提高120t轉爐擋渣系統耐火材料的改進措施
發布日期： 2021-10-18 13:11:59 閱讀量（1047） 作者：李偉、李成江1轉爐滑板擋渣工藝
冶煉潔凈鋼的關鍵技術是無渣出鋼，即采用轉爐出鋼口滑動水口擋渣工藝技術。由于滑板開閉非常迅速，能夠對出鋼過程中的前期渣和后期渣有效阻擋,而且可以通過紅外下渣檢測技術與PLC控制技術相結合,實現自動判渣和擋渣，是目前轉爐岀鋼擋渣效果最佳的一種生產工藝技術。采用滑板擋渣技術，實現了快速擋渣，擋渣成功率提高，平均渣厚降低，提高了合金和脫氧劑的收得率,降低了鋼水回磷量,減少了精煉造渣劑及各種脫氧劑的消耗。
河北永洋特鋼新區現有1臺120t轉爐，自投產以來便采用滑板擋渣出鋼，達到了很好的冶煉效果。冶煉鋼種有60Si2Mn、Q335B、9SiCr、33MnCrTiB、50CrV、55CrMn、U71Mn、等，主要產品有輕軌、重軌、起重機鋼軌、礦工鋼、電梯鋼、彈簧扁鋼等。
2擋渣系統耐材的損毀
轉爐擋渣系統耐材包括擋渣滑板和出鋼口，滑板系統安裝在轉爐出鋼口末端?；逑到y由內水口、外水口、內滑板、外滑板組成(圖1)。轉爐擋渣系統耐材使用壽命的提高，可以節省勞動強度，降低生產成本，提高生產效率和安全性。
2.1出鋼口的損毀
鋼水在高速流過出鋼口內孔時，高溫鋼流與出鋼口內孔產生較強的沖刷，對出鋼口造成機械損壞。
鋼水或爐渣中的氧對鎂碳質出鋼口的氧化，使耐火材料結構變得疏松,從而引起壽命下降。
圖1轉爐滑板系統組成
2.2轉爐滑板的損毀
轉爐滑板在出鋼過程中，要經受高溫鋼水、鋼渣的沖刷;多次擋渣操作過程中滑板和滑道要承受高溫鋼水、鋼渣的沖刷、磨損、氧化和侵蝕。因此，轉爐滑板多采用抗侵蝕性和抗熱震性優良的鋁錯碳材質。
3改進措施
永洋轉爐擋渣用耐材由濮耐公司提供。最初出鋼口壽命在200爐左右，滑板壽命在14爐左右，耐材消耗量較大，成本較高,并且生產效率低下。經過數次技術改進，轉爐擋渣用耐材達到了很好的使用效果。
3.1出鋼口內孔設計的優化
出鋼口采用分體式，相比整體式出鋼口，其致密度、高溫強度、耐侵蝕性均有提高，且使用壽命更長(圖2)。
圖2出鋼口設計的改變
原來使用的出鋼口內側孔徑為160mm,出鋼時間6~8min,過長的出鋼時間造成以下不利影響：
(1)出鋼時間長對轉爐岀鋼側爐襯的蝕損加劇;
出鋼時間長導致鋼溫損失較大，因而對出鋼溫度的要求更高，這也使轉爐的循環周期延長、生產效率降低;(3)流經出鋼口的鋼水流與空氣的接觸時間變長，鋼液與空氣中
(1)的氮氣、氧氣之間的這種接觸使鋼水增氮和氧化⑴。
經論證后將出鋼口內側孔徑變為180mm,并且增大了內孔的錐度。實踐證明，出鋼口磚的孔徑和錐度改變可以縮短出鋼時間'A〕，由6~8min縮短為3.5~5min。出鋼時間縮短提高了轉爐的生產效率，降低了出鋼過程的溫度損失。
試驗結果滿足生產要求，因此最終確定采用內徑為150/180mm的岀鋼口。出鋼口前端壁厚未改變，但出鋼時間的縮短減少了對出鋼口內孔的沖刷侵蝕，出鋼口平均使用壽命可從原來的200爐提高到300爐以上。由此減少了更換出鋼口的時間，降低了出鋼口噴補料的消耗。
3.2出鋼口碗磚的使用
目前使用的出鋼口與內水口結合處容易被鋼水沖刷侵蝕，限制了出鋼口壽命，因此在此位置安裝一個可更換的碗磚(圖3)。當碗磚出現嚴重的侵蝕熔損時，可以在更換內水口的同時更換碗磚，采用此種方法有望增加出鋼口的整體壽命達400爐以上。
圖3出鋼口碗磚示意圖
3.3擋渣滑板的改進
傳統鋁錯碳滑板所用原料錯莫來石在使用時容易分解，導致結構疏松和滑板耐蝕性下降，影響滑板使用壽命的進一步提高⑴。以錯剛玉、氧化錯代替錯莫來石，同時提高氧化倍含量，可以提高材料的抗侵蝕性。優化燒成制度和燒成氣氛，促進滑板內SiC晶須的生長(圖4)?；|中大量SiC晶須的生成,有利于提高材料強度，同時有助于提高材料的抗熱震性。
出鋼口內孔形狀改變后，出鋼速度增大,鋼水與出鋼口之間的干擾減弱，鋼流比較平穩，減少了出鋼口末端的湍流，避免了后期卷渣，對滑板板面的侵蝕降低。出鋼時間縮短，減少了對擋渣滑板和內外水
口的沖刷時間，使滑板和內外水口的擴孔速率降低。采用新出鋼口后，滑板的使用壽命可由原來的14爐左右提高到18爐左右。后來試驗將水口孔徑由原來的150mm改為140mm,出鋼時間沒有明顯增加，而滑板使用壽命可以提高到20爐以上，最高可達23爐。
圖4滑板材料中生成的SiC晶須
3.4前后雙擋渣技術
采用擋渣塞擋出鋼前的前期下渣，再用滑板擋岀鋼快結束時的后期下渣。這兩種擋渣方法綜合使用,擋渣效果明顯提高。出鋼結束后用裝置將擋渣塞插入擋渣滑板的出鋼孔內，依靠較大的摩擦力來阻止前期爐渣的沖擊，從而達到阻擋前期爐渣的目的。前擋不使用滑板擋渣，是因為擋渣塞成本較低，而且使用效果較好。
4結論
在120t轉爐上通過優化出鋼口內孔尺寸和錐度，增加可更換碗磚，使得出鋼時間縮短，出鋼口的使用壽命得到提高。另外,縮小滑板孔徑、前擋使用擋渣塞、優化滑板材質,也可以提高擋渣滑板的使用壽命。通過采取上述措施,120t轉爐滑板的平均壽命從14爐提高到20爐以上，出鋼口的使用壽命提高到300爐以上，使用帶碗磚的出鋼口后有望將壽命提高到400爐。
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