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提高轉爐爐齡的有效措施及效果

編輯:保溫磚 時間:2021-01-26 瀏覽:
通過對100t頂底復吹轉爐侵蝕機理的分析,確定影響轉爐爐襯壽命的主要因素,確保轉爐拉碳率及合理控制爐型 參數,優化濺渣護爐工藝,減少爐襯的侵燭提高爐襯壽命。具體措施及效果如下:

1、綜合砌爐方式

在吹煉過程中由于轉爐爐襯各部位的工作條件不同,內襯的燭損狀況和蝕損量也不一樣。針對這一狀況,對于容 易損壞或不易修補的部位,砌筑高檔鎂碳磚,損壞較輕又容易修補部位,砌筑中檔或低檔鎂碳磚。在轉爐修砌過程 中,實行分項負責制,為實現長壽爐齡提供保障。

2、采用鐵水撈渣工藝,減少鐵水渣對轉爐冶煉及爐襯的影響

水鋼煉鋼廠的鐵水渣組分為:CaO=38%,SiO2=36%,Al2O3=16.4%,TiO2=0.8%,(S)=1.5%。鐵水渣中硫 含量很高,同時還含有SiO2,Al2O3和TiO2等不利于脫硫的組分,山東耐火磚 特別是鈦的氧化物會降低爐渣堿度,造成轉爐吹煉 前期熔渣中低化熔點組分增加,轉爐侵蝕嚴重及中前期噴濺加劇。

鐵水撈渣后,轉爐冶煉控制噴濺效果明顯。由于高爐渣在鐵水罐中的量無法確定,因此,若用不經過撈渣的鐵水 煉鋼,轉爐渣的堿度應按4來計算加入渣料,輕質保溫磚 但采用經撈渣的鐵水煉鋼,轉爐液的堿度則按3.5來計算加入渣料。撈渣 時間在9~13min,因此,按撈渣時間為12min進行生產組織。撈渣處理后,噴濺控制容易一此,轉爐熱損失減少。

3、建立轉爐熱平衡模式,提高拉碳率,減少爐渣侵蝕

影響轉爐熱平衡的主要因素

有:(1)鐵水溫度械分;⑵冷卻劑加入量和質量,不同原材料的冷卻比見表3;(3)轉爐生產速度、轉爐容量等。

從高爐出鐵到轉爐兌鐵水,中間不翻罐,采用一罐到底模式,鐵水入轉爐平均溫度1360℃,100t轉爐熱平衡物 料經驗加入量見表4

在一罐到底模式下,冶煉過程操作如下:

(1)為了控制噴濺,第一步:降低氧氣流量時機調整為起渣時進行;第二步:當調整氧氣流量仍然不能控制噴濺時 采取氧槍操作;第三步:若噴濺還不能控制,可以加入50kg抑渣劑。

(2)前期污泥球和礦石在開吹時加入,過程污泥球和礦石視溫度情況自行調整加入。

(3)搖爐工在兌鐵水前了解鐵水來源、鐵水溫度、鐵水硅和碳,計算本爐鋼因鐵水溫度、碳變化增減污泥球加入 量。

(4)前期冷料在開吹后隨第一批渣料加入;若前期冷料加入量超過1500kg,則在進廢鋼后加入1000kg,其余部分 在開吹后隨第一批渣料加入。

(5)一次倒爐控制目標:鋼水溫度T=1630~1650℃;[C]=0.15%~0.25%。

(6)鐵水Si在0.6%~0.8%,采用單渣操作,使用90t鐵水,10t全廢鋼;如操作仍然困難,則優裝入制度,總裝人量 調整為95.5t,采用82t鐵水,11t全廢鋼,2.5t冷固球。

(7)鐵水Si>0.8%時,采用雙渣操作,總裝入量調整為95.5t,采用82t鐵水,11t全廢鋼,2.5t冷固球。

4、建立轉爐最佳爐型及控制措施

通過對100t頂底復吹轉爐的最佳爐型的研究和探索,得出:

(1)通過正交試驗,確定各爐型參數下的噴濺情況,得到最佳爐型參數,100t轉爐熔池液面直徑7850~8300m m,最佳8150mm,爐底中心厚度700mm,爐底兩端高于中間200~400mm,最佳300mm。

(2)確定出轉爐最佳爐型后,在保證煉鋼廠年產500萬噸鋼的前提下,使轉爐的爐容比達到符合水鋼情況的,爐內 攪拌條件由桶狀攪拌轉化為球狀攪拌,加強了反應的動力學條件,使爐內反應向煉鋼有利方向有序進行,為轉爐降低 噴濺,提高終點命中率,降低金屬消耗創造了良好條件。

5、優化鋼水溫度制度,降低鋼水溫度

鋼水在不鋼水溫度過高也是造成爐襯受損的重要因素,因此降低鋼水溫度有利于提高爐襯壽命,提高濺渣護爐效 果。鋼水繞注溫度接近液相線溫度對鑄坯質量有利,可以獲得較寬的等軸晶區,從而減輕鑄坯的中心偏析和內裂缺 陷,改善鑄述質量。通過大量數據分析,得出連鑄鋼水過熱度最好控制在15-30℃。

要使過熱度合適、穩定,最關鍵因素之一是鋼水吹完Ar后溫度的穩定。通過對轉爐出鋼口進行最佳維護,對合金 和鋼包進行烘烤使用,制定了鋼包周轉制度,嚴格控制鋼包周轉時間和個數,嚴格管理鋼包和中間包修砌使用的保溫 材料,使制定的鋼水溫度制度能夠有效的運行,保障了鋼水澆注過程溫度的穩定性,減少了工藝過程溫度損失,使出 鋼溫度下降了25℃,有利于提高轉爐爐齡。

6、優化脫氧合金化制度,降低出鋼溫度

6.1優化脫氧制度,減少鋼包內鋼水翻騰造成的溫度損失

煉鋼廠采用多功能脫氧劑(表6)作為預脫氧劑,SiAlCaBa作為終脫氧劑,合金的加入順序為:預脫氧劑(多功能脫 氧劑)→硅錳→硅鐵→終脫氧劑(多功能脫氧劑+SiAlCaBa)。多功能脫氧劑在出鋼30S后(出鋼至約1/4時)加入,加完多 功能脫氧劑10s后加入合金進行脫氧合金化,嚴禁合金直接加入包底。要求脫氧合金化后鋼水氧活度控制在30×10-6~ 70×10-6,力求噸鋼多功能脫氧劑消耗為0.8~1.0kg。

6.2取消大規格鋼筋鋼種喂CaSi線工藝

冶煉φ28mm及以上規格的HRB400大規格鋼筋鋼種時,工藝路線為:100t轉爐→鋼包喂CaSi線→連鑄。對于大 規格鋼筋,每爐鋼喂50mCaSi線,對鋼液進行鈣處理。但鋼包喂CaSi線造成鋼水翻騰,溫度損失大,要求較高的出鋼 溫度,對拉碳造成一定的影響,同時造成氧耗、鐵損增加。HRB400鋼水平均出鋼溫度為1681℃,出鋼降溫71℃,喂 CaSi線溫降22℃。

煉鋼廠通過優化轉爐冶煉操作,使鋼中氧含量大幅下降,拉碳率平均達80%以上,同時抓好出鋼擋渣,利用多功 能脫氧劑+SiAlCaBa復合脫氧,并進行鋼水Ca處理和吹氬。在通過工藝優化改進后,鋼中氧含量大幅降低,可使大規 格鋼筋鋼種的喂CaSi線的情況下達到喂CaSi線鋼水的純凈度水平,因此,取消了大規格鋼筋鋼種喂CaSi線工藝。

6.3用富氮合金代替傳統的硅錳合金,減少合金總加入量

煉鋼過程中,通過加入適量富氮合金,增加鋼水氮含量。通過合理的化學成分配比,減少硅猛鐵、硅鐵、釩鐵等 合金的加入量,達到降低噸鋼合金成本的效果。從2011年起,試驗了兩種富氮合金(表7)。使用富氮合金后,硅猛鐵 使用量大幅下降,出鋼溫度降低7~10℃,富氮合金脫氧工藝與原脫氧工藝的HRB400成品鋼水成分見表8。

7、開發新工藝,提高濺渣護爐效果

轉爐采用濺渣技術后,爐齡大幅度提高。濺渣護爐技術的采用,對冶煉終渣提出了一定的要求,除了具有脫硫、 脫磷功能外,還要使濺在爐壁上的終渣能經受冶煉過程中不同時期鋼水與爐渣的熔蝕,以保護爐襯。轉爐濺渣護爐終 渣的堿度為3.5~4.0,8%~10%MgO,15%~20%Fe0。濺渣操作工藝:濺渣前確認氧槍巳經切換為氮氣,氮氣總管 壓力≥1.3MPa,流量22000~26000m3/h,濺渣時間≤4min;鋼水未出完,不允許濺渣護爐,氮氣總管壓力<1.0MPa,不許濺渣。經過長期探索,開發出加焦丁調 渣護爐工藝,在轉爐一次倒爐后,進行測溫、取樣,根據鋼水中碳含量及溫度,預判終點鋼水氧化性,從而在補吹提 槍前加入適量焦丁,確保冶煉終點爐渣中FeO保持較低含量,提高濺渣護爐效果,降低耐火材料消耗,使轉爐爐齡也 得到較大提高。材料消耗降到8.75kg/t鋼,轉爐爐齡達到29336爐。

采用加焦丁調渣工藝后,取得效果為:(1)采用加焦丁調渣工藝后,爐渣中TFe含量在12.6%左右,比正常情況下 降低5%~7%,減輕了爐渣對爐襯的侵蝕。(2)補吹提槍前加焦丁調渣,在氧槍射流及爐內液體拌動下,爐渣已調整到適于濺渣要求,出完鋼后 可直接進行濺渣操作,節省了時間,根據現場測試,比一般濺渣方法節約30~50s。(3)使用600元/t焦丁調渣,加入量 在20~50kg,而調渣劑與改質劑價格一般在1200元/t,加入量在50~100kg,因此,加焦丁比加調渣劑或改質劑降低 成本0.5~1.0元/t鋼。

8、取得效果

(1)2013年轉爐拉碳率每月平均從80%提高到85%

⑵通過降低出鋼溫度,優化造渣工藝,使轉爐終渣溫度降低,爐渣結構更加耐侵蝕,同時,降低了轉爐噴濺,使 轉爐終點更趨于穩定,為濺渣護爐創造了條件,轉爐爐齡也得到了保障(表9)。在拆爐時對爐襯各部位進行觀測,6塊底吹磚仍有4塊可有效工作,永久層未受損傷,工作層厚度在300~500mm,轉爐爐齡達到29336爐,在國內100t級 轉爐中處于先進水平。

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