LF—120型鋼包精煉爐存在的問題及解決方法

李懷野

摘 要：介紹了LF-120型鋼包精煉爐的作用，以及使用過程中出現的主要問題，針對問題提出好的改進措施，以及在實際生產過程中取得的良好效果。

關鍵詞：精煉爐；水平爐蓋；廢氣連接器；耐材

1.引言

通鋼煉軋廠LF-120型鋼包精煉爐是一種特殊的精煉設備，多采用埋弧精煉操作。其特點主要有：將初煉爐內熔煉的鋼水送入鋼包，再將電極插入鋼包鋼水上部爐渣內并產生電弧，加入合成渣，形成高堿度白渣，用氬氣攪拌，使鋼包內保持強還原性氣氛，進行所謂埋弧精煉。由于氬氣攪拌加速了渣-鋼之間的化學反應，用電弧加熱進行溫度補償，可以保證較長的精煉時間，從而使鋼中的氧、硫含量降低（硫大約最低可到10ppm，總氧可到25ppm以下）。該LF-120鋼包精煉爐設備投資少，可顯著提高鋼產量，與轉爐配合生產，可以在澆注（鑄）前有效地均勻和調節鋼水溫度、成份，從而使得轉爐煉鋼廠可以較低的成本生產質量極高的鋼材產品。目前該廠通過LF精煉爐進行精煉的鋼種有：低碳鋼（SPHC/D）、中碳鋼（SS400、Q235B、S275JR）、耐侯鋼（SPA-H）等。

2.設備使用過程中存在的問題

LF-120型鋼包精煉爐自投入運行以來，已有近10年時間，期間該爐出現過大大小小的故障問題，近幾年來，頻繁出現最大的故障問題就是本體設備上的水平爐蓋和廢氣連接器水管出現漏水情況，嚴重制約生產順行。

水平爐蓋和廢氣連接器是LF鋼包精煉爐設計的關鍵部分，因為很多情況下鋼包精煉爐的冶金效果在很大程度上取決于爐子內的氣氛控制。為了避免空氣從爐蓋和鋼包之間的間隙及爐蓋開孔處進入爐內，采取了一些必要的保護措施，包括使用過程中必須采取的包口清理和維護工作。120t鋼包精煉爐的爐蓋為全水冷管式爐蓋，整個爐蓋用20g無縫鋼管和特制彎頭組焊而成，形成均流無死點的高效水冷強制循環，瞬間帶走鋼包中產生的熱量，保護爐蓋的完好無損。

目前，發現導致爐蓋全冷卻水管出現漏水原因主要有三點：1、生產中，鋼水產生噴濺，鋼渣濺到水平爐蓋和廢氣連接器水管上面，燒毀水管。2、精煉鋼水時，產生大量粉塵，也就是有無數個金屬成分的粒子飄蕩在空中，由于這些金屬粒子不斷的運動，不停的“沖洗”水平爐蓋和廢氣連接器的冷卻水管，久而久之，在這個金屬粒子的“沖刷”下，水管壁變的越來越薄，直至將整個水管最薄弱處爆裂。3、鋼渣噴濺在水平爐蓋和廢氣連接器上，當電極通電插入鋼水中，此時電極與爐蓋相隔距離很近，空氣中漂浮大量含有金屬微粒的塵埃，會將通電的電極與爐蓋接通，產生短路，瞬間將爐蓋上厚度8mm，通徑89mm的冷卻水管擊穿，發生漏水。

以上三個原因構成了爐蓋冷卻水管漏水的主要原因，其中第三個原因發生頻率高，影響最大。爐蓋及廢氣連接器上水管出現漏水后，LF爐生產被迫中斷，補焊一次水管路每次需要4～5小時，嚴重影響正常的生產節奏。

3.針對存在問題的解決方法

生產設備出現問題，總要想方設法解決問題，才能維持生產的正常進行。設備維護人員面對LF精煉爐水平爐蓋及廢氣連接器出現的問題，先后考慮用三種途徑解決存在的問題。1、首先想到的是增加20g鋼管壁的厚度來防止水管被燒穿或擊穿，將原來的89mm外徑，厚壁為8mm的鋼管改成108mm外徑，厚壁12mm的20g鋼管，通過冷彎、焊接等技術加裝到爐蓋上，全部置換上厚壁的冷卻管投入使用后，問題依舊，管子還是容易被燒毀或擊穿，仍然無法滿足生產的需要。2、考慮修改三相電極中心距，就是使電極與爐蓋水管距離較遠，避免通電短路，然而電極設計原因，無法旋轉，只能前后調整，故障問題仍然無法排除。3、去除原來高效水冷強制循環全水冷管冷卻方式，根據水平爐蓋和廢氣連接器形狀，制作一個相同形狀的耐材，厚度為100mm，耐材為絕緣體，不導電，生產時電極產生電火花及噴濺的鋼渣不會破壞耐材，不會影響到設備的使用。第三種方法也是目前正在采用的方法，此項技術的實施，可同時避免受鋼水噴濺、粉塵“沖刷”、通電短路打火三種因素的影響，破解了水管漏水的難題，有效的保護了水平爐蓋和廢氣連接器不受高溫高熱的影響，設備維護人員只需定期更換耐材，就可以保證水平爐蓋和廢氣連接器的完好無損，更換過程時間短，操作也十分簡便。

4.結論

的確，全水冷管式冷卻方式具有其他冷卻防熱方式不具備的優點，然而，通鋼煉軋廠鋼包精煉爐爐蓋由水冷卻改造成耐材方式說明：任何一項技術都有優缺點，放在不同的環境條件下應用就會出現不同的效果，最能發揮長處，解決實際問題的技術就是最好的技術應用。該廠LF-120型鋼包精煉爐爐蓋采用的耐材形式解決了爐蓋水管漏水困擾生產的難題，至今仍在使用此項技術應用于兩臺鋼包精煉爐中，收到了較好的使用效果，不僅順行了生產，保障了設備的穩定運行狀態，還降低了設備維護成本，降低了設備維護人員的勞動強度，提高了生產效率。