90噸頂底復吹轉爐爐體維護生產實踐

劉 謙 郭傳奇

(山鋼股份萊蕪分公司 特鋼事業部，山東 萊蕪271105)

0 前言

復吹轉爐爐體的維護主要是爐襯和底吹元件的維護。轉爐爐齡的長短主要取決于爐襯壽命和底吹元件的同步。在轉爐煉鋼生產中,提高爐齡對提高生產率、提高鋼產量、提高鋼水質量、改善轉爐煉鋼的品種結構以及降低耐火材料消耗、 增加經濟效益都具有十分重要的意義。本座90 噸復吹轉爐在爐體維護方面總結出一系列措施，取得良好效果。

1 影響爐襯壽命的因素

轉爐在吹煉過程中,爐內進行著極其復雜、激烈的物理化學反應和機械運動，再加上兌入鐵水、加入廢鋼時對爐襯的沖刷及機械磨損，轉爐爐襯在使用中很容易受到損壞。爐襯除了正常的冶煉過程中受鋼水、爐渣以及爐氣的機械沖刷和化學侵蝕外，影響其壽命更重要的環節在于冶煉操作和工藝。

1.1 出鋼溫度高

爐襯在高溫熱流的作用下表面會軟化熔融。爐襯濺渣層受高溫的作用更加明顯，拉碳溫度在1650℃以下濺渣層保存較好，完好率在80%左右。如果拉碳溫度在1680℃以上濺渣層大部分被融化掉。出鋼溫度高的原因主要有兩方面：一是，冶煉過程操作不當，溫度控制過高；二是，本座90 噸轉爐承擔著冶煉20CrMnTiH、Gcr15、42CrMoA 等鋼種，這些鋼種對出鋼溫度要求高，一般控制在1680℃以上。

1.2 過氧化

鋼水過氧化對爐襯的侵蝕作用非常大，它不僅加劇了鎂碳磚的脫碳速度而且還改變了爐渣的成分，降低了爐渣的熔點。濺渣層的熔損率主要與濺渣層中TFe 有關系，TFe 越高，熔損率就越高。過氧化的爐渣渣中TFe 含量高，大大降低濺渣護爐的效果。

1.3 返干

在正常冶煉過程中爐膛內應充滿泡沫爐渣，如果爐渣返干爐膛內沒有泡沫渣保護，則氧氣直接傳送到金屬不可能完全被吸收，有一部分就會返回到爐膛內與爐襯作用，侵蝕爐襯，還有一部分直接傳到爐襯使爐襯受到氧氣流股的沖刷。

1.4 重點部位的侵蝕

1）爐帽。爐底上漲會破壞原來的爐型，反應區上移噴濺率上升、加劇了對爐帽的侵蝕。

2）鋼面和渣面。兩個大面由于其工作性質決定，一直是轉爐的薄弱部位，也是轉爐重點維護的部位。主要問題是兩大面侵蝕嚴重，存在深坑，特別是渣面兌鐵位置，鋼面出鋼口以下是深坑最嚴重的地方。

3）爐底。爐底高度主要受冶煉和濺渣護爐的影響，上漲和下降過快均對爐體維護產生不利影響。

2 影響底吹元件壽命的因素

底吹供氣元件的熔損機理主要有氣泡反擊、水錘沖刷、凹坑熔蝕，此外冶煉過程操作不當仍舊會縮短底吹元件的使用壽命，復吹轉爐底吹供氣元件經常遇到的問題是供氣元件堵塞、底吹元件漏氣、底吹供氣磚的漂浮、缺角、燒漏等。

3 爐體維護措施

根據爐襯侵蝕的機理，最大限度的降低或消除危害轉爐爐襯的不利因素，以濺渣護爐為主要護爐措施，把握住重點部位，達到均衡爐襯，同時合理的維護底吹元件。

3.1 合理的濺渣護爐制度

濺渣護爐是爐體維護的最主要和有效的手段。濺渣護爐采用高壓氮氣，將出鋼后留在爐內的爐渣濺起來，涂敷在爐襯上形成濺渣層，對下一爐形成保護作用。完成濺渣操作以后倒渣過程中觀察到爐膛內有較厚的濺渣層，粘稠余渣能從爐底緩慢流到爐口，有少部分能倒入渣罐時效果最佳。如余渣成塊狀，倒渣時滾到爐口則視為濺渣太干。如在倒渣過程中能迅速流到爐口則視為濺渣太稀，以上兩種情況都會影響到濺渣效果。同時，轉爐終渣對濺渣效果也非常重要，對于過氧化爐次，在濺渣操作以前要加入適量白云石進行調渣，從而保證濺渣效果。

3.2 合理的冶煉操作

1）適量控制爐渣中氧化鐵的含量。爐渣中氧化鐵的含量增加會加速對爐襯的侵蝕。在冶煉操作中控制合適的氧化鐵含量,能夠減少對爐襯的侵蝕。

2）采用活性及活性大的石灰或采用生白云石、輕燒白云石造渣,可以加速成渣速度,促進爐前期渣早化,能夠減輕爐渣對爐襯的侵蝕。

3）采用合理槍位控制，若前期槍位低會造成金屬噴濺為保證快速成渣宜采取較高槍位來增加吹煉前期（FeO）含量，然后根據化渣情況逐步降低槍位，爐渣返干時要適當提高氧槍槍位提高渣中（FeO）含量。吹煉末期降槍至終點槍位保證壓槍時間。

4）適當控制爐渣堿度。轉爐的爐渣堿度一般控制在2.8－3.2 左右,使SiO2 活度基本穩定,從而減少對爐襯的侵蝕。

5）在生產中，不停爐的情況下，利用測溫槍來測量爐體各部位表面的溫度情況，并做好記錄，針對溫度異常高的部位進行重點觀察，以免出現嚴重的侵蝕情況，如遇到十分嚴重的異常的溫度升高，應進行相應的補爐措施。

3.3 底吹元件的維護

提高底吹供氣元件壽命，必須針對底吹供氣元件的熔損機理，采用具體的技術措施。通常所采用的辦法如下：

1）生成“蘑菇頭”保護供氣元件，蘑菇頭是以MgO 為主相的彌散多孔形保護渣層，覆蓋在爐底供氣磚的上方，能夠有效地防止鐵水、廢鋼、爐渣、鋼水、爐氣、濺渣氣體對供氣磚的損壞。蘑菇頭形成初期，隨著底吹氣冷卻，爐渣迅速降溫，黏度進一步增大，上升氣流貫穿其中，慢慢形成彌散多孔的保護層或蘑菇頭，可減緩供氣磚侵蝕。蘑菇頭形成具體方法主要是采用掛渣護爐底法。濺渣用終點渣應具有一定粘度和堿度，保證在出鋼時渣子堿度2.9～3.4，MgO 含量9%～11%。濺完渣后，將爐子先向后搖動50°，再倒掉爐渣,使爐渣均勻粘掛在爐底上，過氧化的爐渣加白云石濺渣完畢后應全部倒掉不再進行掛渣操作。

2）供氣磚損壞主要發生在蘑菇頭形成前和爐役后期，若發現供氣磚侵蝕出現凹坑或爐底下降較明顯的情況，應補爐底措施。用補爐料1～2t，倒入轉爐，將爐子前后搖動45°，使料均勻鋪到爐底位置，燒結70min。

3）當底吹供氣元件出現壓力升高、流量減少時，可視為底吹供氣元件出現堵塞傾向，處理措施如下：加大底氣流量，進行底吹供氣元件吹堵，出鋼后，采用低槍位吹氧吹掃爐底，在有條件的情況下，采用弱氧化氣體進行吹堵。

3.4 補爐

補爐的重點是貼補侵蝕較嚴重部位，對爐底熔池渣線等易被侵蝕部位利用生產間隙進行貼補噴補倒料等方式進行修復。

4 結語

通過有效的爐體維護措施，該轉爐爐齡比上個爐役提高了6300爐，實現了爐襯與底吹元件壽命同步增長的目標，同時耐材消耗降低了0.2kg/t。

［1］謝建勇.萊鋼120t 頂底復吹轉爐爐體維護技術[J].山東冶金，2008，30（6）：40-41.

［2］陳家祥.鋼鐵冶金學[M].北京：冶金工業出版社，1990.

［3］王雅貞，李承祚.轉爐煉鋼問答[M].北京：冶金工業出版社，2003.