉充分利用了转炉终渣并采用氮气作为喷吹动力,在转炉技术上是一个大的进步,它比干法喷补、火焰喷补、人工砌砖等方法更合理,其既能抑制炉衬砖表面的氧化脱碳,又能减轻高温渣对炉砖的侵蚀冲刷,从而保护炉衬砖,降低耐火材料蚀损速度,减少喷补材料消耗,减轻工人劳动强度,提高炉衬使用寿命,提高转炉作业率,减少操作费用,而且不需大量投资,较好地解决了炼钢生产中生产率与生产成本的矛盾。
因此,转炉溅渣护炉技术与复吹炼钢技术被并列为转炉炼钢的2项重大新技术[3]。
目前国外采用溅渣护炉技术的转炉炉龄已平均达到20000炉以上[4],美国伊斯帕特内陆钢公司转炉的炉龄最高已达36000炉。
国外某些钢厂的管理人员甚至认为30000炉将成为转炉的标准炉龄[5]。
国内冶金工作者在积极摸索适合自身特点的溅渣护炉工艺上取得了巨大进步,开发出了适合不同炉型和工艺条件的溅渣护炉工艺方案。
目前我国复吹转炉的炉龄已超过30000炉[6]。
2 溅渣护炉主要工艺因素2.1 合理选择炉渣并进行终渣控制炉渣选择着重是选择合理的渣相熔点。
影响炉渣熔点的物质主要有FeO、MgO和炉渣碱度[7]。
渣相熔点高可提高溅渣层在炉衬的停留时间,提高溅渣效果,减少溅渣频率,实现多炉一溅目标。
由于FeO易与CaO和MnO等形成低熔点物质,并由MgO和FeO 的二元系相图可以看出,提高MgO的含量可减少FeO相应产生的低熔点物质数量,有利于炉渣熔点的提高。
从溅渣护炉的角度分析,希望碱度高一点,这样转炉终渣C2S及C3S之和可以达到70%～75%。
这种化合物都是高熔点物质,对于提高溅渣层的耐火度有利。
但是,碱度过高,冶炼过程不易控制,反而影响脱磷和脱硫效果,且造成原材料浪费,还容易造成炉底上涨。
实践证明,终渣碱度控制在2.8～3.2为好[8]。
由于溅渣层对转炉初渣具有很强的抗侵蚀能力,而对转炉终渣的高温侵蚀的抵抗能力很差,转炉终渣对溅渣层的侵蚀机理主要表现为高温熔化,因此合理控制转炉终渣,尽可能提高终渣的熔化温度是溅渣护炉的关键环节。
合理控制终渣应着重从终渣的MgO 含量和FeO含量着手。
2.1.1 终渣MgO含量的控制在一定条件下提高终渣MgO含量,可进一步提高炉渣的熔化温度,这种高熔点炉渣在冶炼初期产生的溅渣层减轻了渣对炉衬的机械冲刷,并与渣中SiO2、FeO反应,避免了渣对炉衬的化学侵蚀;在冶炼中期,溅渣层中的MgO与炉渣中的FeO生成高熔点物质,在下一次溅渣操作中成为溅渣层的主要组成部分;同时由于溅渣层被反复利用,减少了炼钢中造渣剂的使用,降低了生产和操作成本。
因此,终渣MgO含量应在保证出钢温度前提下超过饱和值,但含量也不宜过高,以免增加溅渣护炉成本,一般控制在9%～10%[8]。
调渣剂国外一般在出钢后加入,国内由于转炉操作水平较低,炉况不稳定,终渣成分变化大,且出钢后加入调渣剂化渣不彻底,因此大多数钢厂在冶炼初期便加入化渣剂,以轻烧白云石为主,亦有采用镁质冶金石灰或菱镁矿作为化渣剂的。
2.1.2 终渣FeO控制在溅渣护炉技术中,渣中FeO含量的多少起着截然相反的作用:渣中FeO含量高,炉渣的熔点低、流动性好,容易沿衬砖内细小气孔和裂纹渗透和扩散,有利于溅渣层与炉衬砖的结合,保护炉衬不受侵蚀。
但是随着渣中FeO含量增高,由于溅渣层内FeO会与MgO反应使溅渣层中MgO相减少,导致溅渣层熔点降低,不利于溅渣层寿命提高。
国内操作一般控制在20%以下,国外由于调渣剂在出钢后加入,所以FeO 含量很高。
一般认为只要在溅渣前把渣中MgO含量调整在合适的范围内,对终渣氧化铁含量并不须特殊处理,即终渣氧化铁无论高低都可取得较好的溅渣护炉效果。