萊鋼90t復吹轉爐氧槍粘鋼原因與措施的研究

郭傳奇 劉賢亮 趙 輝 孟憲偉

(山鋼股份萊鋼特鋼 事業部，山東 萊蕪271105)

0 前言

萊鋼特鋼事業部90t 頂底復吹轉爐冶煉過程中， 由于生產條件、操作者操作不當等原因，經常出現氧槍粘鋼現象，見圖1，這不但會使氧槍散熱條件惡化，槍頭損壞，氧槍噴頭的壽命縮短，大大影響吹煉過程中的供氧效果，而且還造成氧槍無法從氮封口提出，嚴重影響冶煉周期時間。由于刮渣器作用有限，較厚粘鋼時無法清除時，只能采用人工火焰切割處理，有時會出現割漏氧槍的情況，既增加勞動力又耽誤生產組織。

圖1 氧槍槍體粘鋼渣

本文結合6#轉爐實際生產現狀， 探究了轉爐氧槍粘鋼現象的原因及處理措施，較好地解決了氧槍粘鋼的問題，為生產操作者提供一定的參考基礎。

1 氧槍粘鋼原因分析

氧槍粘鋼的主要原因是由于吹煉過程中造渣制度不合理，過程化渣不好，流動性差，爐渣不能很好地覆蓋金屬液面，造成金屬噴濺，或者槍位過低等造成的；另外，噴頭結構、氧壓的高低，也有一定的影響。以下主要從原料鐵水條件和冶煉過程操作條件兩方面進行分析。

1.1 鐵水原料條件

2013 年6#轉爐所用鐵水條件見表1。 由表1 所示，鐵水原料條件不穩定，硅含量波動很大。

表1 2013 年6# 轉爐所用鐵水條件

1.1.1 鐵水硅含量高時

鐵水硅含量高時，硅、錳氧化期時間變長，使C－O 反應延遲，同時需要加入大量的石灰造渣， 操作人員未能及時提高槍位， 導致渣中（FeO）含量過高，使C－O 反應劇烈，造成噴濺。 這時熔池溫度迅速升高，而噴濺后的爐渣中（FeO）含量降低，導致爐渣返干，造成鋼水溫度的傳遞受到阻礙，使分散在爐渣中的鋼液溫度下降而粘在氧槍上。

1.1.2 鐵水硅含量低時

鐵水硅含量低時，硅很快被氧化，使C－O 反應期提前，起渣較晚，而操作人員未能及時調整槍位，使渣中(FeO)含量降低，導致爐渣返干而粘槍。

1.2 冶煉過程操作條件

1.2.1 裝入制度

現場應根據鐵水、廢鋼等原料條件及時調整入爐料的結構。 電子秤計數顯示不準、回爐鋼水影響、出鋼量不穩定以及放鋼不凈等，有可能造成爐容比偏小而產生噴濺后又產生返干而粘槍。

1.2.2 造渣制度

1）渣料加入批量和時機控制要合適。如在開吹時一次性加入過量石灰，會導致溫降過大，石灰溶解不好，化渣不良，形成結塊。

2）渣料結構。 如采用單一石灰造渣，易在冶煉過程中出現高溫返干、噴濺現象，而合理利用石灰石、鎂粒、燒結礦等造渣材料配合造渣，不但可以有效提高爐渣的效果,同時還能提高爐齡和抑制噴濺。 實際操作中，前期預加石灰石做造渣原料，可以很快完成煅燒化渣過程，由于石灰石起到“廢鋼＋石灰”的作用,對煉鋼前期脫磷效果好；開吹時加入鎂粒以增加前期渣中（MgO）含量，利于前期脫磷和保護爐襯的作用；另一方面多批次加入適量的燒結礦能夠助熔降溫，降低鐵損。

3）造渣量沒有根據入爐料變化而改變。 實際操作中，要根據鐵水原料硅含量調整造渣劑的配比、批量及加入時間和控制槍位等，以適應吹煉過程中渣量變化，避免出現渣量過多或太少。

4）一次拉碳爐渣化透，沒有出現粘槍現象，而在補吹時粘槍。原因是一次拉碳溫度較高，補吹加入大量的渣料，而補吹時間又短槍位過低，渣料無法化透，會發生粘槍。

1.2.3 吹煉過程操作不當

根據化渣原則即初渣早化，過程化透，終渣做粘。 在生產實際中,由于操作者操作不當，導致吹煉氧槍槍位和氧壓不合適。 如在吹煉中期，爐內溫度已足夠高,C－O 反應最為激烈，此時槍位過低,渣中（FeO）含量降低，爐渣流動性降低，發生爐渣返干，引起氧槍粘鋼。

2 避免氧槍粘鋼的措施

氧槍粘鋼較少時，容易處理，采用氧槍刮渣器進行清除是可行的。如果槍體表面粘上了鋼，或者粘成了鋼瘤，刮渣器則無法進行清除，需要進行火焰切割處理。 氧槍粘鋼對氧槍壽命、材料的消耗及冶煉時間等都會有不良影響，解決氧槍粘鋼的主要措施見下：

2.1 穩定鐵水中硅含量

根據相關資料，由于我國的廢鋼資源有限，鐵水中ω[Si]=0.30%～0.60%為宜[1]。混鐵爐應發揮其有效作用，穩定鐵水成分和溫度，為轉爐冶煉創造一個好的條件。生產中，操作人員要提前了解鐵水中硅含量，以便選擇合適的造渣制度，鐵水中不同硅含量下的操作方法如下：

1）鐵水中硅含量低時，適當降低槍位升溫，并減少第一批造渣料的加入量，初渣早化。 因為C－O 反應期提前，應提前提高槍位，加入適量燒結礦，以增加渣中（FeO）含量，防止爐渣返干。

2）鐵水中硅含量高時，提高廢鋼等冷料用量，應少量多批次加入造渣劑，C－O 反應期延遲，延長前期壓槍時間，防止噴濺。

2.2 優化槍位控制

吹煉過程槍位控制的基本原則是：化好渣、化透渣、快速脫碳、不噴濺、熔池均勻升溫。在C－O 反應期間，尤其要控制好槍位。操作人員要根據爐口火焰和聲音及時判斷是否出現返干現象，適當添加燒結礦以增加（FeO）含量。 槍位過低，爐渣返干，造成嚴重的金屬噴濺，導致粘槍而燒壞噴頭。槍位過高，渣中（FeO）含量較高，由于C－O 反應劇烈快，造成噴濺。吹煉過程中槍位控制的好與壞至關重要。根據正常情況下按照設定的槍位高度進行控制，總結提煉出的槍位圖，在實際冶煉中根據情況適當進行調整，見圖2。

圖2 優化后的槍位控制圖

2.3 控制爐底上漲

爐底上漲不僅影響爐容比，而且降低了轉爐的有效高度，嚴重時會使噴濺加劇。 造成爐底上漲的主要原因有：

1）石灰質量差，冶煉過程出現返干現象，造成終渣未化透；

2）冶煉臨近終點，補加石灰等；

3）終渣堿度較高。

控制爐底上漲，首先要控制爐渣堿度，一般不要超過3.5，而不是單純降低終渣（MgO）含量。 生產中發現，只要終渣堿度合適，濺渣后爐渣有一定流動性，一般不會出現爐底上漲。爐底上漲，一般出現在濺渣后的余渣，不具備流動性，倒爐時呈團滾動的爐次，該癥狀是爐渣堿度過高或終渣未化透的表現。

2.4 采用錐體氧槍

目前，錐體氧槍在我國包鋼和鞍鋼的應用效果比較好，見圖3 和圖4 所示。錐體氧槍靠近噴頭的下部槍身呈錐形，上粗下細，鋼渣粘不住，噴濺在槍身上的鋼渣，順著錐形槍身，自行滑入爐中。通常情況下，提槍后，槍身上無鋼渣[2]。

圖3 錐體氧槍

圖4 錐形管

3 效果

2013 年采用以上措施后，轉爐氧槍粘鋼現象明顯減少，降低了勞動強度，轉爐日利作業率得到了一定提高，為順利完成生產任務奠定了良好基礎。 詳情效果見表2。

4 結論

1）鐵水原料成分條件硅含量不穩定，冶煉操作條件中裝入制度、造渣制度和吹煉過程操作不當，化渣不透，產生返干是引起轉爐氧槍粘鋼的主要原因。

2）實際生產中刮渣器的作用是有限的。 穩定鐵水中硅含量、優化槍位控制、控制爐底上漲，化好渣，化透渣，能夠較好的解決轉爐氧槍粘鋼現象。

3）借鑒包鋼和鞍鋼錐體氧槍成功經驗，將現在的氧槍換成錐體氧槍，同樣可以起到解決氧槍粘鋼的作用。

［1］陳家祥.鋼鐵冶金學[M].北京：冶金工業出版社，1990.

［2］劉志昌.轉爐錐體氧槍[Z].大連漢森金屬有限.