淺析轉爐濺渣護爐及長壽復吹工藝

向時廣 黃海

【摘要】濺渣護爐技術最大化應用了轉爐終渣且通過氮氣當做噴吹動力，屬于當前轉爐技術的概念性突破。利用濺渣護爐技術一方面能夠弱化爐襯蝕損，進一步延長爐齡年限；另一方面，也能夠減輕工人的勞動強度與企業的成本支出，以此提升生產的實效性。科學地控制終渣成分、留渣量、出鋼溫度、以及槍位是得到優質的濺渣護爐結局的重點技術與必備程序。本文概述復吹轉爐濺渣護爐影響因素和底吹對復吹轉爐濺渣的影響，旨在提升轉爐的低吹水平與鋼水質量。

【關鍵詞】轉爐濺渣；長壽復吹；低吹

0.引言

轉爐濺渣護爐技術的常規原理主要是由于在轉爐出鋼后，在爐內勢必會留下終渣，按照渣況實施相對應的改質，利用高壓氮氣噴吹濺爐渣，把爐渣吹濺至爐壁，從而造成濺渣層。在進行下一爐的煉鋼過程中，可以起到屏障爐襯，以此，來實現轉爐長壽的作用。當前對鋼水質量標準的要求日益嚴格，而復吹工藝卻顯現出了爐底上漲、透氣磚阻滯、底吹供氣管道出現漏氣等諸多層面的大小問題。

1.我國轉爐濺渣護爐與長壽復吹工藝的原理與現狀

轉爐濺渣護爐技術的原理，是在轉爐出完鋼之后融進適量的調渣劑，其目的旨在讓里面的MgO和爐渣發生化學反應，能夠形成生成系統的高熔點物質。之后，再被氧槍系統發射的高壓氮氣噴濺至爐襯的大多數范圍亦或是設計范圍，以此，依附在爐襯內壁慢慢冷凝成為堅固、穩定的屏障保障，最終變成能夠得以耗損的耐材層。轉爐冶煉的過程中，保護層能夠較大的弱化高溫氣流和爐渣對轉爐爐襯的化學性侵蝕與產生的沖刷，通過養護爐襯、延長爐齡而且縮減耐材耗損。

氧氣頂吹轉爐濺渣護爐是指在轉爐出鋼之后把爐體維續在直立的程度，再通過頂吹氧槍給爐內噴射1.0 MPa高壓氮氣，把爐渣噴濺至爐襯上面。由于渣粒是通過極為強勁的力道依附至爐襯上面，因此必然會和爐壁契合的十分牢固，能夠高效地阻滯爐渣給爐襯造成的化學侵蝕。長壽復吹轉爐濺渣護爐是指把頂吹與底吹都轉換成氮氣，由上到下的不同方向，吹到轉爐內爐渣，將爐渣濺起后，使其得以粘附在爐襯內壁上，從而保護爐襯。

濺渣護爐技術最大程度上應用了轉爐終渣且通過氮氣視為噴吹動力，毫無疑問，這在轉爐技術上是立竿見影的巨大進步。其相較于，干法噴補、火焰噴補、人工砌磚等諸多辦法更為科學、合理、可操作性，不但可以壓制爐襯磚表面的氧化出現脫碳現象，還可以弱化高溫渣對于爐磚所產生的化學侵蝕及機械沖刷，最終起到保護爐襯磚，縮減耐火材料蝕損的整體速率[1]。更為重要的是，可以縮小由于噴補技術所造成的材料耗損，極大的降低了工人的勞動強度。另外，也進一步提升了爐襯的使用年限，轉爐作業率，該技術并不需要大量投資，能夠良好的處理煉鋼生產過程中常常面臨的生產率進而生產成本之間的沖突。故而，轉爐濺渣護爐技術和長壽復吹技術被業內公認為是轉爐煉鋼的重大技術。

2.轉爐濺渣護爐的工藝特點

2.1科學地澤卻爐渣展開終渣控制

爐渣擇取的重點是需要選擇科學的渣相熔點。而對爐渣熔點產生左右因素的重點物質包括了FeO、MgO、以及爐渣堿度。如果渣相熔點相對較高，能夠進一步眼饞濺渣層在爐襯的預留時長，從而直觀地顯現出濺渣水平，降低濺渣的頻率，達到“多爐一濺”的先進目標。因為FeO容易和CaO、MnO等相關物質生成一些熔點比較低的物質，而且利用MgO與FeO的二元系相圖能夠輕易得知，如果要提高MgO的含量就可縮減FeO所形成的相對應的低熔點物質的量，可以有利于爐渣熔點的升華。

以濺渣護爐視角論，寄望于高堿度，如此轉爐終渣C2S、C3S彼此相加能夠有70%～75%。這一類化合物質無疑都屬于高熔點物質，因此，對提升濺渣層的耐火度十分有利。然而，如果堿度一旦過高，那么冶煉時候就不太容易操控，反之還會左右脫磷、脫硫結局，導致原材料無味耗損，不僅如此，還會致使爐底上漲[2]。通過大量的實踐研究能夠得出，終渣堿度控制在2.8～3.2為最佳。濺渣層對轉爐初渣擁有十分強勢的抗侵蝕，但是對轉爐終渣的高溫侵蝕的無法造成有效抵抗，轉爐終渣對濺渣層的侵蝕機理的表現主要是高溫熔化，所以，科學地操控轉爐終渣，最大程度地提升終渣的熔化溫度屬于濺渣護爐技術的重中之重。可續控制終渣應當重點從終渣的MgO、FeO彼此含量中入手。

2.2合理控制出鋼溫度

如果實施濺渣護爐工藝進行加工之后，出鋼溫度的對于爐齡的影響是顯而易見的。如果出鋼溫度出現降低，那么，爐齡和出鋼溫度聯系則為：N=208 529～12 019 t。在同樣的濺渣技術背景中，出鋼溫度如果降低1°，那么將提升121爐爐齡。所以，科學、合理地操控轉爐的出鋼溫度，對于采用濺渣護爐工藝的轉爐來說，擁有重大的現實意義。

3.長壽復吹轉爐的工藝特點

經過大量的實踐分析表明，底吹透氣元件發生熔損的主要機理為：氣泡反擊、水錘現象、以及凹坑現象。

為了能夠達到濺渣轉爐壽命和底吹元件壽命一致的功能，可開發在底吹元件端部形成“爐渣—金屬蘑菇頭”來保障底吹元件不會被熔蝕。如表1所示。

表1爐渣-金屬蘑菇頭與傳統金屬蘑菇頭成分比較

爐渣-金屬蘑菇頭 傳統金屬蘑菇頭

MgO SO2 CaO TFe C Fe 其他

11.7 13.81 48.2 15.27 1.53 ≥89 3～8

可以看出，爐渣-金屬蘑菇頭具備以下特點：第一，擴展了蘑菇頭。濺渣階段在金屬蘑菇頭表層所沉積的大量透氣爐渣體積相較于傳統金屬蘑菇頭其程度超過萬倍以上，因此，不容易造成熔蝕。第二，強化了蘑菇頭表面抗沖刷的水平。底吹氣體利用蘑菇頭表面細小氣孔（O≤1mm），極大程度的弱化了因為“氣泡反擊”、“水錘沖擊”所產生的機械沖刷侵蝕，蘑菇頭表面不會因此導致凹坑。第三，提升了蘑菇頭的熔點及抗氧化水平。爐渣-金屬蘑菇頭的堿度≥3.5，MgO、FeO的含量比較高，所以其熔點也相對高，不容易產生氧化，能夠生成永久性的蘑菇頭保護爐底噴嘴[3]。另外，爐渣—金屬蘑菇頭從下到上生成了三種結構：第一，氣囊帶結構；第二，放射性氣孔帶結構；第三；迷宮式彌散氣孔帶結構。對于部分組織優質的金屬蘑菇頭，在生產過程中能夠按照相關的工藝標準，利用整合供氣壓力機敏地調試底部供氣強度。

4.結語

綜上所述，值得肯定的是，我國自進行濺渣護爐技術以來，已經獲得了舉世矚目的驕人成績。尤其，在復吹轉爐層面上的濺渣護爐技術顯然已經邁進了全球前列。即便如此，也有著相對的不足，例如，調渣劑擇取并不科學，調渣工藝尚不可按照爐渣成分進行動態整合、濺渣氮氣源供給存疑，無法確保足量的濺渣頻率。因此，在未來，更應當以此為方向，對爐渣進行工藝整合，力爭實現動態及時調渣。

【參考文獻】

[1]劉瀏.轉爐濺渣護爐系統優化技術基礎理論[J].鋼鐵，2013，19（3）：84-86.

[2]文永才，楊素波，張大德.攀鋼半鋼煉鋼轉爐濺渣護爐技術研究[J].鋼鐵，20013，38（2）：16-18.

[3]白瑞國，張興利，喬海林.20噸氧氣頂吹轉爐濺渣護爐工藝研究[J].河北冶金，2013，116（2）：45-49.

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