毕业论文——转炉溅渣护炉技术概论

转炉溅渣护炉技术

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；氧枪；氧气流量；冶炼工艺；控制

一、前言

炉龄是转炉炼钢一项综合性技术经济指标。提高炉龄不仅可以降低

耐火材料消耗，提高作业率、降低生产成本，而且有利于均衡组织生产，

促进生产的良性循环。所以，大幅度提高转炉炉龄是炼钢工作者多年追

求的目标。

转炉炉衬工作在高温、高氧化性条件下，通常以0．2～0．8mm每炉

的速度被侵蚀。为保证转炉正常生产和提高炉衬寿命，我国冶金工作者

做了许多工作，如采用焦油白云石砖、轻烧油浸白云石砖，贴补、喷补、

摇炉挂渣等措施，使炉龄逐步提高到1000炉以上；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。

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炉技术，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。

二、转炉溅渣护炉工艺参数

转炉炉龄是转炉炼钢的一项技术经济指标，提高转炉炉龄，可降低转炉炉衬消耗，有利于均衡地组织生产、降低炼钢操作成本，钢的总产量也随之增加。溅渣护炉技术是提高转炉炉龄的一项重要技术，目前国内外许多钢铁企业相继采用该项技术。但是由于受现场生产操作条件的限制，很难探索最佳操作工艺，影响了溅渣护炉的技术优势。本试验是为了配合某厂２５０吨转炉溅渣护炉工业试验，采用定量法对溅渣护炉工艺进行冷态模拟试验。根据某厂转炉溅渣实践，试验分别采用不同顶枪枪位，不同气体流量及不同渣量等与进行比较，研究确定适合于转炉溅渣护炉的最佳操作工艺参数。

（一）转炉氧枪枪位、及留渣量与溅渣量的关系

图１、2、3、4分别表示在不同溅渣条件下顶吹转炉的炉衬表面以及渣线部位、耳轴部位、炉帽部位的溅渣情况。由上述4图可知，在一定的顶吹气体流量和渣量条件下，随着氧枪枪位的升高，顶吹转炉炉衬表面获得的溅渣量均表现为逐渐增加，至一定数量，而后开始减少，顶吹气体流量增大时，炉衬表面获得的溅渣量迅速增加，在本试验结果比较以及现场生产渣量限制条件下，11％渣量的转炉溅渣效果最佳。当顶吹气体流量为19.2Nm3／h、23.0Nm3／h、26.8Nm3／h(相当于现场25000 Nm3／h、27000Nm3／h、29000Nm3／h)时，被溅到转炉炉衬表面的溅渣效果最好的溅渣枪位分别为80mm、153mm、170mm(相当于现场1160mm、2218mm、2465mm)左右。其中渣线部位最佳溅渣枪位分别为90mm、159mm，180mm(相当于现场1305mm、2305mm、2610mm)左右。耳轴部位最佳溅渣枪位分别是70mm、136mm、155mm(相当于现场1015mm、1972mm、2247mm)左右。炉帽部位最佳溅渣枪位分别是65mm、126mm、138mm(相当于现场943mm、1827mm、2001mm)左右。

图1宝钢250吨转炉炉衬表面溅渣量和顶枪枪位、顶吹气体流量及渣量之间的

关系(顶枪夹角14.50)

A-渣量8％B-渣量ll％C-渣量14％

1-顶吹气体流量19.2Nm3/h；2-顶吹气体流量23.0Nm3／h；

3-顶吹气体流量26.8Nm3／h．

图2宝钢250吨转炉渣线部位溅渣量和顶枪枪位，顶吹气体流量及渣量之间的

关系(顶枪夹角14.50)

A-渣量8％B-量11％C-渣量14％

1-顶吹气体流量19．2Nm3／h；2-顶吹气体流量23．0Nm3/h；

3-顶吹气体流量26．8Nm3／h

图3宝钢250吨转炉耳轴部位溅渣量和顶枪枪位，顶吹气体流量及渣量

之间的关系(顶枪夹角14.50)

A-渣量8％B-渣量11％C-渣量14％．

1-顶吹气体流量19．2Nm3／h；2-顶吹气体流量23．0Nm3／h；

3一顶吹气体流量26．8Nm3／h

图4宝钢250吨转炉炉帽部位溅渣量和顶枪枪位，顶吹气体流量及渣量之间的

关系(顶枪夹角14.50)

A-渣量8％B-渣量11％C-渣量14％

1-顶吹气体流量19.2Nm3／h；2-顶吹气体流量23.0Nm3／h；

3-顶吹气体流量26.8Nm3／h

（二）转炉氧枪枪位对溅渣护炉的影响

顶枪枪位是影响转炉溅渣的重要工艺参数。小于最佳溅渣枪位时，按照理论计算和试验结果均发现，顶吹气体流股击穿炉渣到炉底，造成高速气体流股能量损失在炉底耐火材料上，不利于溅渣护炉。溅渣护炉是由于顶吹气体流股作用在渣液熔池表晒，产生冲击凹坑，其反作用力使炉渣溅起。溅起的炉渣以各种，角度射向炉膛空问，一部分垂直溅起，然后自由下落回到熔池中，起不到护炉作用。只有小于900角溅起的渣粒或渣片．溅到炉衬表面上，才达到护炉作用。枪位过低顶吹气体流股击穿炉渣至炉底，气体流股能量损失在炉底耐火材料上，使炉渣形成“杯”状冲击坑，如图5中a所示。沿着杯状冲击坑外缘，溅起少量粗渣粒，反射角多数大于450角，或垂直向上，然后自由落下，溅到炉衬表面较少。从冷态模拟可以清楚看到，顶吹气体流股击穿炉渣，能量损失在炉底上，因而不能排开炉渣，形成指向顶枪枪头的一小团涡流，被溅起炉渣围绕顶枪垂直向上，不仅易粘枪端或烧枪头，而且杯状冲出坑以外其它处的炉渣处在微动或静止状态，逐渐凝用在炉底上，使炉底上涨

图5不同枪位转炉溅渣护炉效果比较示意图

a-低枪位b-最佳枪位c-高枪位

1-转炉2-氧枪3-耳轴4-炉渣

大于最佳溅渣枪位时，按照理论汁算或试验结果均发现，顶吹气体流股未到达炉渣表面之前，受到反射气流和溅起的炉渣阻挡，加上流股