轉爐濺渣護爐工程設計與實踐

李子興 張庭強

【摘要】合理地控制終渣成分、留渣量、出鋼溫度、以及槍位是獲得濺渣護爐優質結果的決定性技術和必備程序。本文介紹了某集團濺渣護爐技術的健全與應用，利用調節整合終渣成分、堿度，給轉爐的大面位置給予鐵塊實施填補，冷卻凝固之后再進行濺渣，進而強化轉爐產能與作業水平，縮減耐材成本，提升轉爐爐齡。

【關鍵詞】濺渣護爐；工程設計；實踐

0.引言

轉爐濺渣護爐技術的工程原理主要是在轉爐出鋼后，爐內必然會留有終渣，針對渣況進行相應的改質，利用高壓氮氣噴吹濺爐渣，把爐渣吹濺至爐壁，從而造成濺渣層。在進行下一爐的煉鋼階段，能夠起到屏障爐襯，以此，來實現轉爐長壽功能。爐齡屬于轉爐煉鋼中技術、經濟指標的集合。而高溫、氧化的爐渣特性給爐襯所帶來的機械沖刷與侵蝕是導致爐襯出現蝕損的重點原因。因此，為了延長爐齡就必須要對轉爐濺渣技術開展相應研究開發。

1.轉爐濺渣技術的優勢

轉爐濺渣技術盡可能地應用到了轉爐終渣且利用氮氣視作噴吹動力，毋庸諱言，這在轉爐技術上無疑屬于立竿見影的深遠進步。對比與傳統層面的干法噴補、火焰噴補、人工砌磚等手段，也更加科學、合理、可操作性強，一方面，轉爐濺渣技術不但能夠抑制爐襯磚表面氧化形成脫碳現象，還可以降低高溫、氧化爐渣對于爐磚所形成的化學侵蝕及機械沖刷，最終起到保護爐襯磚，縮減耐火材料蝕損的整體速率。更為重要的是，可以縮小因為噴補技術所導致的材料耗損，極大的減輕了工人的勞動強度。另外，轉爐濺渣技術也進一步提升了爐襯的使用年限，轉爐作業率，該技術并不需要大量投資，能夠良好的處理煉鋼生產階段中常常面臨的生產率和生產成本之間的沖突。

2.轉爐濺渣技術的原理

濺渣護爐技術是利用出鋼前向爐渣中放進一定的富含MgO造渣劑，在出鋼后通過高壓氮氣在四分鐘內把將殘剩的爐渣噴濺在全部轉爐內襯表面上，以此，生成的爐渣保護層進而起到護爐的技術。某集團的鐵水中富含Cr，爐渣冷卻再結晶階段，可以生成鉻鎂尖晶石等耐火物質，渣中可以形成彌散固相質點，以此，極大地加強了渣和爐襯之間的融合水平，起到了補爐的意義，進一步緩解了對于爐襯的侵蝕。

濺渣護爐的實際效果主要受到爐渣成分、黏度、噴吹槍位、時間、以及留渣量的影響。然而爐體大面部位面臨裝料影響導致的大坑無法通過濺渣護爐的技術實施修補。所以，爐襯的大面部位一般都需要通過專用補爐料進行填補，這也從另一層面上使得補爐時間開始延長，進而給轉爐生產節奏帶來干擾。

3.轉爐濺渣護爐技術的改進

3.1終渣的選擇

爐渣選擇的關鍵需要選擇科學的渣熔點。而對于爐渣熔點形成影響因素的決定性物質主要為FeO、MgO、以及爐渣堿度。假如渣熔點比較高，濺渣層在爐襯的預留時間就更長，從而直觀地顯現出濺渣水平，降低濺渣的頻率，達到“多爐一濺”的先進目標。由于FeO十分容易和CaO、MnO等相關物質生成一些熔點比較低的物質，而且利用MgO與FeO的二元系相圖能夠知道，假如要提升MgO的含量就需要縮減FeO所形成的相對應的低熔點物質的量，能夠有利于爐渣熔點的升華[1]。以濺渣護爐的角度看，這樣轉爐終渣C2S、C3S一齊相加能夠有70%～75%。這一類化合物質無疑都屬于高熔點物質，所以，對提升濺渣層的耐火度十分有利。但如果堿度一旦過高，那么冶煉時候就不太容易操控，反之還會左右脫磷、脫硫結局，導致原材料無味耗損，不僅如此，還會致使爐底上漲。

終渣的黏度隨著渣中的FeO變化而變化，如果其含量上升則黏度降低；隨著堿度的上升而上升。如表1所以，對鐵塊補大面技術而言，終渣不可過稀，稀渣粘附困難；而同樣，稠渣也不可浸入，同樣也無法粘附。所以，選擇合適的爐渣極為重要。通過大量實踐得知，單次倒爐的堿度控制在3.2上下的爐渣最為適宜。

表1 終渣的質量分數和黏度關系

CaO/% MgO/% SiO2/% TFe/% Cr2O3/% 終渣質量

41.6 10.7 13.5 15.6 0.032 合適

43.5 11.2 14.3 16.4 0.045 較黏

38.6 8.6 13.7 18.7 0.033 較稀

為了能夠明確適宜的含鉻渣系，某集團對數十爐的終渣成分進行研究，比較了鐵塊補爐的效果，進而肯定了合理的渣系程度，如表2所示。

表2鐵塊補爐的渣系關系

CaO/% MgO/% TFe/% 補爐效果

43.1 9.4 14.6 優秀

41.6 11.2 16.3 一般

38.5 8.7 18.9 較差

45.2 9.0 16.1 較差

不難看出，鐵塊補爐的效果和堿度、TFe有著密切的聯系，堿度正好，終渣氧化性不高的狀態，補爐效果最好。這個時候終渣流動性良好，可侵進鐵塊內部并且和爐壁產生一種優秀的共晶體，終渣在冷卻凝固階段生成熔點比較高的鉻鎂尖晶石，對爐襯的保護起到了十分明顯的幫助。一旦爐渣黏度比較高時，流動性不佳，鐵塊和爐壁無法黏貼結實，導致濺渣時出現脫落，效果不佳。

3.2出鋼溫度

假如在對濺渣護爐工藝展開加工后，出鋼溫度的對于爐齡的影響是顯而易見的。出鋼溫度發生降低，那么，爐齡和出鋼溫度聯系則為：N=208 529～12 019 t[2]。在同樣的濺渣技術背景下，出鋼溫度每降低1°，那么將提升121爐爐齡。因此，科學、合理地操控轉爐的出鋼溫度，對于采用濺渣護爐工藝的轉爐來說，具有重大意義。

3.3終渣TFe的控制

終渣TFe對于補爐效果造成的影響，主要是TFe可以和終渣中的CaO、MgO、SiO2、Cr2O3等結合后產生一種低熔點的共晶化合物，最終導致鐵塊補爐效果不盡如人意。另外，終渣中FeO含量較高，推動了爐襯磚脫碳，推動爐渣向爐襯滲透，進一步致使襯托出現蝕損。通過實踐發現，如果終點碳控制在0.1%，那么終渣FeO含量則處于15-17%之間，假如產生后吹，終渣的氧化鐵就會飆升至20%，顯然，這一階段的爐渣就不可通過鐵塊進行補爐[3]。通過輕燒白云石取代一些石灰造渣，提升終渣中MgO含量，使其處于飽和狀態，能夠高效地降低爐渣對爐襯的侵蝕。

3.4轉爐濺渣護爐實踐操作要點

在常規吹煉狀態下，如果鋼水并沒有產生嚴重的過氧化現象，就能夠實施濺渣護爐操作。實踐操作要點流程為：第一，轉爐出鋼，明確沒有鋼水殘留，余渣不；第二，將轉爐搖到零位；第三，將氮氧切換閥打開到氮氣部分；第四，在吹氮階段，可以緩慢的防治550-800kg菱鎂球，倘若終渣比較稀則用生白云石取代；第五，吹氮后，假如在渣中觀察出爐口有紅渣濺出，則課解釋為濺渣已至爐帽位置。

4.結語

綜上所述，可以肯定的是，自開展轉爐濺渣護爐技術以來，我國在制造業上已經獲得了舉世矚目的成績。尤其，在復吹轉爐層面上的濺渣護爐技術已經邁進了全球前列。但是，即便如此，也還存在著一定不足，例如，調渣劑擇取并不科學，調渣工藝尚不可按照爐渣成分進行動態整合、濺渣氮氣源供給存疑，無法確保足量的濺渣頻率。所以，在未來，更應當以上述問題為研究方向，對爐渣進行工藝整合，力爭實現動態及時調渣，為我國經濟發展與建設提供巨大的貢獻。

【參考文獻】

[1]劉瀏.轉爐濺渣護爐系統優化技術基礎理論[J].鋼鐵，2013，19（3）：84-86.

[2]文永才，楊素波，張大德.攀鋼半鋼煉鋼轉爐濺渣護爐技術研究[J].鋼鐵，20013，38（2）：16-18.

[3]白瑞國，張興利，喬海林.20噸氧氣頂吹轉爐濺渣護爐工藝研究[J].河北冶金，2013，116（2）：45-49.