顶底复吹转炉耳轴区炉衬维护技术与应用_高峰.pdf

第 卷第期四 川 冶 金 年月 y ，文章编号：（）第一作者：高峰（），男，助理工程师，本科，从事炼钢生产技术管理工作，：。顶底复吹转炉耳轴区炉衬维护技术与应用高峰，潘军，赵滨，沈思宝（马鞍山钢铁股份有限公司长材事业部，安徽 马鞍山 ）摘要：针对马钢 顶底复吹转炉耳轴区炉衬侵蚀部位实际生产过程中，由于受补炉砖质量以及尺寸大小、贴砖方式、烧结时间长短、以及贴砖维护后第一炉废钢加入造成的机械冲刷等综合因素的影响，使得贴补后的补炉砖容易脱落，致使耳轴区炉衬侵蚀部位维护效果差的难题，通过研究转炉耳轴区炉衬侵蚀原因，制作了专用维护装置，创新性地提出了“贴砖喷补”的具体维护措施，有效解决了现有技术中，贴补后的补炉砖容易脱落，进而影响转炉耳轴区炉衬侵蚀部位维护效果的问题。生产实践表明：与传统湿法喷补维护工艺相比，“贴砖喷补”维护炉次冶炼炉数可以增加 炉次，因相对减少了喷补频次，降低操作人员劳动强度的同时，年可节约耐材 。关键词：顶底复吹转炉；耳轴区炉衬；喷补；贴砖中图分类号：文献标识码：o o o o o o o o o o o o ，（，）：，y ，y ，y ，y y ，y ，y y，y ，y y y y ，y y o ：；马钢 顶底复吹转炉随着转炉炉龄增加，特别是进入炉役中后期，耳轴区炉衬侵蚀变得异常严重，当耳轴区炉衬砖侵蚀至残余厚度为 范围时，传统的喷补工艺已无法满足该部位炉衬维护的要求。为保持耳轴区炉衬厚度，确保炉况安全运行，转炉不得不增加喷补频次，不但造成耐材浪费，而且还会影响转炉炉况运行安全。因此，马钢创新性地利用“贴砖喷补”技术，并制作专用维护装置配合使用，有效增强了补炉砖烧结后的致密性和耐侵蚀性，提高了转炉耳轴区炉衬侵蚀部位维护效果。工况条件马钢长材事业部一区现有 顶底复吹转炉座，吹炼氧枪为孔，供氧强度 （），双环缝式 底枪 支，底吹强度 （）。顶底复吹转炉主要工艺参数、转炉冶炼所用铁水成分和温度以及主要造渣辅料技术指标如表表所示。表顶底复吹转炉主要工艺参数有效容积炉容比高宽比炉口直径熔池直径熔池深度炉衬厚度 表冶炼所用铁水成分（质量分数）和温度项目 铁水温度波动范围 平均值 表转炉主要造渣辅料技术指标冶金石灰（）（）（）活性度酌减 轻烧镁球（）（）水份 转炉耳轴区炉衬侵蚀原因分析转炉冶炼过程中，炉衬直接与高温钢水、氧化性炉渣和炉气接触，持续承受物理冲刷和化学侵蚀。研究表明：转炉炉衬侵蚀原因主要有：（）铁水和废钢的冲击作用；（）冶炼过程中钢水、炉渣及炉气对炉衬的冲刷作用；（）炉渣、炉气对炉衬的化学侵蚀；（）冷热交替的温度变化对炉衬的损害。然而，在实际生产过程中，转炉炉衬各部位的工作条件不同，导致炉衬砖侵蚀速率和侵蚀量也不同。一般情况下，转炉耳轴部位炉衬侵蚀速度较熔池、两大面以及炉帽等部位要快得多。研究转炉耳轴区炉衬侵蚀原因，有利于在实际冶炼过程中优化控制，以期最大限度地减缓其侵蚀速度，延长炉衬使用寿命。机械作用兑铁、加废钢时，尤其是大块废钢对转炉耳轴区炉衬产生的巨大冲击力，产生机械磨损。高温作用转炉炉衬在 以上的高温条件下，耳轴区炉衬受热后会产生巨大的膨胀应力，特别是反应区的温度更高，可达 以上，炉衬表面局部达到软化点，容易出现软化熔融现象。化学侵蚀转炉吹炼是一个极其剧烈而又复杂的物理化学反应过程，冶炼过程中产生的高温炉渣与炉气不断地对炉衬进行强烈的化学侵蚀，尤其高温过氧化炉渣对炉衬侵蚀危害性更大。炉衬剥落在炼钢过程中，炉膛不断地进行冷热交替的温度变化，容易造成溅渣层收缩，导致溅渣层与炉衬砖的结合能力变差进而脱落。转炉耳轴区炉衬维护措施 耐材准备转炉耳轴区炉衬侵蚀部位贴砖维护用耐材主要包括镁质喷补料和补炉砖，其中，镁质喷补料为颗粒形状，粒度 ，（）、（）、（）；补炉砖为长方体形状，重约 块，（）、（固）。镁质喷补料和补炉砖技术指标分别如表和表所示。贴砖维护前操作贴砖维护前一炉钢，出钢完毕，转炉正常溅渣护炉后，将炉内渣翻净。采用激光测厚仪测量转炉加料侧和耳轴区炉衬厚度，并根据实测结果，确定贴补当炉转炉留渣量、加料侧渣补所需生铁块和补炉砖用量。转炉留渣量、渣补生铁块以及补炉砖参考用量如表所示。四川冶金 第 卷表转炉镁质喷补料技术指标试验条件体积密度（）耐压强度 抗折强度 线变化率粒度耐火度 表补炉砖技术指标体积密度（）耐压强度 显气孔率尺寸 表转炉留渣量、渣补生铁块以及补炉砖参考用量炉衬部位与新炉标准相比转炉留渣量（）渣补生铁块用量（）补炉砖用量（）加料侧 耳轴区 贴砖维护操作（）当炉钢水出钢完毕后，根据加料侧和左右耳轴区炉衬实测结果，选择合适的转炉留渣量、渣补生铁块和补炉砖用量。贴砖维护前，转炉先进行生铁块渣补，使高温炉渣遇冷迅速凝固，其目的是将转炉加料侧炉衬抬高，贴砖主要在加料侧炉衬平面紧靠耳轴区侵蚀部位炉衬基础上进行，抬高后的加料侧炉衬平面起到了很好的基础支撑作用，使得贴补后的补炉砖有支撑、不滑落，有利于转炉耳轴区炉衬侵蚀部位贴砖维护。（）贴砖时，先将补炉砖立放在补炉铲铲头送砖平面上，再送至耳轴区炉衬侵蚀部位进行贴砖维护，使补炉砖面积较大的一侧贴附于耳轴区侵蚀部位炉衬上，同时，贴补的补炉砖彼此之间应排列整齐，紧密贴合，不可叠放，避免产生较大缝隙，直至耳轴区炉衬侵蚀部位填平为止。图、图和图分别为转炉耳轴区炉衬侵蚀部位“贴砖喷补”维护装置操作，转炉耳轴区炉衬侵蚀部位“贴砖喷补”维护装置支撑旋转结构以及转炉耳轴区炉衬侵蚀部位“贴砖喷补”维护装置补炉铲结构示意图。由图、图和图可以看出，贴砖维护装置设有“凹”形滑轮及旋转核心组件，具备滚动和旋转的功能，当补炉铲在“凹”形滑轮上推动过程中，有利于快速并精准地将补炉砖运送至转炉耳轴区炉衬所需贴砖维护处，增强了该装置对转炉耳轴区炉衬不同侵蚀部位适应性，同时，“凹”形滑轮内径设计略大于补炉铲支撑杆外径，确保补炉铲支撑杆在“凹”形滑15234转炉本体；补炉砖；补炉铲；支撑旋转结构；炉前挡火门图转炉耳轴区炉衬侵蚀部位“贴砖喷补”维护装置操作示意图4 0 14 0 24 0 34 0 44 0 84 0 74 0 64 0 5 支撑滑轮；滑轮座；平面轴承；回转轴；铰链；横臂；轮轴；旋转轴承图转炉耳轴区炉衬侵蚀部位“贴砖喷补”维护装置支撑旋转结构示意图轮表面“凹”槽内滚动，起到省时省力以及防止补炉铲跑偏的作用。（）贴砖作业结束后，采用湿法喷补工艺，利用喷补湿料具有良好流动性的特点，先填满补炉砖之第期 y3 0 13 0 23 0 3 补炉铲铲头；支撑杆；手持把手图转炉耳轴区炉衬侵蚀部位“贴砖喷补”维护装置补炉铲结构示意图间的缝隙，再使喷补料均匀、完全覆盖补炉砖，其目的在于减少补炉砖彼此之间的缝隙，提高补炉砖烧结后的致密性和热震性，避免贴补后补炉砖因烧结不牢而出现松动，进而发生脱落现象。喷补操作结束后，烧结时间控制在 。贴砖维护后第炉冶炼操作贴砖维护后第炉冶炼操作前，转炉先进行溅渣操作。为避免废钢加入造成的机械冲击而导致贴补后补炉砖脱落，贴砖维护后第炉采用全量铁水或回吃磁选渣冶炼操作模式。磁选渣和兑铁速度要求缓慢，兑铁速度控制在 ，转炉冶炼过程中，供氧强度按照工艺要求的下限进行控制，供氧强度控制在 （），最大限度地避免贴补后补炉砖脱落。效果评价下炉出钢完毕，转炉正常溅渣护炉，待炉内炉渣完全固化，将炉内渣翻净。采用激光测厚仪再次测量转炉加料侧和耳轴区炉衬厚度，以评价转炉加料侧和耳轴区炉衬侵蚀部位贴补效果。应用效果分析马钢 顶底复吹转炉自 年月份实施转炉耳轴区炉衬侵蚀部位维护技术以来，取得了以下实施效果，其操作流程示意图如图所示。（）贴砖维护专用装置的凹形滑轮及旋转结构可使该装置具备滚动和旋转的功能，增强了对转炉耳轴区炉衬不同侵蚀部位的适应性，可快速并精准地将补炉砖运送至所需贴砖维护部位，单次贴砖维护时间仅需 ，有效降低了作业人员的劳动强度。（）该技术贴砖维护时间全程仅需 ，与转炉冶炼周期几乎同步，避免了炉机匹配矛盾，同时，本技术还具有作业效率高、耐侵蚀效果好、成本低和安全可靠的特点。（）该技术延长了转炉耳轴区炉衬使用寿命，可以实现与转炉炉龄同步，有效解决了转炉耳轴区炉衬进入炉役后期侵蚀严重造成喷补频次高和维护效果差的问题；与传统湿法喷补工艺相比，冶炼炉数可上炉钢出完,采用测厚仪测量转炉加料侧和耳轴区炉衬厚度。选择合适的转炉留渣量、渣补生铁块用量和补炉砖用量下炉出钢完毕,转炉先进行渣补,炉渣冷却时间5-1 0 m i n。采用补炉铲将补炉砖送至耳轴区炉衬侵蚀部位进行贴砖维护。用喷补料填满补炉砖缝隙,烧结时间1 5-2 0 m i n贴补后第一炉采用全量铁水或回吃磁选渣模式,再次烧结下炉出完钢,测量转炉加料侧和耳轴区炉衬厚度,效果评价图转炉耳轴区炉衬侵蚀部位维护技术操作流程图以增加 炉次，因相对减少了喷补频次，降低操作人员劳动强度的同时，年可节约耐材 。结论转炉耳轴区炉衬维护技术在马钢 顶底复吹转炉上成功应用，解决了现有技术中转炉耳轴区炉衬侵蚀部位维护难度大和维护效果差的问题，有效降低了转炉耳轴区炉衬侵蚀部位喷补维护频次，节约了补炉耐材消耗，提高了转炉炉衬使用寿命，取得了良好的经济和社会效益，在同类型钢铁企业转炉耳轴区炉衬维护方面，具有较好的推广应用前景。参考文献：苏天森，刘浏，王维兴，等转炉溅渣护炉技术北京：冶金工业出版社，佟溥翘，崔淑贤，刘 浏转炉炉衬溅渣层蚀损机理的研究中国稀土学报，（）：富志生转炉炉衬维护技术现状与发展趋势甘肃冶金，（）：李永来天钢 转炉炉衬维护工艺研究天津冶金，（）：王金龙，刘永军，贾建明，等 宣钢 转炉长寿技术创新 河北冶金，（）：叶飞，陈树辉 转炉砖补技术的应用实践 冶金与材料，（）：崔猛转炉高效维护炉衬工艺研究与实践天津冶金，（）：四川冶金 第 卷