宣鋼 150t 轉(zhuǎn)爐中后期的爐襯維護實踐

鄭抗戰(zhàn)

（宣化鋼鐵集團有限責(zé)任公司二鋼軋廠，河北宣化 075100）

摘  要：對轉(zhuǎn)爐爐襯蝕損的機理和原因進行分析研究，采取合理的轉(zhuǎn)爐冶煉工藝、優(yōu)化濺渣護爐技術(shù)以及加強對爐襯日常維護，加強轉(zhuǎn)爐中后期爐襯的維護，以達到降低耐材消耗，提高了轉(zhuǎn)爐作業(yè)率，以實現(xiàn)最佳經(jīng)濟爐齡為目的。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)爐；中后期；爐襯；維護；濺渣護爐。

1 引言

在轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)中，通過日常維護爐襯提高轉(zhuǎn)爐爐襯的使用期限對提高轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)率、提高爐齡、提高鋼品質(zhì)、以及降低耐火材料消耗、提高煉鋼車間的經(jīng)濟效益具有十分重要的意義。

首先了解一下宣鋼 150t 項目的設(shè)備，宣鋼二鋼軋廠有 2 座 150t 頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐。其中l(wèi)#爐于 2010 年 11 月 11 日投產(chǎn)，2#爐 2011 年 6 月 25 日投產(chǎn)，設(shè)計爐齡為 15000 爐。在爐齡達到了 6000 爐后，轉(zhuǎn)爐的爐襯進入到中后期。在生產(chǎn)實踐中，通過對轉(zhuǎn)爐爐襯蝕損的原因和機理進行分析研究，采取合理的措施對損壞部位進行維護，以利于轉(zhuǎn)爐連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)。

2 轉(zhuǎn)爐參數(shù)

2.1 轉(zhuǎn)爐爐襯材質(zhì)

轉(zhuǎn)爐爐襯由絕熱層、永久層和工作層組成。工作層因與高溫金屬液體、熔渣直接接觸，工作環(huán)境惡劣，所以工作層全部砌筑耐高溫，熱穩(wěn)定性好的鎂炭磚。在轉(zhuǎn)爐吹煉過程中，由于轉(zhuǎn)爐爐襯各部位的工作條件不同，內(nèi)襯的腐蝕程度也不一樣，所以采用綜合砌爐工藝。爐襯的裝料側(cè)、出鋼側(cè)、兩側(cè)耳軸部位、渣線部位、熔池部位采用 MT16A 鎂炭，爐冒采用 MT14A 鎂碳磚。

表 1 MT16A MT14A 技術(shù)指標(biāo)

2.2 轉(zhuǎn)爐本體的主要參數(shù)見表 2

表 2150 噸轉(zhuǎn)爐本體設(shè)備參數(shù)

3 轉(zhuǎn)爐內(nèi)襯工作層腐蝕的原理

鎂炭磚工作表面的碳首先受到氧化性熔渣，氧化亞鐵等氧化物、冶煉時的氧、爐氣中一氧化碳，等氧化性氣體氧化作用，以及高溫下碳還原氧化鎂，使鎂炭磚工作表面形成脫碳層。爐襯磚的工作表面由于碳的氧化脫除，鎂碳磚組織結(jié)構(gòu)遭破壞，在金屬液和高溫氣體的流動沖刷下流失而被蝕損；同時，由于碳的脫除所形成的孔隙，熔渣從孔隙滲入，并與MgO 反應(yīng)生成低熔點 CaO·MgO·Si02 礦物質(zhì)粘附在爐襯上，由于轉(zhuǎn)爐在冶煉時爐襯內(nèi)發(fā)生反復(fù)性的氧化—脫碳—高溫金屬液和氣體沖刷，轉(zhuǎn)爐內(nèi)襯逐漸融損，流失于爐渣中，就這樣爐襯一步一步被蝕損。

4 轉(zhuǎn)爐爐襯損壞的主要原因

轉(zhuǎn)爐在吹煉過程中，爐內(nèi)在高溫條件下進行著復(fù)雜、激烈的物理化學(xué)反應(yīng)和機械運動。轉(zhuǎn)爐爐襯在使用中易受到損壞的主要因素有以下方面：

1）機械作用：150 噸爐區(qū)采用了國內(nèi)先進的干法除塵工藝，其設(shè)備自身特點，,為了防止干法系統(tǒng)發(fā)生“泄爆”，轉(zhuǎn)爐必須先加廢鋼后兌鐵，這樣就使得轉(zhuǎn)爐前大面長期受到廢鋼的沖擊傷害，以及清理路口時容易造成爐帽部分機械剝落。

2）高溫作用：爐襯經(jīng)常在 l600℃以上的高溫下工作，受熱時會產(chǎn)生巨大的膨脹應(yīng)力。

反應(yīng)區(qū)的高溫作用會使?fàn)t襯表面軟化、熔融。

3）化學(xué)侵蝕：高溫熔渣與爐氣對爐襯的氧化的與化學(xué)侵蝕作用比較嚴(yán)重。

4）爐襯剝落：由于溫度急冷急熱所引起的爐襯磚的剝落，以及爐襯磚本身礦物組成分解引起的層裂等。

5）冶煉過程中的不當(dāng)操作也會對爐襯造成損壞。例如槍位過低易對爐底沖刷嚴(yán)重，或者是長時間槍位過高，使?fàn)t渣氧化性極強嚴(yán)重侵蝕爐襯。

5 爐襯日常維護的措施

5.1 優(yōu)化裝入制度

由于宣鋼 150t 煉鋼車間鐵水來源采用煉鐵廠鐵水直兌的方式，所以鐵水的溫度和分析變化差異大，所以要提前預(yù)知鐵水分析和溫度，及時調(diào)整廢鋼的數(shù)量和不同的廢鋼搭配以滿足不同的吹煉要求。鐵水溫度和化學(xué)成分見下表 3。

表 3 鐵水溫度和化學(xué)成分

優(yōu)化后的裝入制度可分為三種;即進 LF 爐的鋼種、普碳鋼種和低碳鋼種具體裝入制度

如下表 4 所示。

表 4 轉(zhuǎn)爐裝入制度

5.2 優(yōu)化造渣工藝

1)提高石灰質(zhì)量。采用有氣孔率高，體積密度小，比表面積大，晶粒細小，易熔化并快速參與反應(yīng)的活性石灰。

2)增加輕燒白云石的用量。提高了終渣 MgO 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，確保 MgO 達到 9％～11％，保證濺渣護爐效果。

3)在冶煉低硅深脫硫鐵水時，提高燒結(jié)返礦用量作為助熔劑和冷卻劑。盡量不用螢石作為化渣劑，冶煉時加入適量的返礦能很好地起到化渣作用，減少爐渣的“返干” 傾向，而且返礦中含有一定量的 CaO，能增加爐渣堿度，減少石灰的用量，同時其冷卻效果好，還能增加出鋼量、降低鋼鐵料消耗。

4)造渣采用多批次、少批量操作方法。首批加入總料量的 50％一 60％，輕燒盡量一次性全部加入，也可留少許中期壓噴用。嚴(yán)禁冶煉后期加入燒結(jié)返礦，以降低終渣的 FeO 含量，要做到吹煉過程溫度均勻上升，減少返干和噴濺，保證初期渣早化、過程渣化好、終渣做黏。

5.3 優(yōu)化終點參數(shù)，提高碳溫雙命中率

1）根據(jù)熱平衡和上一爐次計算本爐次加入適量的冷卻劑和造渣劑，提高終點碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，保證終渣堿度為 2.8-3.5。終點 FeO 含量盡量低點，MgO 質(zhì)量分?jǐn)?shù)在 9-11%，這樣有利于濺渣護爐。150t 利用先進的副槍測量技術(shù),終點碳溫命中率可達 92％以上，使鋼水的氧含量降低，從而降低終點 TFe 含量。

2）根據(jù)冶煉鋼種不同，采用合理的冶煉工藝。

3）降低出鋼溫度，以減少高溫對爐襯的腐蝕程度。

4）減少補吹。補吹會使鋼水過氧化，加劇對爐襯的侵蝕并影響濺渣護爐的效果。通過加強過程控制，提高一次倒?fàn)t出鋼率，減少后吹。

表 5 車間抽查化驗爐渣分析

5.4 強化濺渣護爐工藝

濺渣護爐終點熔渣要“濺得起、黏得住、耐侵蝕因此濺渣護爐對熔渣的成分和黏度有一定的要求，黏度又與成分和爐溫有關(guān)。對熔渣成分要求終渣的堿度為 2.8～3.5，終渣ω (MgO)9％～11％時。轉(zhuǎn)爐在冶煉低碳鋼時或者出鋼碳過低溫度較高時出鋼結(jié)束時加適量改質(zhì)劑，以達到增加渣中 MgO 和快速降溫的效果，達到良好的濺渣效果。

表 7 濺渣工藝參數(shù)

5.5 加強日常維護

除了濺渣護爐外，還要求進行一些必要的日常維護修補工作。例如，熱噴補，補爐料補爐，廢鋼補，渣補，貼磚。

5.5.1 噴補

噴補也叫熱噴補技術(shù)，一般熱噴補用于易蝕損不易修補的地方，例如耳軸側(cè)、爐帽、渣線、出鋼口、耳軸底下的熔池及局部掉磚部位。利用轉(zhuǎn)爐在 800℃～1000℃情況下，利用壓力容器的將氮氣和少量水通過噴槍向爐襯薄弱的地方噴補一種由耐火材料、化學(xué)結(jié)合劑、增塑劑的鎂質(zhì)耐火材料，利用高溫?zé)�結(jié)達到維護爐襯的目的。噴補原則：：高溫快補、薄補，快速燒結(jié)噴補厚度不易過厚，一般在 30～50mm,燒結(jié)時間大于 10 分鐘。

5.5.2 補爐料補爐

1）目前采用的補爐料為鎂質(zhì)冷補爐料，這種補爐料的特點是燒結(jié)牢固、鋪展性好。

2）補爐方法：用廢鋼斗將補爐料（2～3t）加入轉(zhuǎn)爐或者人工以手投的形式將小袋補爐料投向爐襯損壞嚴(yán)重的部位，然后將爐子傾動到適當(dāng)角度，反復(fù)搖動幾次，使補爐料充分鋪展開，用煤氧槍氧燒結(jié)至少 50 分鐘。

3）嚴(yán)格執(zhí)行車間補爐安排，以良好的濺渣和噴補進行爐帽、耳軸、熔池兩側(cè)維護，并要有足夠的燒結(jié)時間和良好的燒結(jié)效果。由于轉(zhuǎn)爐中后期前大面和耳軸下方底角侵蝕嚴(yán)重，所以有針對性的重點對錢大面和耳軸下房底角進行修補。

4）爐役中后期爐帽內(nèi)部長期急冷急熱爐襯磚易出現(xiàn)風(fēng)化脫落，致使?fàn)t帽容易塌料，爐帽內(nèi)部出現(xiàn)空洞，應(yīng)及時用噴槍對空洞處進行灌料，但一次不能超過 2t，要充分燒結(jié)，盡可能排出水分，以防漲裂爐襯。

5.5.3 廢鋼補

如果前大面或者前后底角爐襯破損嚴(yán)重，在轉(zhuǎn)爐出完鋼后，將爐渣留在爐內(nèi)，如果爐渣較稀可以向爐內(nèi)加入 2～3t 生鐵塊，將爐子搖到 90 度左右讓液體爐渣淹沒所有生鐵塊，靜置約 3～5 分鐘等爐渣溫度降下來后起爐開始濺渣，時間稍長點，使?fàn)t渣變干，爐渣和生鐵塊就會粘結(jié)在爐襯，時間短，效果好，可以快速彌補爐襯局部不足。

5.5.4 渣補

在濺渣護爐完成時，不急于倒掉爐渣，在生產(chǎn)節(jié)奏允許的情況下將爐子傾斜到一定角度，等下一爐生產(chǎn)時在倒掉爐渣，反復(fù)這樣就會有一部分爐渣粘結(jié)在爐襯上，達到修補爐襯的作用。

5.5.5 貼鎂碳磚

在轉(zhuǎn)爐爐襯熱噴補效果不佳且不易修補的地方可以采取人工貼磚的方式進行修補，采用專用工具將鎂碳磚輸送到蝕損嚴(yán)重的部位，然后手投少量補爐料，用煤氧槍進行燒結(jié)，使其牢固。

6 結(jié)論

在轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)過程中，爐襯因受到高溫作用、化學(xué)侵蝕、爐襯剝落以及冶煉過程中操作不當(dāng)?shù)确矫嬖�因的影響而受到損壞，在爐襯進入到中后期后，爐襯的損壞會愈加嚴(yán)重。因此，宣鋼二鋼軋廠煉鋼車間通過一系列措施強化轉(zhuǎn)爐日常維護，提高操作水平，強化濺渣護爐意識，有針對性的對轉(zhuǎn)爐中后期進行維護，并取得良好效果。

參考文獻

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