转炉溅渣护炉技术.ppt

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1、转炉溅渣护炉,2017年7月18日,XX钢铁炼钢厂职工技术培训 炼钢工第二期,目标经济炉齡20000炉计划下炉时间201X年X月综合护炉冶炼操作溅渣护炉补 炉 目前，两座转炉均已进入炉役后期，各班组炼钢工要自觉执行分厂车间工段综合护炉措施，高效维护转炉炉况，确保转炉生产正常、稳定、快节奏运行，最大化实现本炉役可控制、有计划经济炉齡，杜绝各种恶性事故，圆满完成公司安全生产目标指标。,2,目标经济炉龄,如何延长转炉炉衬的使用寿命,1 转炉衬砖发展轨迹,如何延长转炉炉衬的使用寿命,2 影响炉龄指标的主要因素,镁碳砖的质量（30）筑炉质量（8）开新炉（2）生产组织（3）机械设备的影响（2）冶炼工艺的影

2、响（40）维护制度的影响（8）溅渣护炉工艺的影响（7）镁碳砖质量、转炉砌筑是基础冶炼工艺、操作是关键溅渣护炉、炉衬维护是手段,如何延长转炉炉衬的使用寿命,3 镁碳砖的质量,转炉衬砖的使用特点 由于受高压氧气流的冲击，使金属液和炉渣受到激烈的搅动。炉体前后倾动，受到扭力巨大。装料冲击。冶炼周期短，炉衬温度变化大，且频繁。产生烟气量和气体量大。在强氧化性条件下工作。对转炉衬砖的要求有较强的高温强度有较强的抗氧化性能有较强的抗热变能力有良好的烧结性有较强的抗冲刷能力对护炉材质有良好的附着能力对炉衬砖损坏机理高温熔损、化学侵蚀、钢流冲刷、外力冲击,如何延长转炉炉衬的使用寿命,3 镁碳砖的质量,石墨的特

3、征：线膨胀系数小；：耐高温（700010S 失重0.8%）;：g共存有优势、石墨线膨胀率小，弹性模量低（4900MPa）、热导率高（64.0W/m.K）,在含1520的gO-C砖中，形成连续的炭基质，高温下制品热导率增加，膨胀率显著下降，故可以发挥g砖耐热震的优势；、石墨熔点高（3700），表面能较低，不与其他材料发生反应，与gO（熔点2800）间无共熔关系；、石墨均匀分布在砖体中后，在高温下碳原子形成交错网络结构，使材料具有优良的高温性能；、石墨的表面张力大、与渣的注润湿角大、能有效地阻止熔渣渗透基于上述，gO-C砖用于炉壁，可显著提高内衬的使用寿命制砖原料质量关于镁砂纯度的要求：镁砂、石墨

4、品位，主要是防SiO2 AL2O3加Al、Mg是为抗氧化加碳是为了形成碳素骨架,并有抗氧化作用。树脂是粘合作用，加热分解后形成碳素骨架。晶粒度的影响。,如何延长转炉炉衬的使用寿命,3 镁碳砖的质量,制砖工艺,指标内容 工艺措施常温耐压 打击方式高温抗折 抽真空体积密度 真空油浸 原料纯度气孔率 颗粒配比 树脂质量 抗氧化剂数量 氧化镁含量 模具质量抗氧化性几何尺寸 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,5 开新炉,开吹氧压，低0.5Kg；吹炼时间比正常长15分

5、钟；不加降温剂；可加少量焦炭，延长吹氧时间。开新炉能否很好的使炉衬表面烧结是影响炉龄的关键，避免没完全烧结的软化层剥落,如何延长转炉炉衬的使用寿命,6 生产组织生产管理均匀生产节奏，尽量避免热停时间太长；做好生产组织，避免铁水、钢水在炉内等待；留有转炉维护的时间，如喷补、溅渣等；避免高温出钢等待浇注；对漏水设备及时维护；现场管理；严格原材料验收制度 技术管理 严格遵守工艺技术操作规程,如何延长转炉炉衬的使用寿命,7 机械设备影响,炉口、烟罩等漏水；耳轴转动对耳轴炉衬的扭力矩；清理炉口设备对衬砖的影响。,如何延长转炉炉衬的使用寿命,8 冶炼工艺对炉龄的影响 冶炼工艺对炉龄有直接影响特别是目前已有

6、溅渣炉工艺的情况下，工艺的影响远远超过砖质量的影响，其影响的因素主要是：,造渣工艺的影响；出钢温度的影响；铁水成份的影响；冶炼钢种的影响；装料制度的影响。,如何延长转炉炉衬的使用寿命,8 冶炼工艺对炉龄的影响造渣工艺的影响炉衬被化学侵蚀的机理纯氧化物熔点如下：纯MgO在炼钢温度（1800）是不易熔化。但是炼钢的炉渣中有大量的氧化铁和二氧化硅但MgO与熔融FeO和SiO2相结合就形成了低熔点FeOMgO或MgOSiO2从而使耐火材料与钢渣接触的一面熔点急骤降低，强度降低被熔化或被冲刷掉，而其表面层的碳被FeO（或氧气）所氧化2FeO+C2Fe+CO2使砖内失去碳素骨架，强度大大降低 炉渣的分融现

7、象随着温度的升高，溅渣层中的低熔点相先行熔化，并缓慢从溅渣层中分离流出，使溅渣层变薄，残留的岩相中高熔点物质（MgO、C2S、C3S等）比例增高，当熔池温度达到16001650时，残留物仍呈固体。这种现象叫溅渣层的分熔现象。,如何延长转炉炉衬的使用寿命,8 冶炼工艺对炉龄的影响造渣工艺的影响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

8、=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。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

9、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。,如何延长转炉炉衬的使用寿命,8 冶炼工艺对炉龄的影响造渣工艺的影响1、初期渣控制 R=12，渣中FeO含量1040%时，MgO饱和溶解度较高，MgO含量的增大可将炉渣的熔点急剧下降。因此：1）、初期渣要一次将MgO将入，可以促进化渣。2）、初期渣中碱度低，FeO含量高，MgO饱和溶解度高，极容易使炉衬中MgO进入渣中。多加MgO有两个重大意义：尽快化渣、提高碱度，和减缓炉渣对镁碳砖侵蚀的重要措施。2、冶炼过程MgO控制 考虑到钢-渣之间的化学反应，MgO的含量一定要控制在接近饱和溶解度值。绝不能超过其饱和溶解度，否则，将会

10、有固相MgO析出，使渣变稠，影响化学反应进行。,如何延长转炉炉衬的使用寿命,8 冶炼工艺对炉龄的影响冶炼温度对炉衬寿命的影响 避免出高温钢，温度越高对炉衬损伤越大，一般控制在1680以下。当出钢温度大于1700以上时，不但上一炉的溅渣层熔损光了，而且炉衬本身也将会大量被熔损。冶炼钢种对炉衬寿命的影响 钢水中碳和氧的乘积在一定温度下是定数，碳高氧低，碳低氧高，钢水中的氧和渣中的氧化铁也是正比例关系即钢水中氧高渣中的氧化铁含量也就高渣中的氧化铁与炉衬砖中的gO生成低熔点的gOFeO浸蚀炉衬。冶炼低碳钢：钢水中碳低钢水中氧高渣中氧化铁高炉衬浸蚀严重降低炉衬寿命 冶炼合金钢：加合金量大出钢温度需提高炉

11、衬浸蚀严重降低炉衬寿命,如何延长转炉炉衬的使用寿命,8 冶炼工艺对炉龄的影响原料条件对炉衬寿命影响、白灰质量不好，iO2含量高（2%),对炉衬浸蚀严重；、铁水带渣量大，进入转炉iO2量大对炉衬浸蚀严重；、铁水含硫量高，对炉衬浸蚀严重这是因为脱硫需要高温，故降低炉衬寿命 转炉底吹 转炉底吹效果不好，钢中冶炼终点含氧量高，渣中氧化铁高，对炉衬侵蚀严重，直接影响炉衬寿命 其它影响炉衬寿命出钢口处，出钢时，钢水是以旋涡状流出，对炉衬冲刷严重。加废钢及兑铁水中对前大面冲刷极为严重，必须及时垫补钢水搅动，使钢渣和钢水急骤冲刷炉衬，喷头角度不好也会冲刷炉衬,如何延长转炉炉衬的使用寿命,9 转炉的维护维护方式

12、、喷补；、换出钢口管，及内出钢口修补；、垫补前大面。转炉炉衬的垫补、喷补方式、湿法喷补料与水先混合；、半干法喷补料水在喷枪出口处混合；、火焰喷补料经出口火熘部分熔化。喷补效果影响因素、配方；、水量；、气压；、角度；、喷补厚度。,如何延长转炉炉衬的使用寿命,10 溅渣护炉技术溅渣护炉技术的发展1、6080年代，日本发明用白云石造渣工艺护炉。2、80年代，在加白云石基础上摇炉挂渣、护炉。3、1991年，美国LTV公司发明溅渣护炉技术。4、1994年，中国开始推广溅渣护炉技术。5、1998年，全面普及。理论依据加白云石造渣：使渣中含MgO量达到68%，使其进入饱和状态，减少炉衬中MgO向渣中扩散，减

13、轻炉渣在冶炼中对炉衬的侵蚀，提高炉衬寿命。溅渣护炉：使含有MgO、C2S、C3S量较高的渣被溅挂在炉衬表面，凝固使形成耐火度较高的溅渣层，保护炉衬少被侵蚀。,转炉溅渣护炉机理,1 在溅渣初期，低熔点流动性强的富铁炉渣首先溅射到炉衬表面，渣中FeOX和Ca2F沿砖表面显微气孔和裂纹向镁碳砖表面脱碳层内扩散渗透,并与周围MgO颗粒烧结在固熔一起,形成以MgO结晶为主相,以MF为胶合相的烧结层.部分C2S和C3S也沿残砖表面气孔和裂纹流入砖内,冷凝后与MgO颗粒镶嵌在一起.2 随着继续溅渣,颗粒状高熔点化合物(C2S、C3S和MgO结晶）被气流溅到粗糙的炉衬表面，并在高速气流的冲击下镶嵌在炉衬表面的

14、间隙内，形成以镶嵌为主的机械结合。同时富铁的低熔点炉渣包裹在耐火砖表面上突出的MgO结晶颗粒或已经脱离的MgO结晶颗粒周围，形成以烧结为主的化学结合层 3 随着进一步溅渣，大颗粒C2S、C3S和MgO颗粒溅到结合层表面并与渣中C2F和RO相结合，冷凝后形成炉衬表面溅渣层。,溅渣工艺参数的选择,影响溅渣效果的主要因素有：1、搅动气体氮氧的流量2、枪位3、留渣量4、溅渣时机5、炉渣的成份 氮气滞止压力或流量时对溅渣量的影响 气体压力较小时，渣子获得的能量小，溅渣量少，但气体压力超过设计值时不利于溅渣。,溅渣工艺参数的选择,枪位对溅渣量的影响当枪位较低时，各部位溅渣量都较低，当提高炉位时，溅渣量有所

15、增加。当枪位增加到一定数值时，溅渣量最大。继续提高枪位，溅渣量反而下降。这是因为：枪位低时冲击面积小，供给的能量大部分消耗在穿透和搅拌渣池。枪位过高时，冲击面积大，射流冲击强度低，每个渣滴得到能量少。理想的枪位为0.60.7D。对于稀渣,前期的枪位控制主要以加速渣的稠化为目的,控制在较高部位;当炉渣稠化到一定程度时,再将枪位和压力调整到增加动力的高度上,即缓缓降低枪位。对于稠渣,应将枪位调整到使炉渣产生最大动能的位置上,即枪位较低。,合理的留渣量主要影响以下因素：1、熔渣的可溅性。留渣量少，渣层薄。2、溅渣层的厚度与均匀性。留渣量少，溅渣层薄，不均匀，甚至上部溅不上。3、溅渣时间长短。留渣量多

16、，溅渣时间增长，溅渣量增大。4、溅渣成本。留渣量太多，调渣剂成本增加。,溅渣工艺参数的选择,合理的留渣量留渣量的计算公式：W=KABC式中：W-留渣量，t；K-渣层厚度，m；A-炉衬内表面积，m2；B-炉渣密度，t/m3；C-系数（取1.11.3）不同转炉的溅渣层厚度,溅渣工艺参数的选择,溅渣时机的选择 为了使熔渣溅到炉壁上能迅速凝固，应在炉衬表面温度较低时(1500)进行溅渣。温度过低，不但影响转炉作业时间而且会降低渣在炉衬上的了附着效果。,炉渣成分 为了保证良好的溅渣效果，并使溅渣层有耐下一炉炉渣高温侵蚀的性能，可在出钢后根据渣中FeO含量来调节渣中的MgO含量及炉渣的粘度。T FeO 1

17、012%(MgO)7.58%T FeO 1216%(MgO)89%T FeO 1620%(MgO)910%T FeO 2030%(MgO)1012%溅渣层组成，高氧化铁炉渣：氧化镁；低氧化铁渣：硅酸二钙、硅酸三钙,溅渣工艺参数的选择,调渣 调渣目的，调整粘度、氧化性、温度、氧化镁含量 如果出钢后发现炉渣FeO含量过高，炉渣的粘度过小，或渣中MgO含量过小，都应该调渣。因MgO的饱和熔解度与FeO含量、有关。调渣可选三种途径：1、降低渣中FeO。加脱氧剂如碳粉。2、增加炉渣碱度R。加CaO。3、增加渣中MgO含量。提高炉渣粘度，熔化性温度。应通过对炉渣的分析，经过计算来确定加入数量。常用调渣剂的

18、成分:MgO质量百分数（%）=MgO%/（1-CaO%+RSiO2%),120吨转炉溅渣工艺,推荐溅渣工艺1、供氮压力 0.80.9MPa2、枪位（距炉底22.2m）3、留渣量 810吨4、炉渣成份：T FeO 1214%，MgO 7.58%T FeO 1416%，MgO 89%T FeO 1620%，MgO 910%T FeO 20%，MgO 912%，并应加入脱氧剂 当碱度低时，加入白灰提高碱度。5、溅渣时间：4min6、判定标准：以渣粒均匀飞出炉口为止。7、出钢温度：1700，否则溅渣层无存。,50（30）吨转炉溅渣工艺,推荐溅渣工艺1、供氮压力 0.70.8MPa2、枪位（距炉底900

19、-1000mm）3、留渣量 2.53吨4、炉渣成份：T FeO 1214%，MgO 7.58%T FeO 1416%，MgO 89%T FeO 1620%，MgO 910%T FeO 20%,MgO 912%，并应加入脱氧剂 当碱度低时，加入白灰提高碱度。5、溅渣时间：23min6、判定标准：以渣粒均匀飞出炉口为止。7、出钢温度：1700，否则溅渣层无存。,转炉炉衬维护操作技术规程,1 转炉炉衬维护原则 转炉炉衬维护应以加强操作及溅渣护炉为主，补炉操作为辅为原则。2 操作维护 1)加强生产组织及操作水平，提高终点命中率，减少后吹炉次。正常情况下，每炉钢补吹1次。2)根据炉龄情况应保证镁质造渣料

20、加入数量，终渣碱度、TFe、MgO应符合规程要求。3)控制好装入量，维护好小面，确保出净钢。4)正常情况下严禁用高枪位长时间吊吹，更不能氧枪吹洗炉口操作。5)铁水、尤其是吹炼好的钢水不得长时间泡在炉内。在事故状态下必须停留时，最长时间20min；如遇特殊情况，应在C到终点前提枪，并将事故原因、责任者、时间等有关问题记录清楚。6)危及转炉寿命和操作安全的漏水现象，必须及时处理。,转炉炉衬维护操作技术规程,3 溅渣护炉1)正常情况下，第一炉开始溅渣，随炉龄的增加，根据生产及炉况溅渣率逐渐增加，炉龄大于500炉原则上要求溅渣率大于90%，后期炉役要求炉炉溅渣。2)正常吹炼条件下，钢水无严重过氧化发生

21、，即可进行溅渣操作。3)溅渣炉次要求炉渣MgO在812%范围内,碱度R在 2.83.5范围内，以达到较好的溅渣效果。4)冶炼低碳钢或终点碳低于0.08%时，必须加适量调渣剂调渣后方可溅渣。5)出钢温度大于1680，终渣粘度较低的炉次必须经调渣处理后方可溅渣。6)进行溅渣的炉次必须保证钢水已经出净。7)溅渣要求总管氮压保证在1.5MPa以上，流量在2000023000Nm3/h，0.62.0m(调渣炉次开始的1.5分钟枪位按上限控制，然后按下限控制)。8)溅渣时间根据渣况保证24min，后期炉役要求3分钟以上。9）根据重点溅渣部位不同，应采用不同的溅渣枪位和氮压。原则上炉底上涨时采用较低枪位和较

22、大氮压，尽量缩短炉渣在炉底停留时间；炉底下降时采用较高枪位和较小氮压，尽量延长炉渣在炉底停留的时间。,转炉炉衬维护操作技术规程,4补炉制度4.1补炉原则1)炉龄超过500炉，视炉况补炉大、小面，一般情况下应大、小面交替安排补（视具体情况而定）。2)补炉炉次严禁稠渣护炉，炉渣必须倒净。3)严格贯彻高温快补制度，倒完渣后5min内补炉料应入炉，确保补炉质量。4)根据不同补炉料要求，严格执行其操作要点，保证烧结时间。5)采用自流料补炉，补炉料量2吨。6）正常情况下补炉结束兑铁前，必须先兑入510吨铁再次烧结1min以上。4.2炉底维护1)炉底底吹透气砖裸露明显时，应在出钢后进行摇炉挂渣操作，挂渣用炉

23、渣应进行调质，炉渣成份要求与溅渣相同，当蚀入超过100mm，出现明显局部凹坑时应采用补炉底填料处理。2)炉底控制要求100300mm，当炉底-100mm应进行补炉底操作；炉底400mm时应及时采取炉底减薄措施。3)补炉底时间要求：1吨补炉料40min；2吨补炉料50min。4)补炉底时，底吹维持较低的待吹流量200m3/h。,转炉炉衬维护操作技术规程,4.3补大面1)当大面出现明显凹陷或局部凹坑时应进行补大面操作。2)出钢完毕，倒净炉渣后5分钟内将1t补炉料加入炉内，后应摇至预补位置铺平，给部分氧气助燃提温。3)补好炉料后，停止摇动炉体，并开始烧结，保证时间40min。4.5喷补1)若炉帽、耳

24、轴、渣线等部位出现凹坑或掉砖、见永久层，应根据情况进行喷补。2)喷补部位要求平滑，无明显台阶，原则上每一侧大约补0.5t料。3)喷补完后烧结时间保证10min。4)喷补操作按具体操作规程执行。,转炉炉衬维护操作技术规程,5底吹维护1)实行高拉补吹操作，控制适当的过程温度，尽量减少点吹次数。2)尽量缩短出钢的等待时间。3)适当加入镁质造渣料，保证终渣MgO达到8%12%。4)当底吹供气元件出现压力升高，流量减少时，可视为出现堵塞倾向，应采取处理措施如下：加大底吹流量，进行底吹供气元件吹堵；多安排低碳钢冶炼或出钢后采用低枪位吹氧扫炉底；切换成压缩空气进行吹堵。5)底吹气源压力不足时，不得冶炼，当气

25、源恢复到规定压力后，方可进行正常生产。6)当吹炼过程中复吹系统出现不明原因故障中断供气时，必须将转炉摇至底吹供气元件露出位置，以保护底吹供气元件。7)如发生炉内严重积水时，必须立即停止底吹供气。8)供气管路发生漏气必须及时处理。9)保证安全的前提下，快速生成“炉渣-金属蘑菇头”。10)新炉开好后，根据钢水终点碳控制要求，选择供气模式，采用自动控制方式.,转炉炉衬维护操作技术规程,6 转炉出钢口维护6.1 出钢口要求1)出钢时间3min。2)钢流圆而不散。3)出钢口内口呈凹球面形，边缘不得高于炉衬。6.2 出钢口维护要求1)吹炼过程中必须用挡渣塞堵住出钢口，减少高温烟气冲刷出钢口。2)出钢口形状不规则或内有明显凹坑，凹坑部位可以投料修补的必须进行修补。3)出钢口内口高于炉衬，必须采取补小面等维护措施，保证出净钢水。6.3 出钢口更换标准1)出钢时间230”min。2)出钢口形状不规则或内有明显凹坑，出钢钢流散，不能修复或修复后效果无明显改善。3）出钢口寿命大于400炉,转炉炉型异常处理作业指导,转炉炉型异常处理作业指导,转炉炉型异常处理作业指导,37,敬请指正炼钢技术组2017年7月18日,2023/8/27,