120 t复吹转炉炉型稳定控制技术的开发应用.pdf

技术应用592024,Vol.62,No.2收稿日期：2024-01-08作者简介：刘文凭（1985），女，高级工程师。E-mail：120 t复吹转炉炉型稳定控制技术的开发应用刘文凭（莱芜钢铁集团银山型钢有限公司炼钢厂 山东 济南 271104）摘要：为提高 120 t 顶底复吹转炉炉型控制的整体稳定性，通过引进炉体测厚仪对转炉炉型进行数字化描述，并根据炉型状态通过研究应用各项炉型控制技术，不仅保障了整个炉役期间的安全稳定生产，且使整个炉役期间碳氧积始终处于稳定状态。关键词：转炉炉型；溅渣护炉；冶炼工艺中图分类号：TF748.2文献标识码：B文章编号：1003-0514(2024)02-0059-03Development and application of furnace type stability control technology for 120 t combined blowing converter Liu Wenping（Steelmaking Plant of Laiwu Iron and Steel Group Yinshan Section Steel Co.，Ltd.，Jinan 271104，China）Abstract：In order to improve the overall stability of the 120-ton top-bottom combined blowing converter type control,the converter type is digitally described by introducing a furnace thickness gauge,and various furnace type control technologies are researched and applied according to the furnace type status,which not only ensures the safe and stable production during the entire furnace service period,but also keeps the carbon and oxygen deposits in a stable state throughout the furnace service period.Key words：converter type；slag splashing protection；smelting process转炉炉型过程控制的稳定性直接影响着冶炼过程控制和终点控制，而转炉过程控制和终点控制的好坏又直接决定着转炉炉型控制的难度，两者相互影响、相互制约。炉型的稳定性控制不仅可以提高炉衬使用寿命、降低耐材消耗，且对提高安全系数和降低生产成本等具有十分重要的意义。莱芜钢铁集团银山型钢有限公司炼钢厂为提高 120 t 顶底复吹转炉炉型控制的整体稳定性，通过引进炉体测厚仪对转炉炉型进行数字化描述，并根据炉型状态对相应的炉型控制技术进行研究应用。1转炉炉型检测技术为提高炉型的稳定性，及时掌握炉衬砖的侵蚀情况，引进炉衬激光测厚仪定期对炉衬进行测量。激光测厚仪可以准确的测得炉衬各个部位数据，并准确的绘制出各方位剖面图及整个炉衬展开图（如图 1 所示）。目前转炉冶炼条件下，由于炉衬在冶炼过程中受钢、渣及氧气的冲刷侵蚀存在不均匀性，炉衬极易出现局部因侵蚀严重炉衬砖或渣层减薄现象。受高温烟气的影响，肉眼难以观察炉衬薄弱部位，从炉壳外部更是无法观察薄弱部位，薄弱部位是炉体维护的重点。为及时观测炉体薄弱环节，形成在线测温制度，设置重点测量部位如出钢口测温点、bz2402正文.indd 59bz2402正文.indd 592024/4/17 9:35:452024/4/17 9:35:45冶金标准化与质量2024,Vol.62,No.260图 1转炉炉体激光测厚数据图耳轴测温点、炉身测温点和炉底测温点等，根据温度变化确定炉体薄弱部位和炉体维护。根据激光测厚仪测量数据、转炉炉体温度测量结果等精准判断炉体薄弱部位，有针对性的采取措施加以维护，确保在整个炉役运行过程中转炉炉型合理稳定控制。2炉型控制技术2.1系统优化转炉冶炼工艺模型由于莱钢炼钢厂入炉钢铁料的多元化以及近年来留渣工艺全面推广应用，对转炉平稳吹炼和终点控制造成一定的影响，为此对各种入炉条件下的吹炼模型进行研究优化，提高冶炼过程平稳性和终点命中率。重点根据入炉铁水温度、成分、留渣量以及废钢比对操作模型进行划分，制定不同的冶炼工艺模型，由操作人员根据入炉条件和钢种进行选择1。2.2降低出钢温度措施通过钢包耐材质量改进，提高钢包包龄，使钢包新包投入数量得以降低；通过优化操作，使终渣泡沫化程度得以降低，减少了倒炉出钢次数；通过提高中间包寿命，减少开浇次数以及加快生产节奏等。以上一系列措施的实施使出钢温度显著降低；不仅减弱了冶炼过程钢水对炉衬的侵蚀，同时利于终渣黏度的控制，利于溅渣护炉。2.3炉型综合控制技术2.3.1优化溅渣护炉工艺技术目前国内外钢铁企业大部分转炉采用溅渣护炉技术对转炉炉体进行维护，利用氧化镁达到饱和或者过饱和的高温终渣在高压氮气的作用下使其均匀涂敷在炉衬表面，并与炉衬很好的融合，形成致密的保护层，从而起到减少钢水冲刷、保护炉衬、提高炉衬寿命的作用。此工艺在操作过程中易造成溅渣层过厚、炉底升高、炉衬内型变化等现象，使转炉炉型及炉容比发生变化，给转炉冶炼过程控制带来影响，导致冶炼过程的碳氧反应不均匀，不利于实现有效的终点命中。同时，炉型的变化造成复吹转炉碳氧积的波动，影响转炉经济技术指标的控制。所以有必要采取一种合适的溅渣护炉的方法，最大限度提高炉体维护效果及实现炉型的稳定控制。溅渣护炉最重要的工艺参数是合适的终渣黏度、渣量、溅渣枪位以及溅渣时间等。溅渣枪位的高低直接决定着炉渣粘附的部位，根据炉体薄弱部位调整合适枪位有目的的进行溅渣护炉2。1）炉帽部位。针对炉帽薄弱部位主要采用1.0 1.5 m 低枪位溅渣。氮气流股冲击炉渣时形成“杯”状的冲击坑，炉渣沿着“杯”状冲击坑上沿切线的方向飞向炉帽部位的渣量相对增加，达到喷补炉帽的目的。2）熔池部位。针对熔池薄弱部位主要采用2.5 3.0 mm 的高枪位溅渣。氮所流股冲击炉渣形成“浅盘子”状的冲击坑，炉渣沿着“浅盘子”上沿切线方向主要飞向熔池部位，并且从熔池淌流下来的炉渣可以填补炉底接缝。3）耳轴部位。针对耳轴薄弱部位，主要采用1.5 2.0 m 枪位进行溅渣。氮气流股冲击炉渣形成“碗”状的冲击坑，炉渣沿着“碗”状冲击坑上沿切线方向飞向耳轴部位的炉渣量相对增加，达到炉渣补耳轴部位的作用。4）对于炉渣黏度偏高的炉次采用低枪位、短时间溅渣，防止炉底上涨；对于炉渣黏度偏低的炉次，溅渣前加入部分白云石或者石灰，前期采用高枪位，并根据溅渣效果逐步降低枪位的方式进行溅渣。正常黏度的炉渣采用高-低-低枪位进行溅渣，枪位降低采用小幅度梯度降低的方式进行，确保炉渣均匀粘附于炉衬。2.3.2终渣黏度精准控制技术终渣黏度是炉渣能否粘附于炉壁的关键参数之一，黏度偏低时溅渣后炉渣易顺炉壁下滑，达不到溅渣预期效果；黏度偏高炉渣难以溅起，易造成炉底上涨。炉渣黏度取决于渣中低熔点相的组分，bz2402正文.indd 60bz2402正文.indd 602024/4/17 9:35:452024/4/17 9:35:45技术应用612024,Vol.62,No.2而炉渣中低熔点的主要组分是氧化铁，终渣氧化铁与转炉终点控制密切相关，这就要求转炉过程控制和终点控制要达到一定的水平，避免终渣氧化铁含量过高。针对终点碳要求较低的钢种，为解决终渣全铁难以控制、黏度过小，影响溅渣效果的问题，采取终点前适当调渣工艺，即：终点前 1 min 加入部分白云石或石灰进行调渣，同时终点前底吹强度适当提高，保证压枪时间，控制终渣全铁含量，确保终渣黏度，保障溅渣护炉效果；针对终点碳控制较高的钢种，适当降低白云石加入量，防止终渣偏黏3。2.3.3炉底维护技术1）炉底上涨的处理措施。炉底较高时，适当减少中渣料中石灰及白云石加入量，降低碱度的同时，使渣中 MgO 适当降低；并降低溅渣枪位，缩短溅渣时间，溅渣结束后炉渣要有较好的流动性，并且减少转炉竖炉状态时间；适当安排冶炼低碳钢种等措施。必要时采取氧枪刺炉底。2）炉底下降的处理措施。适当提高炉渣碱度，增加渣中(MgO)的含量，使之达到饱和或过饱和状态，以利于增加炉渣黏度。适当安排冶炼中高碳钢种，冶炼采用高拉碳模式，提高终点碳，降低转炉终点全铁含量，溅渣完毕后，留部分炉渣在炉内，前后摇动炉子 2 3 次，使炉渣均匀分布在炉底后，使转炉处于竖直状态进行挂渣，此时底吹强度适当降低。3应用效果通过转炉炉型控制技术的实施，转炉炉型控制水平显著提高，补炉频率和补炉料消耗明显降低、底吹冶金效果明显提升，整个炉役期间碳氧积始终处于稳定状态。4结语通过应用炉型检测技术显现转炉炉衬各部位厚度，采用炉型控制技术，保证了转炉在整个炉役期间炉型始终处于稳定状态，利用稳定生产。参考文献1 黄标彩.转炉炉型数字化控制技术应用实践 J.炼钢，2008，24（2）：1-3，14.2 苏天森.转炉溅渣护炉技术 M.北京：冶金工业出版社，2002：105.3 夏云进,马伟杰,李杰.低碱度转炉渣对镁质耐火材料的侵蚀行为 J.安徽工业大学学报（自然科学版）,2016，33（4）：303-308.等进行增删。8结束语结合球墨铸铁管内部防护特点建立的水质评估体系，对于合理优化管道内部防护方案是有益的。但是，水源和输水系统的复杂，并不是一个可以简单进行评估的问题，需要综合考虑当地法规要求，历史数据和工程师的经验等进行综合判断。同时，微生物指标因缺乏统一的具有广泛共识的评价方法，在 ISO TR4340：2022 的编写中未予以考虑。建立高效的水质评估体系，是需要长期研究和积累的工作。ISO TR4340：2022 的发布，无疑是一个良好的开端，符合国家和社会逐步提高的输水系统卫生性能和安全性能的要求，符合球墨铸铁管产业绿色、低碳、环保的发展方向。参考文献1ISO TR 4340:2022，Water aggressiveness evaluation and optimized lining choiceS.2 胡洪营，黄晶晶，孙艳，等 水质研究方法 M.北京：科学出版社，2015：420-432.3AWWA Manual 58-Internal corrosion control in water distribution systems,second editionS.4 彭思琪.某市供水管网水质化学稳定性研究及控制方法 J.陕西水利，2021，（3）：86-88.5 陈曦.给水管道水泥砂浆内衬腐蚀影响因素及其对水质的影响D.天津：天津大学,2014.DOI:10.7666/d.D653452：58-59.（上接第 58 页）bz2402正文.indd 61bz2402正文.indd 612024/4/17 9:35:452024/4/17 9:35:45