底吹透氣磚在線熱更換技術在150 t轉爐上的應用*

申斌 王三忠 李安鋼 劉海強

(安陽鋼鐵股份有限公司)

底吹透氣磚在線熱更換技術在150 t轉爐上的應用*

申斌 王三忠 李安鋼 劉海強

(安陽鋼鐵股份有限公司)

介紹了底吹透氣磚在線熱更換設備的組成、主要功能及在150 t轉爐生產中的應用情況。通過對底吹系統進行改造，實現熱更換功能后，降低了終點碳、氧積，降低了終渣TFe含量，鋼鐵料、合金料消耗降低，取得了很好的經濟效益。

轉爐 底吹 在線熱更換

0 前言

底吹效果的好壞，對低碳鋼的冶煉影響極大，良好的底吹效果是確保低碳鋼正常冶煉的前提，特別是對一些夾雜物要求嚴格的鋼種，良好的底吹可使終點氧大幅度降低，源頭上大幅度減少脫氧產物等夾雜，對提高鋼水純凈度有重要意義。同時，良好的底吹效果可以提供攪拌鋼液的動力，改善碳氧反應的動力學條件，加速冶金反應過程，使反應更加接近平衡，可使終渣TFe和鋼中氧含量大幅度降低，可明顯降低合金料和鋼鐵料消耗，縮短吹煉時間，降低消耗，均勻鋼水溫度和成分，純凈鋼質。

1 概況

安鋼第二煉軋廠有3座150 t頂底復吹轉爐，平均爐齡大于10000爐，但底吹供氣元件使用壽命卻很難與爐齡同步，在4000～5000爐左右時，底吹不透、鋼水過氧化現象顯著增加，此后底吹效果不佳，終渣TFe含量升高，鋼鐵料與合金料消耗升高。已經嚴重制約了品種鋼的生產，對轉爐低成本運行帶來了困難。

為充分發揮頂底復吹轉爐的優勢，降低冶煉成本、提高產品質量，安鋼150 t轉爐對底吹系統進行改造，對爐底進行開孔并安裝配套法蘭等裝置，采用在線快速更換透氣元件方式，對堵塞的透氣磚進行在線更換，實現了全爐役底吹效果。

2 底吹透氣磚在線熱更換技術介紹

2.1 底吹透氣磚在線熱更換設備及原理

轉爐底吹透氣磚在線熱更換設備主要由電機、電控柜、軌道、鉆頭、機架、水冷管道、連接法蘭、水閥等設備組成。

底吹透氣磚在線熱更換系統是將更換設備安裝到轉爐爐底透氣磚部位，使更換設備的法蘭與爐底延長法蘭緊密貼合并用螺栓固定，開啟電機，通過控制鉆桿前進對爐底進行鉆孔操作，鉆孔完成后將新透氣磚裝入，達到更換目的。

2.2 底吹透氣磚在線熱更換技術特點

在線熱更換的技術難點是在爐役期間要快速、安全的對底吹元件進行更換，早期有采用拉拔的方式對底吹元件進行更換，但底吹元件在爐役中期已經與爐底牢固的結合在一起，采用拉拔的方式很容易將底槍拉斷，不能成功的進行更換，而采用目前采用的這種鉆孔的方式，可以滿足底吹更換需要。具有如下特點:

1)更換過程簡單，能在3 h～4 h更換完畢，實現了在線熱更換，保證了轉爐的冶煉節奏。

2)特殊的設計可保證新更換的供氣磚和以前的供氣磚的位置相同，氣體的流量、流態一致，保證冶金效果不偏移。

3)特殊材質的設備既可順利取出透氣磚槍芯，也可取出富鐵的渣層，保證鉆孔的圓滑，與新安裝的供氣磚尺寸可非常吻合，使配合的間隙小，可防止漏鋼造成事故。

4)可多次、重復更換，保證轉爐全程頂底復吹，實現高效、低耗冶煉。

3 底吹透氣磚在線熱更換技術的應用及效果

為實現底吹透氣磚在線熱更換功能，安鋼第二煉軋廠先后對3座轉爐的底吹系統進行改造，在爐役中、后期對透氣效果不佳的透氣磚進行更換。

3.1 降低終點［C］·［O］積

轉爐冶煉終點［C］·［O］積是判斷底吹效果好壞的重要的依據，良好的底吹效果可以促進鋼中殘氧與碳的反應，降低鋼中氧含量，從而降低［C］·［O］積［1］。測定了100爐某牌號鋼種終點［C］和自由［O］含量，終點溫度平均為1650℃，終點［C］含量為0.04～0.05%，更換透氣磚前的［C］·［O］積平均為 0.00316，更換透氣磚后的［C］·［O］積平均為0.00233。更換前后的［C］·［O］積對比如圖1所示。

圖1 終點鋼水［C］和［O］含量關系

由圖1可以看出，透氣磚更換后的［C］·［O］積明顯低于更換前的，這是由于更換透氣磚后的底吹效果比較好，加強了鋼渣之間的攪拌，很大程度上消除了渣中的氧勢與金屬的不平衡狀況，使得鋼渣的反應更接近于平衡。

3.2 增加終點殘余［Mn］含量

隨著終點［C］含量的增加，終點鋼液中殘Mn含量增加。主要原因是由于渣中(FeO)含量的下降，抑制了如下反應的進行:

終點鋼水［C］與［Mn］含量的關系如圖2所示。

由圖2可以看出，更換后的終點殘余［Mn］含量高于更換前，終點殘Mn含量平均增加0.08%。終點鋼液中殘Mn含量增加可以減少脫氧和合金化錳鐵的用量，提高鋼水質量［2］。

圖2 終點鋼水［C］與［Mn］含量的關系

3.3 降低終渣TFe含量

終點鋼水［C］和TFe含量的關系如圖3所示。

圖3 終點鋼水［C］與TFe含量的關系

從圖3可以看出，更換透氣磚前，底吹效果不佳時終點渣中的TFe含量大多為16%～18%，而更換后則多為14%～16%，并且隨熔池［C］含量的增加，終點渣中TFe含量降低。更換透氣磚后，渣中TFe含量平均下降了3.5%。

3.4 應用中需注意事項

底吹透氣磚更換設備能夠實現透氣磚的在線熱更換，更換堵塞的透氣磚，實現頂底復吹的冶金效果，但在使用過程中，需注意以下情況。

1)透氣磚的使用效果與爐底的高度關系非常緊密，在爐底上漲較高的情況下，厚的濺渣層很容易將透氣堵塞，使透氣磚失去冶金效果。所以，必須嚴格的控制爐底上漲，將爐底高度控制在±20 mm。

2)鉆床的電機故障率偏高，對電機需進行改進，減少故障率，提高更換效率。

4 結語

為解決底吹與爐役同步難題，滿足冶煉高附加值鋼種的需要，安鋼第二煉軋廠3座轉爐進行了底吹系統改造，實現底吹透氣磚在線熱更換。經過更換實踐，底吹效果運行良好，鋼鐵料與合金料消耗成本可降低約2元/t鋼，為冶煉高附加值品種鋼奠定了基礎，具有較好的技術創新性及推廣價值。

［1］劉瀏，佟溥翹，崔淑賢，等.長壽復吹轉爐工藝技術開發.鋼鐵，2002，37(10):13 －15.

［2］馮捷，張紅文.轉爐煉鋼生產［M］.北京:冶金工業出版社，2008:156－173.

ON－LINE REPLACING TECHNOLOGY OF THE BOTTOM BLOWING GAS－PERMEABLE BRICK AT 150 t CONVERTER

Shen Bin Wang Sanzhong Li Angang Liu Haiqiang
(Anyang Iron and Steel Stock Co.，Ltd)

The constitution，main functions about on－line replacing equipments of the bottom blowing gas－permeable brick and its application in 150 t converter are introduced.After renovating bottom blowing system and implementing hot exchange function，it reduced the amount of carbon and oxygen，the TFe content of the terminal slag and the consumption of ferrous materials and alloys，at last achieved very good economical benefits.

converter bottom blowing on－line replacing

2011—12—30