转炉炉龄

立群2008-01-07 12:56 摘要]为提高95t转炉炉龄，针对性地开展了一些攻关措施，并取得了明显的效果。

[关键词]转炉炉龄攻关

1 前言

2001年2月28日1#95t转炉投产。作为马钢“平改转”工程的首个投产项目，承担着马钢两大主导产品车轮轮箍和中板的钢水冶炼重任，没有转炉就没有钢水。为此公司要求1#95t转炉炉龄必须突破15000炉，实现1#转炉与2#转炉顺利衔接。

由于1#95t转炉是第一个炉役，工艺制度不完善；操作工是平炉转岗到转炉，虽然经过一段时间的培训，但观念未彻底的改变，操作水平低，经验不足；且一钢厂的工艺路线不断发生变革，特别是板坯、圆坯连铸相继投产，2002年4月份实现全连铸生产后，“一炉对两机”的生产模式对转炉的炉体维护要求极为苛刻。针对生产的特殊情况，一钢厂成立了炉龄攻关小组，确定了炉体维护的方针：以科技攻关为依托，不断优化操作工艺，以溅渣护炉为主，以提高炼钢操作技能水平为基础，喷补和倒补炉砂为辅，从而减少转炉炉衬侵蚀程度，达到提高转炉炉龄的目的。

2 主要参数及工艺流程

2.1 95t转炉转炉主要技术参数

表1转炉主要技术参数

序号名称单位数值

1 转炉公称容量t 95

2 转炉平均炉产钢水量t 95

3 转炉冶炼周期min 36.47

4 炉帽工作层厚度mm 600

5 炉身工作层厚度mm 700，600

6 氧枪喷头形式四孔拉瓦尔

出口马赫数 2.0

7 造渣材料

石灰CaO % 85

轻烧白云石MgO

CaO %

% 35

50

轻烧镁球MgO % 70

2.2 转炉冶炼的主要钢种：板坯船板钢如Q235系列、Q345系列等，圆坯车轮轮箍钢如LG61、KKD等。

3 提高炉龄的措施

3.1 降低转炉出钢温度

通过统计采用溅渣护炉工艺的各厂转炉出钢温度与炉龄的关系，得到炉龄与出钢温度的关系为[1]：

n=208529-120.9t

式中：n——转炉炉龄（炉）t——转炉平均出钢温度（℃）

可见，随着出钢温度的降低，炉龄线性提高。出钢温度平均降低1℃，转炉炉龄可以提高120炉。

表2是2001.2~4月份转炉出钢温度情况（以Q235钢种为例）。

表22001.2~4月份转炉出钢温度（℃）

最高温度最低温度平均温度

1715 1662 1681

从表可看出，转炉出钢温度明显偏高。

为了达到降低出钢温度的目的，在确定了合适的浇注温度的条件下，提出稳定氩前温度，不断降低转炉出钢温度。采取了加强钢包管理，加强钢包烘烤，做到红包出钢；减少钢包吸热量，提高底吹的比例，减少吹氩过程的温降；减少转炉各工序的温降；制定了以氩前温度合格率92%为目标的考核制度等措施。要求操作工严格执行工艺规程，按规程制定的氩前温度，根据钢种要求、流钢时间、钢包烘烤情况等因素控制转炉出钢温度。

图1是整个转炉炉役期间转炉平均出钢温度和氩前温度的变化曲线。

表3是攻关前后钢种操作要点规定的转炉出钢温度及氩前温度达标率（Q235钢种）。

表3出钢温度及氩前温度达标率

出钢温度℃氩前温度达标率%

攻关前1660~1680 65

攻关后1640~1660 94

通过对降低转炉出钢温度的攻关，转炉出钢温度平均下降了30 ℃，最低的出钢温度为1629℃；氩前温度达标率提高了将近30个百分点，2002年11、12月份平均氩前温度为1597 ℃。大大降低了高温钢水对炉衬的侵蚀。

3.2 优化造渣工艺

95t转炉自400炉后采取了溅渣护炉工艺。采取贱渣护炉工艺后，合理的造渣制度不仅要满足冶炼过程去P、S杂质的需要，生产出合格的钢水，又要达到溅渣护炉的要求。

转炉在冶炼过程中，初期渣碱度低，FeO在15~20%之间，MgO饱和溶解度高，而炉衬主要成份为MgO，部分MgO流失进入渣中，致使炉衬表面强度低，甚至脱落，随着冶炼的进行，石灰逐渐溶解，碱度逐渐提高，当碱度达到3左右时，MgO饱和溶解度变化不大，后期FeO

提高，温度上升快，对炉衬的侵蚀主要为高温和高FeO，由此可见炉渣对炉衬的侵蚀主要在冶炼初期和后期。提高渣中MgO含量，可以减轻初期渣对炉衬的侵蚀，同时由于渣中MgO能够溶解石灰表面生成的高熔点3CaOMgOSiO2，加速石灰溶解，促进化渣，对冶炼去P有利；后期渣中MgO能吸收FeO，减轻FeO对炉衬的侵蚀。

在大量调研及结合一钢厂生产实际情况，确定了终渣成分为：FeO≤16%MgO：8~10% R：2.8~3.2。在操作过程中根据铁水的Si、P含量确定散装料的的加入量和配比，形成合理的终渣成分。

渣中MgO含量的提高一般在吹炼过程来完成的，在吹炼初期加轻烧白云石替代部分石灰造渣，白云石造渣可增加渣中MgO含量，一般初期渣中MgO含量在6~8%，中后期再加入部分白云石，保证终渣中MgO在8~10%。

同时采取部分留渣操作，即利用终渣来改善造渣过程，增大冶炼初期的渣量和降低石灰成团的可能性，快速形成一定碱度的炉渣。实践表明最佳的效果是在留渣三分之一的情况下获得的。

表4是优化造渣工艺前后终渣成份。

表4终渣平均成份（%）

CaO SiO2 P2O5 FeO MgO R

优化前48.65 17.74 1.11 18.55 6.55 2.74

优化后47.5 14.2 1.46 14.8 9.2 3.0

通过对造渣工艺的优化，形成了合理的成渣途径，减少了初期渣和后期渣对溅渣层及炉衬的侵蚀，也达到了预期的终渣成分。

3.3 加快转炉冶炼节奏

研究表明炉衬的损耗是取决于炉衬与炉渣的接触时间[2]。加快转炉冶炼节奏，缩短转炉冶炼周期可大大降低炉渣和高温钢水对炉衬的侵蚀。

2002年5月初对转炉各工序的时间进行了跟踪，分析表明造成转炉冶炼周期长（见表6）的原因有：加料时间长；倒炉次数多，终点命中率低；测温和取样成功率低，耗时长；相互间的整体配合不紧凑等辅助时间长。

另外统计数据表明，倒炉一次，需要2~4min，温降（从终点测温到出钢过程测温）最大为11℃，最小为7℃，平均为9℃左右。

针对上述影响因素，开展了加快转炉冶炼节奏，缩短冶炼周期的活动，同时也是为了适应板坯快节奏以及“一炉对两机”生产模式生产的需要。同时在转炉炉役中后期，为进一步加快转炉冶炼节奏，缩短转炉冶炼周期，降低转炉出钢温度，对转炉一倒的控制提出了明确的要求，如Q235等低碳钢，作到“一倒补吹等样出钢”，一倒温度控制为1590℃~1630℃，一倒碳

[C]≥0.10%，倒炉次数≤2，冶炼周期≤30min 且溅渣时间≥3min。

通过此项攻关后，转炉终点命中率大大提高，倒炉次数明显减少，辅助时间缩短，转炉冶炼周期大幅度减低，转炉的冶炼节奏加快。

表5是攻关前后转炉冶炼周期及倒炉次数统计情况：

表5转炉倒炉次数（次/炉）

最大值最小值平均

攻关前 5 2 3.9

攻关后 3 2 1.9

表6转炉冶炼周期（min）

最大值最小值平均

攻关前64 42 51

攻关后45 28 34

设计要求平均36.47

3.4 溅渣护炉技术的应用

转炉溅渣护炉技术的开发是近年来转炉炉衬维护技术的一项重大突破，国内外许多炼钢厂应用该项工艺均大幅度地提高了转炉炉龄。马钢一钢厂95t转炉炉龄在400炉时开始使用溅渣护炉技术，但溅渣效果不明显，溅渣层的耐侵蚀程度差，不能有效保护炉衬。为此工程技术人员对溅渣护炉技术进行了攻关。我们进行了转炉终渣留量及组成，使用调渣剂对溅渣护炉效果影响的分析，并研究了吹氮工艺参数、溅渣层厚度、补炉对溅渣护炉的影响情况，根据分析结果确定了适合该厂的转炉溅渣护炉工艺制度。

3.4.1 工艺操作

上一炉出钢完毕——摇正转炉——视渣况加改质剂——转炉开关切换至吹N2位——降枪溅