滑動出鋼口擋渣技術在萊鋼120t轉爐的應用分析

張 偉 王忠剛 劉忠建 李樹云

（1、山東鋼鐵萊鋼型鋼煉鋼廠，山東 萊蕪 271126；2、山東鋼鐵萊鋼棒材廠，山東 萊蕪 271126）

1 前言

萊鋼煉鋼廠120t轉爐過去一直采用擋渣棒(球)法擋渣，由于擋渣棒(球)擋渣受出鋼口設計形狀以及侵蝕情況的影響，擋渣效果不易控制，特別是在出鋼口后期擋渣效果極差。擋渣棒(球)擋渣成功率平均只有65%，平均渣厚115mm。由于擋渣效果差，造成合金燒損嚴重，影響轉爐合金回收率，同時因下到鋼包內爐渣氧化性強，增加了精煉脫氧劑及造渣料的消耗，另外下渣量大易回磷，嚴重制約了優質鋼種特別是超低磷鋼的冶煉。2009年以來，萊鋼煉鋼廠引進滑動出鋼口工藝，先后在3座120t轉爐上配備了滑動出鋼口擋渣設備，并結合現場實際情況對相關工藝設備進行了改造優化。通過滑動出鋼口擋渣工藝的使用，擋渣成功率達到100%；平均渣厚可控制在60mm以內；提高了合金和脫氧劑的收得率；降低了鋼水回磷量；降低了精煉各類消耗，取得了較好的經濟效益。

2 滑動出鋼口擋渣系統

2.1 滑動出鋼口機構工藝布置設計

滑動出鋼口系統主要有轉爐閘閥機構、液壓系統、自動擋渣系統以及耐材（出鋼口磚、內水口磚、上滑板磚、下滑板磚、外水口磚）等組成。閘閥機構由基準板、連接板、開關模框、固定模框、滑動模框以及彈簧組件等組成。上滑板磚鎖緊在固定模框內不動，下滑板磚固定在滑動模框里。滑動模框在開關模框內通過滑道往復活動，活動界面通過彈簧組件建立均勻的界面壓力。動力源液壓缸通過驅動組件驅動滑動模框往復運動，實現擋渣出鋼。滑動出鋼口機構工藝布置及結構示意圖，見圖1所示：

圖1 滑動出鋼口機構工藝布置設計1、出鋼口2、內水口3、滑板4、外水口5、機構6、油缸

2.2 設備原理

轉爐出鋼口閘閥擋渣原理是將類似鋼包滑動水口控流系統轉化設計并安裝在轉爐出鋼口位置，通過液壓驅動系統和自動擋渣系統控制出鋼口自動開啟和關閉，在轉爐出鋼過程中，以達到轉爐自動擋渣出鋼，并實現轉爐少渣、無渣出鋼目的。

2.3 工藝特點

轉爐出鋼口滑板擋渣，擋渣功能采用滑板磚滑動的方法執行，不受出鋼口壽命和爐渣粘度的影響，對于各類鋼渣都可以提供可靠的密封。其技術特點是滑板開閉非常迅速，能夠對出鋼過程中的前期渣和后期渣有效地擋渣。且可將轉爐傾動角度信號和紅外線下渣檢測技術與滑動水口的開閉相結合，實現全自動判渣和擋渣。

3 萊鋼轉爐滑動出鋼口適應性改造

由于應用在轉爐出鋼口滑板擋渣工藝技術的裝置設備相對復雜，特別是擋渣閘閥機構安裝在出鋼口上，處于高溫高熱的惡劣環境條件下，設備的裝卸及維護均不方便。再加上起初操作人員對滑動出鋼口原理和使用方法的不熟悉以及滑動出鋼口方面各項管理規定不太完善，導致滑動出鋼口在應用初期設備故障率較高。存在的問題主要有滑板使用次數偏少，時而出現滑板穿鋼事故或內水口與滑板之間穿鋼事故的發生，影響生產。為確保滑動出鋼口適應萊鋼煉鋼廠轉爐生產，針對現狀進行了相應的適應性改造及使用方法等的規范。

3.1 出鋼口改造安裝

對原出鋼口和裙板設計改造，出鋼口由0°度改為12°；旋轉接頭改造：在原旋轉接頭的基礎上，增加了一路氣源和兩路液壓油通路；爐體管路改造：利用耳軸多余的通路，直接將液壓油路和氣路接通，達到使用要求；增加一套液壓冷卻系統，液壓管路采用冷卻水套式。

3.2 規范使用方法

轉爐出鋼前將出鋼口關閉，轉爐搖到-60°—-70°時將出鋼口打開進行放鋼，確保一次擋住渣。轉爐出鋼結束時，通過紅外線渣識別系統檢測或人工判斷，在大量的爐渣將要從出鋼口流出前，利用液壓系統驅動安裝在爐殼上的油缸，使滑板磚移動，在極短的時間內將下滑板磚插入出鋼口內將出鋼口封閉，通過下滑板磚將爐渣擋回轉爐內。轉爐抬到-50°左右時將滑板打開放出出鋼口中的鋼渣。

3.3 完善規程，加強培訓，實施標準化作業

制定滑動出鋼口使用管理規定和滑動出鋼口點檢與維護管理規定，不斷修訂和完善滑動出鋼口工藝技術規程和崗位操作規程，并對部分參數進行了實驗調整，定期檢查滑板磚，及時清理出鋼口外水口積渣；強化操作人員的培訓與交流，使操作人員進一步掌握滑動出鋼口方面的知識。制定更換滑動出鋼口（內水口、滑板）標準化作業程序，并組織討論驗證取得了較好的效果。

經過以上措施的實施，滑動出鋼口故障率得到一定的控制，滑板使用次數也得到了一定的提高，目前設備運行已基本穩定。

4 滑動出鋼口應用效果分析

萊鋼在120t轉爐出鋼過程中采用滑板技術進行有效的擋渣操作，不僅減少了鋼水回磷，提高合金收得率，還減少了鋼中夾雜物，提高鋼水清潔度，并減少鋼包粘渣，延長鋼包使用壽命。與此同時亦減少了耐材消耗，相應的提高了轉爐出鋼口耐火材料的使用壽命，并為鋼水精煉提供了良好的條件。

4.1 轉爐下渣量顯著減少，合金收得率得以提高

轉爐出鋼后鋼包的鋼渣成分與終渣成分基本一致。轉爐出鋼時擋渣效果不好時，導致鋼包鋼渣量加大。鋼水在運送至精煉過程中，鋼渣中的氧會擴散到鋼中，造成鋼中成分燒損，導致成分變差。下渣量的減少，提高了合金收得率。冶煉Q345B系列鋼種，金屬錳的回收率較未采用滑動出鋼口前提高4%左右，硅回收率提高3%左右。

表1 萊鋼120轉爐不同擋渣方式的擋渣效果

4.2 放鋼時間穩定，利于穩定操作

通過現場對出鋼口使用次數及放鋼時間可以看出，普通出鋼口1-20爐，放鋼時間在5.5min以上，20-40爐5min左右，40-80爐4min左右，80爐以上放鋼時間3.5min左右，隨著出鋼口壽命的增加，放鋼時間縮短較快。滑動出鋼口1-30爐，放鋼時間5.5min左右，30-100爐放鋼時間5min左右，100爐以后放鋼時間也在4.5min以上，隨著出鋼口壽命的增加放鋼時間縮短較慢。

4.3 減少耐材消耗，提高鋼包使用壽命

轉爐下渣量的減少，減緩了鋼包內襯耐材的侵蝕，并減少了鋼包粘渣，延長鋼包使用壽命。由于下渣量的的減少，減少了爐渣對出鋼口的沖刷與侵蝕，相應提高轉爐出鋼口耐火材料的使用壽命，目前滑動出鋼口平均壽命已達到180爐以上。

結語

轉爐出鋼口滑板擋渣工藝技術，實現了出鋼全過程的自動判渣和擋渣，擋渣成功率可以達到100%，鋼包渣厚穩定控制在80 mm以下，是目前應用的擋渣效果最佳擋渣工藝技術，提高擋渣滑板的使用壽命，以進一步降低使用成本，減少對轉爐生產組織的影響，將加速改善轉爐出鋼口滑板擋渣工藝技術的應用效果。

[1]戴云閣.現代轉爐煉鋼[M].北京：冶金工業出版社，1998.

[2]王雅貞等.氧氣頂吹轉爐煉鋼工藝與設備[M].北京：冶金工業出版社，2004.