專利名稱：控制轉爐爐底上漲和爐壁積渣的調渣護爐方法
技術領域：
本發(fā)明屬于鋼鐵冶煉領域，特別涉及到轉爐煉鋼過程控制轉爐爐底上漲和爐壁積 渣的調渣護爐的方法。
背景技術：
美國LTV鋼公司首先發(fā)明了轉爐濺渣護爐方法，該方法是在轉爐出鋼后留下部分 終渣，并加入適量的調渣劑，使爐渣具有合適的粘度和較高的耐火度，然后用高壓氮氣噴吹 爐渣，使爐渣濺射粘附到爐壁形成新的耐火抗蝕層，從而達到保護爐襯和提高爐齡的目的； 一般而言，不采用濺渣護爐時的爐齡很少超過5000爐次，但實施濺渣護爐工藝后，爐齡一 般都可以達到萬爐以上，甚至達到5萬爐以上，因此，濺渣護爐工藝得以廣泛推廣。濺渣護爐工藝中，加入到轉爐的調渣劑一般為MgO和還原劑，MgO可以提高渣的粘 度和燒結點(即耐火度)，還原劑起到還原渣中氧化鐵的作用，同樣提高渣的粘度和爐渣的 熔點，調質后的爐渣粘度高，有利于爐壁掛渣，且調渣后渣中MgO含量高，耐火度高；但調渣 后也有相應的問題出現問題一是爐底積渣，導致爐底上漲問題，會使煉鋼爐熔池上漲，有 效容積減小，容易引發(fā)溢鋼渣、噴濺等事故；問題二是爐壁倒渣側積渣導致爐壁增厚嚴重， 同時出鋼側爐壁變薄，影響濺渣效果和轉爐壽命，嚴重時導致轉爐重心偏移，給操控帶來困 難；引起爐底積渣的主要原因是渣太粘，熔點高，渣的流動性喪失，沒有被高壓氮氣充分濺 射到爐壁，而是積聚在爐底，或者是渣由于熔點高，到爐壁時已經凝固，無法有效粘附；引起 倒渣側爐壁增厚的原因也是由于出鋼過程中，由于倒渣側爐壁溫度低于渣的熔點，出現粘 渣堆積，另外濺渣護爐以后，轉爐傾到倒渣側裝料，也使爐渣向倒渣側堆積，即出現了倒渣 側爐壁增厚，而出鋼側爐壁變薄的結果。因此，目前轉爐采用濺渣護爐工藝后出現的爐底積渣上漲和倒渣側爐壁積渣變厚 的原因可以歸結為調渣劑中一次加入了大量MgO，且沒有使渣中較高含量的氧化鐵還原， 導致渣的熔點高，過早喪失流動性，因此難以被高壓氮氣濺射到爐壁并形成有效粘附，這是 隨著煉鋼技術發(fā)展特別是煉鋼爐爐容擴大、出鋼時間延長以及為提高鋼液質量而采取的低 溫出鋼和為提高濺渣料熔點而增加調渣劑中MgO的量等一系列因素導致的一個共性難題?，F有技術中，中國發(fā)明專利(申請?zhí)?3118577. 0，發(fā)明名稱一種控制轉爐爐底 上漲濺渣的方法)公開了一種利用螢石調渣并將渣中氧化鎂含量控制在9%以下，該方法類 似于洗爐工藝，在使用大量螢石，熔渣中氧化鎂含量低而氧化鐵含量高的情況下，殘渣可以 清除，但爐襯侵蝕嚴重，不能保證濺渣護爐效果及爐襯壽命。因此，針對目前大容量轉爐煉鋼出現的爐底積渣上漲和單側爐壁積渣變厚的問 題，需要研究相應的調渣工藝及濺渣控制技術。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種控制轉爐爐底上漲和爐壁積渣的調渣及濺渣護爐方法， 解決目前大容量轉爐煉鋼出現的爐底積渣上漲和單側爐壁積渣變厚的問題，從而改善濺渣護爐效果，提高轉爐煉鋼的效率和使用壽命。本發(fā)明的目的是通過下列技術方案來實現的
一種控制轉爐爐底上漲和爐壁積渣的調渣護爐方法，其步驟特征如下
(1)、在轉爐煉鋼過程中，倒渣取樣測溫，鋼液的溫度及成分合格后在出鋼前進行調渣， 即出鋼前向爐內加入硼泥-鎂砂調渣劑，硼泥與鎂砂的重量比控制在1:廣3:1的范圍，硼泥 與鎂砂的最佳配比是控制調渣劑中化03為硼泥-鎂砂調渣劑重量的纊3%，MgO為硼泥-鎂 砂調渣劑重量的4(Γ50%，調渣劑的加入量為爐內渣重量的10 15%，然后搖正轉爐，準備出 鋼；
(2)、出鋼采用留渣不留鋼操作，留渣量為轉爐體積容量的6 10%；
(3)、出鋼后，向轉爐內加入濺渣護爐用鎂碳質調渣劑，鎂碳質調渣劑的主要化學成分 為=MgO和焦炭粉，其中MgO可以用鎂砂、菱鎂球和輕燒白云石中的一種或幾種組成，鎂碳質 調渣劑的加入量以控制濺渣護爐前爐渣的關鍵成分指標為MgO為13 17%，氧化鐵5 8%;
(4)、加入調渣劑后，用氧槍將高壓氮氣吹入爐內，實施濺渣護爐，濺渣護爐采用的工藝 參數如下吹氮槍槍頭與爐底渣面之間的距離控制在0. 5^1. 5m范圍內；吹入氮氣的壓力控 制在1. 2ΜΡεΓ . 5ΜΡ ；吹入氮氣的流量為10(Tl50Nm7min ；吹入氮氣的時間控制在2 ;3min。采用本發(fā)明的典型特征是采用兩步法調渣工藝，即出鋼前對留在轉爐的煉鋼渣采 用硼泥-鎂砂構成的調渣劑調渣(本發(fā)明中稱“一次調渣”)和在出鋼后對留在轉爐的煉鋼 渣采用鎂碳質調渣劑調渣(本發(fā)明中稱“二次調渣”)。對調渣劑作用及配加比例的確定詳述如下 (1)、一次調渣
一次調渣是用硼泥-鎂砂作調渣劑，調渣的目的是在增加渣中MgO含量的同時，降低渣 的熔點和粘度，使渣具有較好的流動性，從而控制出鋼過程爐渣在倒渣側爐壁的凝結，主要 的原理是硼泥中的化03以及化03與硼泥中的CaO、MgO等通過復合反應形成的低熔點化合 物如MgOB2O3 (熔點988°C)和CaO-B2O3 (熔點1100°C )，因此，采用硼泥-鎂砂調質，既增加 了渣中MgO含量(可減弱渣對爐襯MgO的侵蝕)，又保證了渣具有低熔點和粘度，保證了良好 的流動性，而如果單一采用增加渣中MgO，則會增加渣的熔點，造成出鋼過程爐渣返干粘附 在倒渣側爐壁內襯。硼泥與鎂砂的重量比控制在1:廣3:1，比較簡單的優(yōu)化配比是2:1，硼泥與鎂 砂的最佳配比是控制調渣劑中化03 2^3%, MgO 4(Γ50%，調渣劑的加入量為爐內渣重量的 1(Γ15%，這樣既可以增加渣中的MgO，減少渣對爐襯的侵蝕，又可以降低渣的熔點，控制爐壁 粘渣。一次調渣所用硼泥的技術指標脫水后硼泥粉的組成為Mg0M、0%、Si0220^35%, 化032、％，余量為Al2O3等雜質。一次調渣所用鎂砂中MgO的含量要大于90%。(2)、二次調渣
二次調渣是轉爐出鋼后，向爐內加入濺渣護爐用氧化鎂和焦炭粉組成鎂碳質調渣劑， 目的是進一步增加渣中的MgO到符合濺渣護爐的標準，由于渣中有B2O3存在，故可以適當增 加渣中的MgO含量到13 17%，比傳統(tǒng)的濺渣護爐工藝中MgO含量纊1 要高，這樣濺渣層的 護爐效果提高；焦炭粉的主要作用是還原渣中氧化鐵，將渣中氧化鐵含量降低到5 8%含量的水平，渣中氧化鐵含量低，可以避免生成大量MgOTe2O高熔點物質，這樣渣的熔點降低， 可以防止濺渣未完成時就凍結在爐底，造成爐底結渣上漲。二次調渣用的MgO可以用鎂砂、菱鎂球和輕燒白云石中的一種或幾種組成。二次調渣用焦碳粉的技術指標為固定碳>90%，灰分、雜質和水分之和小于10%。本發(fā)明的優(yōu)點
與現有技術相比較，采用本發(fā)明的優(yōu)點如下
①采用出鋼前和出鋼后兩步調渣工藝，與傳統(tǒng)的一步調渣工藝相比，即增加了渣中 MgO含量，提高了濺渣護爐效果，又可以控制出鋼過程中倒渣側爐堆渣和爐底結渣上漲，轉 爐的單爐出鋼量提高15%以上；
②與現有技術中用螢石洗爐相比，本發(fā)明不采用螢石，避免了螢石帶來的氟污染和螢 石對爐襯耐火材料的侵蝕，提高了濺渣護爐效果和爐襯使用壽命，爐齡提高50%以上；
③硼泥是硼砂生產企業(yè)的廢渣，因此采用本發(fā)明實現了廢棄物的再利用，節(jié)約了爐役 中后期的補爐成本，節(jié)約爐役后期的噴補料成本；
④本發(fā)明不增加額外的設備和成本，減少了補爐、清渣等時間，提高了轉爐的生產效率。綜上所述，本發(fā)明能解決目前轉爐煉鋼采用濺渣護爐工藝引起的爐底上漲和爐壁 單側堆渣問題，提高了轉爐的生產效率和濺渣護爐效果，同時，實現了廢棄資源再利用，節(jié) 約了煉鋼成本，縮短冶煉周期，具有顯著的經濟效益和社會效益，具有推廣價值。
具體實施例方式以下結合實施例對本發(fā)明作進一步的闡述，實施例僅用于說明本發(fā)明，而不是以 任何方式來限制本發(fā)明。針對國內某廠200噸轉爐冶煉，實施本發(fā)明 實施實例1
實施本發(fā)明的操作步驟如下
(1)、轉爐吹煉結束時，轉爐搖到倒渣側，倒渣過程中取樣測溫，留渣量控制在轉爐體積 容量的9%左右，根據計算渣量為6000Kg左右，鋼溫度、成分合格后，搖正轉爐，經煙罩料斗 向爐內加入硼泥-鎂砂調渣劑，然后出鋼，調渣劑為硼泥與鎂砂重量比1:1配制的調渣劑， 該調渣劑總重量為爐內渣重量的10%，即600Kg ；
(2)、出鋼采用留渣不留鋼操作，留渣量控制在轉爐體積容量的10%；
(3)、出完鋼后，搖正轉爐，向爐內加入濺渣護爐用鎂碳質調渣劑，調渣劑為焦炭粉 200Kg，鎂砂200Kg，菱鎂球lOOKg，經后續(xù)分析得知調渣后渣的成分為Mg013%，氧化鐵5% ；
(4)、加入調渣劑后，用氧槍將高壓氮氣吹入爐內，實施濺渣護爐。，濺渣護爐采用的工 藝參數如下吹氮槍槍頭與爐底渣面之間的距離控制在0. 5^1. 5m范圍內，采取變化槍位； 吹入氮氣的壓力控制在1. 2MPa ；吹入氮氣的流量為120Nm7min ；吹入氮氣的時間為:3min。實施效果濺渣護爐完成后，從爐口觀測爐內濺渣情況，發(fā)現爐壁濺渣層厚度均 勻，渣面平整光滑，爐底及倒渣側爐壁無堆渣。實施實例2
實施本發(fā)明的操作步驟如下(1)、轉爐吹煉結束時，轉爐搖到倒渣側，倒渣過程中取樣測溫，留渣量控制在轉爐體積 容量的6%左右，根據計算渣量為4000Kg左右，鋼溫度、成分合格后，搖正轉爐，經煙罩料斗 向爐內加入硼泥-鎂砂調渣劑，然后出鋼；調渣劑為硼泥與鎂砂重量比2:1配制的調渣劑， 該調渣劑總重量為爐內渣重量的15%，即600Kg ；
(2)、出鋼采用留渣不留鋼操作，留渣量控制在轉爐體積容量的8%；
(3)、出完鋼后，搖正轉爐，向爐內加入濺渣護爐用鎂碳質調渣劑，調渣劑為焦炭粉 180Kg，鎂砂150Kg，菱鎂球90Kg，經后續(xù)分析得知調渣后渣的成分為Mg015%，氧化鐵6% ；
(4)、加入調渣劑后，用氧槍將高壓氮氣吹入爐內，實施濺渣護爐，濺渣護爐采用的工藝 參數如下吹氮槍槍頭與爐底渣面之間的距離控制在0. 5^1. 5m范圍內，采取變化槍位；吹 入氮氣的壓力控制在1. 3MPa ；吹入氮氣的流量為120Nm7min ；吹入氮氣的時間為:3min。實施效果濺渣護爐完成后，從爐口觀測爐內濺渣情況，發(fā)現爐壁濺渣層厚度均 勻，渣面平整光滑，爐底及倒渣側爐壁無堆渣。實施實例3
實施本發(fā)明的操作步驟如下
(1)、轉爐吹煉結束時，轉爐搖到倒渣側，倒渣過程中取樣測溫，留渣量控制在轉爐體積 容量的8%左右，根據計算渣量為5000Kg左右，鋼溫度、成分合格后，搖正轉爐，經煙罩料斗 向爐內加入硼泥-鎂砂調渣劑，然后出鋼，調渣劑為硼泥與鎂砂重量比3:1配制的調渣劑， 該調渣劑總重量為爐內渣重量的12%，即600Kg ；
(2)、出鋼采用留渣不留鋼操作，留渣量控制在轉爐體積容量的9%；
(3)、出完鋼后，搖正轉爐，向爐內加入濺渣護爐用鎂碳質調渣劑，調渣劑為焦炭粉 180Kg，鎂砂180Kg，菱鎂球90Kg，輕燒白云石90Kg，經后續(xù)分析得知調渣后渣的成分為 Mg017%，氧化鐵 8% ；
(4)、加入調渣劑后，用氧槍將高壓氮氣吹入爐內，實施濺渣護爐。，濺渣護爐采用的工 藝參數如下吹氮槍槍頭與爐底渣面之間的距離控制在0. 5^1. 5m范圍內，采取變化槍位； 吹入氮氣的壓力控制在1. 5MPa ；吹入氮氣的流量為150Nm7min ；吹入氮氣的時間為^iiin。實施效果濺渣護爐完成后，從爐口觀測爐內濺渣情況，發(fā)現爐壁濺渣層厚度均 勻，渣面平整光滑，爐底及倒渣側爐壁無堆渣。
權利要求
1.一種控制轉爐爐底上漲和爐壁積渣的調渣護爐方法，其特征在于(1)在轉爐煉鋼過程中，倒渣取樣測溫，鋼液的溫度及成分合格后在出鋼前進行調渣， 即出鋼前向爐內加入硼泥-鎂砂調渣劑，硼泥與鎂砂的重量比控制在1:廣3:1的范圍，調渣 劑的加入量為爐內渣重量的1(Γ15%，然后搖正轉爐，準備出鋼；(2)出鋼采用留渣不留鋼操作，留渣量為轉爐體積容量的6 10%；(3)出鋼后，向轉爐內加入濺渣護爐用鎂碳質調渣劑，鎂碳質調渣劑的主要化學成 分為MgO和焦炭粉，鎂碳質調渣劑的加入量以控制濺渣護爐前爐渣的關鍵成分指標MgO 13 17%，氧化鐵5 8%為準；(4)加入調渣劑后，用氧槍將高壓氮氣吹入爐內，實施濺渣護爐。
2.如權利要求1所述的一種控制轉爐爐底上漲和爐壁積渣的調渣護爐方法，其特征在 于所述硼泥與鎂砂的重量比為2:1。
3.如權利要求2所述的一種控制轉爐爐底上漲和爐壁積渣的調渣護爐方法，其特征在 于硼泥與鎂砂的重量比以控制調渣劑中化03為硼泥-鎂砂調渣劑重量的纊3%，MgO為硼 泥-鎂砂調渣劑重量的4(Γ50%為準。
4.如權利要求1所述的一種控制轉爐爐底上漲和爐壁積渣的調渣護爐方法，其特征 在于所述濺渣護爐采用的工藝參數如下吹氮槍槍頭與爐底渣面之間的距離控制在 0. 5 1. 5m范圍內；吹入氮氣的壓力控制在1. 2ΜΡεΓ . 5ΜΡ ；吹入氮氣的流量為10(Tl50Nm7 min ；吹入氮氣的時間控制在2 ;3min。
5.如權利要求1所述的一種控制轉爐爐底上漲和爐壁積渣的調渣護爐方法，其特征在于所述硼泥為脫水后的硼泥，其組成為Mg024 40%、Si0220^35%, B2032>/o,余量為雜質。
6.如權利要求1所述的一種控制轉爐爐底上漲和爐壁積渣的調渣護爐方法，其特征在于所述鎂砂中MgO的含量要大于90%。
7.如權利要求1所述的一種控制轉爐爐底上漲和爐壁積渣的調渣護爐方法，其特征在于所述碳質調渣劑中的MgO為鎂砂、菱鎂球和輕燒白云石的一種或幾種組成。
8.如權利要求1所述的一種控制轉爐爐底上漲和爐壁積渣的調渣護爐方法，其特征在于所述焦碳粉的技術指標為固定碳>90%，灰分、雜質和水分之和小于10%。
全文摘要
本發(fā)明屬于煉鋼技術領域，提供一種控制煉鋼轉爐爐底上漲和爐壁積渣的調渣及濺渣護爐方法，解決目前采用傳統(tǒng)濺渣護爐工藝后出現的爐底堆渣上漲和爐壁內襯爐渣堆積導致煉鋼爐有效容積變小、爐體重心偏移等問題。本發(fā)明的方法特征是采用兩步調渣方法，第一次調渣是在出鋼前，向爐內加入硼泥-鎂砂調渣劑，降低渣粘度，可防止出鋼過程中的單側爐壁內襯爐渣堆積和爐底結渣，隨后的出鋼采用留渣不留鋼操作，出鋼完成后實施第二次調渣，即向殘留在爐內的渣中加入鎂碳質調渣劑(焦粉和含氧化鎂材料)，然后實施濺渣護爐工藝。采用本發(fā)明可以控制轉爐爐底上漲和爐壁積渣變厚，保證爐壁厚度均勻性，明顯改善濺渣護爐效果，使轉爐爐襯壽命大幅度提高。
文檔編號C21C5/28GK102127612SQ201110037848
公開日2011年7月20日 申請日期2011年2月15日 優(yōu)先權日2011年2月15日
發(fā)明者樂庸亮, 張廷旺, 掌道新, 李桂榮, 王宏明, 趙玉濤, 閆永其, 陳中華 申請人:江蘇大學