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    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(763)    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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