摘要：近年来随着钢铁企业利润的普遍下降，如何在炼钢生产中加强炉体维护，延长转炉炉衬的使用寿命对提高炼钢生产率、改善钢水质量、优化品种结构以及降低耐火材料消耗、增加经济效益都具有十分重要的意义。近几年来通过对转炉炉衬损坏机理的分析，采取了一系列新工艺新措施加强了对转炉炉衬的维护，使转炉炉龄得到大幅度提高，取得了显著的经济效益。本文分析了炼钢转炉炉体攒动原因与措施。
关键词：炼钢转炉；炉体攒动；措施；
炼钢转炉过程控制，是指利用冶炼过程信息对转炉工艺进行全程的控制、优化，使冶炼过程的辅料和能源消耗最小化，冶炼进程合理化，冶炼终点获得合格的钢水。过程控制技术发展的基础是转炉生产过程相关检测技术的进步，只有获得更多准确、及时、有效的信息，才能更好地进行工艺的优化控制。
一、 炼钢转炉炉体攒动原因分析
1.炼钢转炉内炉衬砖烧损原因。一是机械冲击。由于废钢块度及重量有时不尽合理，在加废钢操作中，大块重废钢以及棱角较尖锐的精料废钢对炉体装料侧大面积冲击严重，加之兑铁操作时高温铁水的冲刷极易造成大面积损蚀。吹炼过程中炉内钢(铁) 液随着氧气射流的冲击流动对炉衬的冲刷磨损也极为严重。二是高温损伤。转炉炉衬需承受1600℃甚至1700℃以上的高温环境，炉衬受热时会产生巨大的膨胀应力，尤其是反应区的高温作用会使炉衬表面软化、熔融，造成炉衬损伤。三是化学侵蚀。转炉吹炼过程中，炉内进行着激烈又复杂的物理化学反应，炉衬承受着由这些反应而产生的高温炉渣与炉气对炉衬的氧化、还原等化学侵蚀作用，造成蚀损。四是炉衬剥落。在炼钢过程中，炉内钢( 铁) 液温度是变化的，从开始时装入温度1250 ～1400℃的铁水逐渐升温至1670℃乃至1 700℃，出钢结束后，炉内温度又再次降低。在吹炼过程中，还会根据工艺要求加入降温料进行温度的调整。炉内温度的急冷急热会引起炉衬的层层脱落，并且会引起炉衬砖本身矿物组成的分解进而出现层裂等现象。上述因素的单独作用或综合作用都会导致炉衬砖的损坏。
2.生产过程中，转炉炉体处于高温炉气区，要直接承受炉口喷溅物的烧损并承受烟罩热辐射的作用，其温度经常高达300～400℃。热辐射作用在裙板上而产生的应力为压应力，会使裙板下凹变形，容易造成焊缝开裂，最终导致裙板变形脱落。改造前裙板焊接在炉壳的支架上，这种连接形式无法对炉壳和挡渣裙板的变形进行补偿，炉壳和挡渣裙板热变形产生的附加应力极易造成裙板损坏。另外，这种裙板为平板结构，存在刚度差、抵抗变形的能力差且不便于安装和维护的缺点。
二、措施
1.加强日常炉体维护。一是炉技术的应用。转炉装料侧即前大面部位在装料过程中受废钢和铁水机械冲刷严重，出钢侧即后大面部位在出钢过程中受高温高氧化性钢液以及熔渣的化学侵蚀严重，易于损坏。针对此现象，通常采用修补的方式对转炉两侧大面进行维护。目前采用的补炉料为自流式镁质补炉料，这种补炉料的特点是铺展性好，烧结时间短，耐冲刷。在生产过程中，一般根据转炉前后大面具体损蚀情况，动态调整修补位置，将适量补炉料由废钢斗倒入炉内，将转炉倾动到适当角度，使补炉料充分铺展开、摊平，转炉停止倾动，视炉衬损蚀情况和生产节奏烧结30～50min。补炉结束后应用1档缓慢将炉体摇起，如补装料侧即前大面还应回零投料，垫护前大面，以免废钢和铁水将补炉料冲刷掉。二是喷补技术的应用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆喷补技术适用于转炉炉衬有局部损坏又不宜用补炉料修补时，如耳轴部位损坏。其工作原理为对局部蚀损严重的部位集中喷射耐火材料，使其与炉衬砖烧结为一体，进而完成对炉衬的修复。将混合均匀的喷补料喷射至表面温度为800～1000℃ 的炉衬受损部位，形成厚度为30～50mm 的喷补层，并烧结不少于10min的时间使其与炉衬砖成为一体，从而完成对炉衬的喷补修复。
2.优化造渣工艺。一是采用合理的加料制度。造渣采用多批次、少批量操作方法。在转炉开吹后，铁水中率先氧化的是硅、锰、铁等化学元素，生成大量酸性氧化物，熔渣碱度较低，此时应根据铁水硅含量加入全部或大部分轻烧白云石和头批石灰，及时补充炉内碱性氧化物MgO、CaO 的含量，提高炉渣碱度，保护炉衬。而后合理调整枪位并配加造渣料，做到吹炼过程中温度均匀上升，减少返干时间，保证初期早化渣，过程化好渣，终点化透作黏渣。二是选用合理的降温材料和助熔剂。杜绝萤石、铝矾土等对炉衬侵蚀较大的助熔剂的使用。采用铁皮球、铁矿石以及各种烧结返矿作为降温料和助熔剂，根据吹炼过程化渣情况合理加入，保证炉渣快速熔化，防止炉渣出现返干现象，减少对炉衬的侵蚀。同时应尽量避免冶炼后期金属降温料的加入，避免带入大量TFeO 而影响炉渣黏度。
3.调整系统参数。一是进行转动惯量补偿, 减小齿轮应力, 抑制电流上升率, 控制超调量。二是控制堵转电流, 使其在电动机的允许范围内, 尽可能地维持装置的较大出力, 以满足炉体转动扭矩的需求。三是调节速度调节器的软化性能 , 抑制炉体的低速振动。也就是当炉体的运行转速在0～ 5%额定转速时采用调节器控制,以强化系统的快速性;当炉体的运行转速高于5%额定转速之后切换成调节器控制, 以强化系统的稳定性。将混匀的喷补料喷射至表面温度为800～1000℃的炉衬受损部位，形成厚度为30～50mm的喷补层，并烧结不小10min的时间使其与炉衬砖烧结为一体，进而完成对炉衬的修复。
4.优化炼钢过程控制。一是尽量提高终点碳含量。对于一些中碳钢和高碳钢的冶炼，利用先进的副枪测量技术和转炉二级控制系统，采用高拉碳的工艺技术措施，提高终点碳含量，降低钢水中氧含量从而降低终渣TFe 含量，保障终渣黏度，减轻对炉衬砖的化学侵蚀，同时为溅渣护炉提供良好的终渣条件。二是合理控制出钢温度，减少高温钢对炉衬的损蚀。根据钢种要求合理确定出钢温度，并通过调整铁水、废钢加入量以及过程降温料的合理加入控制冶炼终点温度，尤其要避免1700℃以上高温钢的出现，减少对炉衬的侵蚀。三是提高碳温命中率，减少补吹对炉衬的侵蚀。如果终点拉碳或温度控制失误，需要对钢水补吹氧气降低碳含量或提高钢水温度。补吹会导致钢水过氧化，加剧对炉衬的侵蚀并影响终渣粘度进而影响溅渣护炉效果。因此应加强操作技能培训，提高碳温一次性命中率，减少补吹对炉衬的侵蚀。
5.完善溅渣护炉工艺。一是溅渣操作的枪位控制。溅渣时枪位控制要根据炉渣的流动性和需要溅渣的部位而定。一般调渣时氧枪枪位控制在80 ～100cm，主要以加速炉渣的冷却和稠化为目的。当炉渣稠化到一定程度起渣后，再根据起渣情况变枪操作，在生产中一般通过观察炉口渣粒的密集程度和大小来确定最佳溅渣枪位以达到最好的溅渣效果。二是氮气的压力与流量控制。生产中应根据转炉吨位大小合理控制氮气的压力与流量。转炉溅渣操作氮气流量控制在35000～40000m3 /h，并根据起渣情况进行适当调整。
炉渣、炉气对炉衬的化学侵蚀以及温度变化是造成炉衬损坏的主要因素，通过优化转炉冶炼工艺，完善溅渣护炉技术和加强日常炉体维护，转炉炉龄得到大幅度提高，取得了显著的经济效益。
参考文献：
[1]戴云阁、李文秀. 现代转炉炼钢[M]. 沈阳: 东北大学出版社, 2015: 4-12
[2]余志祥. 现代转炉炼钢技术[J]. 炼钢, 2015, (1): 13-18.
[3]王雅贞. 氧气顶吹转炉炼钢工艺与设备[M]. 北京: 冶金工业出版社, 2015: 1-5
[4]小议我国转炉炼钢的现状和发展. 冶金工业规划研究院, 2016
论文作者:白少磊, 代建彪, 胡金岗
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第10期
论文发表时间:2017/10/26
标签：炉衬论文; 转炉论文; 炉渣论文; 废钢论文; 铁水论文; 钢水论文; 温度论文; 《建筑科技》2017年第10期论文;