顶底复合吹炼转炉工艺技术

$" &
鞍钢
*,&( 年鞍钢三炼钢厂在 *$’ ) 转炉上进行了顶 底复吹试验， 取得了良好的效果。主要表现为： 钢水 收得率有所提高； 造渣剂消耗降低； 钢液中 ! % # 含量 降低。便于冶炼低碳钢。 $" ! 武钢 *,&- 年武钢将三座顶吹转炉改造为顶底复吹 转炉， 转炉底部吹入氮气和氩气， 取得了良好的冶金 效果，武钢的复吹转炉技术的先进性还表现在其底 部透气元件寿命基本能与转炉炉衬寿命同步。 但是目前复吹转炉工艺存在的主要问题仍是， 由于采溅渣护炉技术后复吹比有所降低，主要表现
.77> 年第 6 期
!" $
转炉吹炼操作条件有所改善 由于从转炉底部向熔池吹入气体对熔池进行搅
!" &
顶底复合吹炼钢液中氢含量有所降低 顶底复合吹炼采用普通吹炼与无渣吹炼在相同
拌， 使吹炼平稳， 钢中残留氧有所下降， 渣中 ;<( 降 低， 喷溅物减少， 终点可控性好。 = % "(1 法底吹气体 量和一些反应与操作的关系如图 . 所示。
第一作者简介： 李志恩， 男， 现在太钢技术中心从事钢铁冶金专业， 工程 !"#$ 年生， !""% 年毕业于东北大学钢铁冶金专业， 师。邮编： $&$$$& 。
・6.・ 由 !"#、 !$ % &’、 !$ % (") 和 *& % +"!$ % ," 等， 于该技术供气元件容易维护、 寿命长、 操作工艺比较 简单及适应钢种范围广， 因此在世界被广泛采用。 我 国现有的复吹转炉绝大多数采用该技术。 - . / 顶底复合吹氧法 该技术属于强化冶炼型的复吹方法。代表技术 有 "0+ % ",1、 !$ % 2+、 0)"、 0)" % 1 和 & % "(1 等。日本与欧洲较多采用。 - 3 / 顶底吹氧气、 喷加燃料法 该技术指顶吹氧气、 底吹或侧吹氧化， 同时底喷 或加入燃料， 属于增加废钢型 4 的复吹方法。 代表技 术有 ("5 % 0、 其中 &0 法采用 6778 &50 和 &0 等。 底吹氧， 同时底喷煤粉， 实现 6778 废钢氧气炼钢。 该 技术主要应用于欧洲。 ! !" # 顶底复合吹炼转炉工艺的冶金特性 加速熔池内钢液成份及温度的混合均匀 由于从转炉底部吹入部分气体，增加了熔池的 搅拌能，从而有利于熔池内钢液成份和温度的均匀 性。不同的顶底复吹类型及底吹气体量和钢液混合 均匀时间如图 6 9 . : 所示。
《山西冶金》
表. 钢 项 目 种 出厂料 热轧材 #$ % & ’$ % 冷轧材 +$ % 2-% & #’-% ’#% #%%% & .%%% +% 物料规格 进厂料 #$ % & ’$ % 物料规格和技术数据 ()*)+%% 和 ()*),%% 机组数据 年产量 ! 万 /・ 0 1 #
・.+・ 速度和质量。酸洗后的带钢经湿式拉伸 矫直，最后进行 # : 变形量的二辊平整 完成冷轧带钢生产的全过程。 !
钢厂， 目前其年产量为不锈钢 $’ 万 )、 碳钢 +-’ 万 )。 合吹炼法生产不锈钢。而 + 号、 ( 号转炉仍为传统的 顶吹转炉， 为了扩大生产品种、 提高产品质量， 二钢 厂与钢铁研究总院合作计划在 +’’- 年 - 月份将现 + 号、 ( 号顶吹转炉改造为复吹转炉。 ’" & 7 8 %9: 8 ; 复吹转炉工艺 采用三脱预处理铁水和电炉熔化的铭、镍铁合 总之，顶底复吹转炉由于从转炉底部向熔池吹 !%# 反 入气体， 使熔池产生强烈搅拌， 使钢液中 ! " # 、 应在接近平衡状态下进行，因而能取得良好的冶金 效果。 $ 顶底复吹转炉在国内钢厂的应用 从 &’ 年代初转炉复合吹炼技术在我国开始得 以开发、 应用， 基本上是以顶吹氧气加底部供惰性气 体搅拌为主。 攀钢 *+’ ) 转炉和鞍钢 &’ 年代初首钢 (’ ) 转炉、 *$’ ) 转炉相继改为复吹转炉，从此我国很多钢厂竞 相采用了该项新工艺。 多年的生产实践表明， 我国的 宝钢、 武钢、 本钢和鞍钢等厂采用复吹技术后， 都取 得了很好的经济效益。*,,$ 年我国的炼钢复吹比已 达 +- . 。 $" % 宝钢 宝钢 (’’ ) 转炉有三座， *,,’ 年改造为顶底复吹转 炉， 主要底吹氮气和氩气， 供气强度 ’/ ’++ 0( 1 2 034・) 5 属于弱搅拌型吹炼转炉。存在的 6 ’/ ** 0 1 2 034・) 5 ， 主要问题是底吹风口寿命待提高， 复吹比偏低。
(
金， 在 7 8 %9: 8 ; 转炉冶炼前期通过顶枪供氧， 底 部供氧气、 氮气 1 氩气， 造渣、 快速升温、 脱碳， 冶炼后 期调整底部供气的种类及气量实现脱碳保铬，然后 通过高位料仓加入脱氧的合金， 形成还原性气氛， 将 在吹氧期生产的金属氧化物还原至钢中，最后加入 所需要的合金，调整钢水成分达到标准要求后出 钢。其中顶枪为四孔拉瓦尔型， 底枪为五支， 冶炼过 程采用连续测温和二级控制系统冶炼。平均冶炼周 期为 <’ 034。 ’" ! + 号、 ( 号顶吹氧气转炉工艺条件及现状 年产钢水量： +-’ 万 ) 转炉公称容量： &’ ) 转炉平均出钢量： &’ ) 转炉炉座数： (座 吹炼制度： (吹( 每天出钢炉数： 平均 *’$ 炉 冶炼周期： +, 034 1 炉 年作业天数： (*’ = 转炉炉龄： 平均为 *+ -&+ 次、 最高 *< ’++ 次 ’" $ 本次改造后 + 号、 ( 号复吹转炉的工艺特点 本次太钢主要是引进钢铁研究总院的 “长寿复 吹转炉炼钢工艺技术” ， 该技术解决了转炉溅渣护炉 条件下，复吹转炉底部元件寿命与长寿炉龄同步这 一主要问题。表现在以下几个方面： ’" $" % 提高底吹喷嘴寿命 “炉渣 8 金属蘑菇头” 在溅渣过程中形成的 具有 2 * 5 蘑菇头体积大， 三个优点： 使熔池供气面积增大， 不容易被侵蚀掉。 2 + 5 蘑菇头表面逸出的气流非常 小， 平均缝径 >’/ * 00。 上浮产生的微小气泡增强了 熔池的搅拌力，也减轻了气流对蘑菇头的冲刷侵 蚀。 2 ( 5 蘑菇头的化学成分基本与转 2 下转第 +( 页 5
氧气转炉在上世纪 #$ 年代前， 主要是氧气顶吹 转炉， 另外还有少量氧气底吹转炉。 但在生产实践中 发现， 氧气顶吹转炉存在吹炼前期化渣较慢， 后期熔 池钢水成份、 温度、 氧化性不均匀的问题； 而氧气底 吹转炉虽熔池搅拌不成问题但炉渣氧化性弱，脱磷 较难且废钢比较顶吹小。 为了克服氧气顶吹转炉和氧气底吹转炉工艺上 的缺点， 人们提出了在氧气顶转炉的炉底通入气体， 以加强以熔池的搅拌；在底吹氧气转炉中增设顶吹 氧枪以改善炉渣的氧化性。 于是在上世纪 #$ 年代末 世界炼钢领域中发展起来了一项新技术、新工艺— 转炉顶底复合吹炼法。 @ 顶底复合吹炼转技术发展的简要回顾 !"#B 年卢森堡阿尔贝德贝尔瓦厂首先开发出顶 吹氧气、 底吹惰性气体的复合吹炼方法， 即 :X9 法，
Βιβλιοθήκη Baidu
!"#$%"&&"’ ()"*+,- .",/01&01 !023,")"-4 5,6 71"2088
+.CDE.F 7G,F .FH 3-II/ ? =G,EJ @ K,1 :-H1 9+ :3+0, ;5,- <="3=5
>%8&152& <ILCIMN -OI ,GCPCF ,Q -,JRS,--,T S/,MCFP U,FLIG-IG -IUOF,/,PD .FH JG,UINN1 HINUGCSIN -OI HILI/,JTIF-2 U/.NNCQD .FH T.CF TI-.//EGPCU./ UO.G.U-IGCN-CUN ,Q -OCN JG,UINN1 -OI .JJ/C.FUI ,Q -,JRS,--,T S/,MCFP U,FLIG-IG JG,UINN CF H,TIN-CU T.CF IF-IGJGCNI1 =IFIG./ JG,HEU-C,F NC-E.-C,F ,Q 0,/ -,JRS,--,T S/,MCFP U,FLIG-IG ? CF 0,( N-II/ T.VCFP J/.F- @ .FH -OI JG,UINN UO.G.U-IGCN-CUN ,Q 0,( “-IUOF,/,PD .FH JG,UINN /,FP /CQI .FH 0,& -,JRS,--,T S/,MCFP U,FLIG-IG MOCUO .GI J/.FCFP -, .H,JCF 0,( N-II/ T.VCFP J/.F- ,Q +73KW1 -,JRS,--,T S/,MCFP U,FLIG-IG N-II/ T.VCFP JG,UINN” ?04 ;"168 U,FLIG-IG2 -,JRS,--,T S/,MCFP2 N-II/ T.VCFP
且很快在西欧、 北美迅速推广。与此同时， 日本各大 钢厂也相继开发成功顶底复吹技术，并成功用于工 业生产。 由于顶底复吹技术一方面显示出诸多冶金效果 和经济效果， 另一方面， 由于该冶炼工艺兼有顶吹和 底吹两种冶炼工艺的优点， 且设备简单， 能够充分利 用原有吹炼装置， 投资少、 见效快， 因此在世界各国 得到了广泛的应用并不断发展。 顶底复吹技术问世 * 年后， 在世界范围内已有 #$ 座容量"!*$ - 的大型转 炉改造成功并投产。 可以说， 到上世纪 B$ 年代末， 复 吹炼钢法已取代顶吹法而成为转炉炼钢的主流。 A 顶底复合吹炼转炉技术的分类 顶底复合吹炼转炉技术主要分三大类： ? ! @ 顶吹氧气、 底吹惰性气体法 该技术为加强搅拌型复吹 方法，代表技术有
摘 要
李志恩
王国华
简要回顾了顶底复合吹炼转炉工艺技术的起源，叙述了该工艺技术的开发、分类及主要冶金特点，
复吹转炉工艺技术在国内大钢厂的应用情况， 太钢二钢厂现 ! 号复吹转炉的生产概况及 ( 号、 & 号顶吹转炉 “长寿复吹转炉炼钢工艺技术 ” 拟采用的 的工艺特点。 关键词 转炉 顶底复合吹炼 炼钢 中图分类号： +A#(B 文献标识码： 5
##%
结语 不锈冷轧带 钢生产线经 过三个工
厚度 ! ""
宽度 ! "" 2-% & #’-% 卷内径 ! "" 3’% ! ’#% 卷外径 ! "" #%%% & .%%% 卷重 4 最大 5 4/5 +%
入口段速度 4 最大 5 ! "・"67 1 # +-% 轧机速度 4 最大 5 ! "・ "67 1 # .-% 工艺段速度 4 最大 5 ! "・"67 1 # #-% 平整机速度 4 最大 5 ! "・"67 1 # .-% 出口段速度 4 最大 5 ! "・"67 1 # +-%
总第 "& 期 ($$% 年第 ! 期 （($$% ） 文章编号： !’#( ) !!*( $! ) $$!! ) $&
山西冶金 345067 89+5::;<=>
+,-./ "& 0,1 !2 ($$% 收稿日期： ($$& ) !( ) &$
顶底复合吹炼转炉工艺技术
太原钢铁 ? 集团 @ 有限公司
《山西冶金》 !" # 脱碳氧效率有所提高 顶底复吹转炉与顶吹转炉相比脱碳氧效率有所 提高。终点 ! " # 和氧的关系如图 $ 所示。 为底吹风口寿命难以与炉衬寿命同步。 ’ ’" %
・*(・
顶底复吹工艺在太钢第二炼钢厂的应用 太钢第二炼钢厂的概况 太钢第炼钢厂是太钢 2 集团 5 有限公司的主要炼 目前 * 号转炉系引进奥钢联技术，采用顶底复
厂的工艺设计和生产实践，最终发展到 ;(<- 生产线。这个发展过程是一个不 断体现和适应不锈钢生产工艺和质量 要求的过程。 =<(<> 由于是对热轧带钢 不经软化热处理直接进行冷轧的产品， 因此，不仅产品的尺寸精度受到影响，
域。 首先进行冷轧， 冷轧机由 + 架带侧支撑的六辊轧 机组成， 轧制力 .- 89， 工作辊径 #-% ""， 中间辊径 ,+’ ""，支撑辊径 # #-% ""。中间辊横向移动 +%% 中间辊和支撑辊换辊时间为 + "67 和 ’ "67。 冷 ""。 轧后的带钢经专设脱脂段脱脂。它由高压水系统和 碱脱脂、 刷洗、 漂洗和烘干组成。随后进行再结晶退 火。 退火后的带钢在酸洗前， 该生产线增设了传统工 艺没有的由两台辊式破鳞装置予除鳞，以提高酸洗
9.:
吹炼终点碳的条件下钢液中氢含量有所降低。普通 9 2 : 的关系如图 > 所示。 吹炼和无渣吹炼终点 9 + : 、
!" !
底部喷嘴位置的设定 底部喷嘴位置的设定对熔池搅拌效果及吹炼过
程中产生喷溅大小有关。 !" % 转炉吹炼终点锰收得率有所提高 顶底复合吹炼转炉由于吹炼终点钢液残留氧及 渣中 ;<( 有所降低， 故钢液中残锰有所提高， 终点碳 和锰的收得率关系如图 3 所示。