轉爐滑板擋渣出鋼技術實踐

王淑華 叢玉偉 徐尚富 楊王輝 郭錕

(萊蕪鋼鐵集團有限公司)

轉爐滑板擋渣出鋼技術實踐

王淑華 叢玉偉 徐尚富 楊王輝 郭錕

(萊蕪鋼鐵集團有限公司)

介紹了滑板擋渣技術原理,及滑板擋渣技術在轉爐上的應用和效果,滑板擋渣技術擋渣成功率高、擋渣效果好,轉爐下渣量可控制在 50 mm左右,為開發生產優質新品種提供質量保證。

擋渣 滑板 下渣量

0 前言

隨著萊鋼產品結構的不斷調整,轉爐鋼水的純凈度已經成為制約部分高級品種鋼開發的主要因素。減少轉爐出鋼過程中的下渣量是提高鋼水質量的一個重要環節,在轉爐出鋼時進行有效的擋渣操作,不僅改善鋼水質量,減少鋼水回磷、回硫,減少鋼中夾雜物,提高合金的收得率,還可為精煉鋼水提供良好的條件。目前轉爐出鋼擋渣過程主要還是采用擋渣球、擋渣塞或其它多種形式的擋渣體,這些方法在提高擋渣效果方面均取得一定作用,但仍不能滿足部分品種鋼的開發需要。為解決轉爐下渣量過大的難題,型鋼煉鋼廠選擇在 120 t轉爐上使用滑板擋渣技術,減少鋼包下渣。

1 滑板擋渣技術簡介

滑板擋渣技術是移植大包滑動水口原理,在傳統轉爐的出鋼口位置安裝滑動水口裝置,通過滑動滑板和固定滑板之間流鋼孔的錯位實現擋渣出鋼,由于在轉爐出鋼口位置使用條件更苛刻、環境更惡劣、空間更有限,所以“滑動水口”裝置更特殊。該裝置由出鋼口、固定滑板、滑動滑板、液壓系統組成,固定滑板部分與出鋼口相固定,滑動滑板部分通過推拉桿與液壓系統連接,液壓油缸帶動推拉桿作上、下相對運動,使滑動滑板與固定滑板之間作上、下相對運動,實現流鋼孔的全開、半開和關閉,達到控流和擋渣出鋼的目的,滑板開、關組合如圖 1所示。

圖1 滑板開、關組合圖示意圖

轉爐出鋼時的下渣包括三階段,前期渣、出鋼過程漩渦效應渣、后期渣,資料介紹[1]前期渣量大體占 30%,漩渦效應渣約為 30%,后期渣約為 40%。常規出鋼操作時先將轉爐搖到出鋼位,在鋼水流出之前,鋼渣先流出出鋼口,導致出鋼前期下渣。滑板擋渣技術可通過在出鋼前關閉出鋼口滑板,鋼水蓋過出鋼口位置后再打開滑板出鋼,做到避免出鋼前期下渣;出鋼末期發現下渣,快速關閉滑板。

2 工藝應用

2.1 出鋼口改造及設備安裝

采用滑板擋渣技術必須對原出鋼口進行改造,這是因為:首先轉爐及其輔助裝備的最初設計沒有考慮滑板擋渣技術的實施,出鋼口法蘭與水冷托圈距離較小,出鋼口角度為 0°且凸出,限制了滑板擋渣機構的安裝空間,為此只能將出鋼口進行改造,在將出鋼口改為向上翹的同時改造出鋼口外殼,并制作護罩,以保證滑動出鋼口整體隱藏在裙板內部,杜絕粘渣、隔絕高溫。其次,原來的出鋼口功能僅僅是出鋼,只有當出鋼時間小于工藝規定時間時才更換出鋼口磚,應用滑動水口擋渣技術后,出鋼口除承擔出鋼功能外,還要與滑動水口裝置連接,并保證安全生產,因此對出鋼口總成在出鋼口內的位置、尺寸、垂直度等方面的要求比原來大大提高。

由于擋渣設備較重、工作環境溫度高、安裝精度高,因此更換難度大、時間長,但更換安裝操作必須滿足轉爐快節奏的生產要求,否則無法實施。為此采用裝置離線整體更換技術,即在調試架上把離線裝置更換新滑板調試合格后待用,利用轉爐出鋼后至下爐開始冶煉的生產間隙,在最短時間內拆卸、安裝更換完畢。

2.2 擋渣裝置主要技術參數及相關耐材要求

為了保證良好的擋渣效果,滑板裝置的技術參數要根據 120 t轉爐的相關現場數據進行設計,具體數據見表 1:

表1 滑板裝置主要技術參數

固定滑板和滑動滑板是轉爐出鋼擋渣裝置的重要消耗耐火材料,頻繁經受高溫鋼水和高氧化性爐渣的直接侵蝕和劇烈沖刷,加之急冷急熱的作用,極易破壞?；逍枰x擇具有較高的抗侵蝕性、抗熱震性及高溫抗折強度的耐火材料,因此選擇優質燒成鋁鋯碳質材料?；迥突鸩牧侠砘笜艘姳?2。

表2 滑板耐材理化指標

3 應用效果

3.1 擋渣成功率

傳統擋渣塞、擋渣棒方式常以隨波逐流的方式到達出鋼口,而往往由于鋼渣粘性大,擋渣體不能有效的在鋼水將流盡時堵住出鋼口,因而擋渣成功率較低。為了提高擋渣效率,近年來出現了一些各具特色的擋渣體,并且有的采用導向竿結構,使擋渣栓定位準確,所有這些方法在提高擋渣效果方面均取得一定效果,但是由于其出發點仍是立足于防止出鋼后的下渣,其擋渣效果仍不十分理想?；鍝踉b置只要機構正常,操作人員動作迅速,擋渣成功率可以達到 100%,滑板與擋渣棒擋渣成功率比較見表 3。

表3 滑板與擋渣棒擋渣成功率比較

3.2 鋼包渣厚度

滑板擋渣法能夠完全擋住前期渣,總渣量可控制在 50 mm左右,但由于受操作者的人為影響 (無自動檢測系統),鋼包渣厚度波動較大,下渣量在 40 mm～60 mm厚的爐次僅占 51%。使用擋渣棒擋渣下渣量一般在 90 mm左右,滑板與擋渣棒擋渣下渣量比較如圖 2所示。

3.3 回磷控制

圖2 滑板與擋渣棒擋渣下渣量比較

隨著煉鋼廠部分新品種的冶煉開發,對磷含量的要求也逐步提高,部分品種磷含量要求 0.015%以下。LF精煉過程鋼水回磷量受熱力學因素影響較大,但主要取決于轉爐下渣量和鐵合金的種類及加入量[2]。通過對擋渣技術的合理應用,有效減少下渣量,使鋼中磷含量得到控制,為生產磷含量要求較高的鋼種奠定基礎。

3.4 精煉爐輔料、電能消耗

精煉爐的主要工作是將轉爐渣改質,把氧化性的轉爐終渣通過脫氧的方式變成還原渣,保證精煉有良好的還原性氣氛,為精煉脫硫創造良好的條件,通過有效的控制下渣量,可使脫氧劑用量得到降低。統計應用滑板擋渣技術后,石灰消耗降低 0.5 kg/t鋼,螢石消耗降低 1 kg/t鋼,脫氧劑的噸鋼用量降低～0.8 kg/t鋼。此外,由于鋼包渣減少,精煉過程的調渣時間明顯縮短,噸鋼電耗可降低 5 kW·h。

3.5 耐材使用及侵蝕情況

由于滑板頻繁經受高溫鋼水和高氧化性爐渣的侵蝕和沖刷,加之急冷急熱的作用,因此選擇使用優質燒成鋁鋯碳質材料。統計使用的 141套滑板,根據冶煉鋼種的不同,使用 爐數一般在 8～12次之間,平均 10次。

3.6 成本分析

采用滑板擋渣技術擋渣成本遠高于傳統擋渣棒擋渣方式,滑板擋渣成本主要在于主體機構、易損件以及耐火材料消耗,這部分成本大約在 7元 /噸鋼,而傳統擋渣棒擋渣噸鋼成本可控制在 1元以內?；鍝踉夹g應用的效益在于大大改善了鋼水質量,不僅減少了石灰、脫氧劑的消耗,提高了合金收得率,而且由于為精煉工序提供了良好的條件,精煉成渣速度加快,使精煉時間大大縮短。此外,轉爐出鋼下渣量的減少也為提高鋼水潔凈度和部分新品種的開發提供重要保障。

4 結語

1)滑板擋渣出鋼技術具有工藝簡單、性能可靠、擋渣效果好等特點,與原擋渣棒擋渣工藝相比,擋渣成功率高、擋渣效果好,轉爐下渣量 <50 mm。

2)由于鋼包渣量減少,精煉脫氧劑、造渣材料等消耗大幅度降低,而且回磷現象有所改善,鋼水質量穩定提高。

3)該技術滿足優質鋼高質量、低成本的要求,為轉爐鋼品種開發以及產品質量升級提供重要保障,具有良好的推廣應用價值。

[1] B1EnknerA 1Paste r,J 1Schw elberger.新型 VA I-CONOR轉爐擋渣系統,鋼鐵,2002,37(8):28-32.

[2] 張賀艷,姜周華,梁連科,等.EAF-LF煉鋼流程中鋼水回磷的熱力學分析.鋼鐵研究學報.2003,15(1):11-15.

PRACTICE OF TAPPING OPERATIONW ITH SL IDE GATE STOPPING SLAG IN CONVERTER

Wang Shuhua Cong Yuwei Xu Shangfu YangWanghui Guo Kun

(Laiwu Iron and Steel Group Cor poration)

This paper describes the technical principle of stopping slagwith slide gate and its application and result.Stopping slag technologywith slide gate is successful and slag tapping amount can be controlled around 50 mm,which provides quality assurance for the development and production of new varieties of product.

slag stopping slide gate slag tapping volume

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2010—4—27