CN106702077A - 一种保障转炉高寿命的护炉方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种保障转炉高寿命的护炉方法，在转炉砌新炉时在转炉正前大面45°角范围的炉衬使用高强度耐火砖砌筑，而后大面炉衬及耳轴两侧炉衬采用抗冲刷耐火砖砌筑；当转炉前大面炉衬蚀损严重时，将液态转炉渣与耐火砖碎料在炉内进行混合，经反复摇炉摇匀后滞留于转炉前大面处进行烧结，烧结后形成镁碳砖‑炉渣结合层覆于转炉前大面。本发明可保证全过程底吹避免恶性通炉事故的发生，同时全程转炉底吹供气强度的稳定很大程度地改善了渣金反应平衡，降低终点钢水氧含量。

Description

一种保障转炉高寿命的护炉方法

技术领域

本发明涉及一种转炉护炉方法，具体涉及一种转炉冶炼低磷低碳钢种比例占总量30%以上，转炉冶炼终点钢水低碳：[C]≤0.04%，低磷：[P]≤0.01%，转炉入炉铁水磷高：[P]≥0.12%等条件下的保障转炉高寿命的护炉方法。

背景技术

当前转炉炉衬的护炉方法主要根据原辅料条件，如：废钢构成（轻废、中废、中废等），通过调整其装炉顺序，调整转炉冶炼钢水、钢渣的组分构成，控制转炉冶炼终点温度，溅渣护炉等方式来实现。传统的转炉护炉方法主要指：

⑴调整主原料加入顺序，如先加铁水后加废钢，先加比重小、块度小的轻废、生铁块，后加比重大、块度大的重废以降低对转炉前大面炉衬的机械冲击，从而起到护炉的目的；

⑵通过调整转炉渣系组分，即形成一定碱度R：(CaO/SiO2)=3-3.5，（MgO）含量≈8%降低炉渣对炉衬的侵蚀性；

⑶控制转炉终点温度，通常不超过1700℃，在1600℃-1650℃，以降低高温对耐材的熔蚀程度；

⑷降低转炉冶炼终点钢水的氧化性，通常保障碳氧积[C]*[O]≤0.003，终点[O]≤500ppm，以降低钢水对炉衬的化学侵蚀；

⑸利用转炉热态连续生产时的炉膛高温约1500℃左右，在前后炉衬大面加入传统补炉料，以改环保性沥青、树脂为结合剂，高纯镁砂为主要原料，沥青、树脂在高温下熔融、铺展、烧结（烧结时间在40min左右）、形成新的MgO-C工作层，作为损耗炉衬，起到护炉作用；

⑹溅渣护炉：将转炉出钢后的终点渣调整成为具有一定粘度、(MgO)含量的炉渣，利用氧枪将P≥1.5Mpa的高压氮气N2，通过动态调节枪位利用高压N2将其吹溅并粘附到转炉炉衬表面，形成覆渣层，从而作为每炉冶炼的动态损耗炉衬，保证转炉的原始炉衬。

综合采用上述传统护炉方法对于以突出高效率低成本冶炼生产普通钢种的转炉而言，通常可以保障转炉炉龄在15000炉左右，但是如果仅采用以上的传统方法是很难保障冶炼品种钢，尤其是经常连续生产低碳低磷钢种比例大的转炉的高寿命。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，如何提高经常连续生产低碳低磷钢种比例大的转炉的寿命，即当转炉冶炼低磷低碳钢种比例占总量30%以上，转炉冶炼终点钢水低碳：[C]≤0.04%，低磷：[P]≤0.01%，转炉入炉铁水磷高：[P]≥0.12%条件下，如何提高转炉的寿命。

本发明解决以上技术问题的技术方案是：

一种保障转炉高寿命的护炉方法，该转炉冶炼低磷低碳钢种比例占总量30%以上，转炉冶炼终点钢水低碳低磷，碳和磷的重量百分比为：[C]≤0.04%，低磷：[P]≤0.01%；转炉入炉铁水高磷，磷的重量百分比为：[P]≥0.12%； 该护炉方法包括以下步骤：

㈠在转炉砌新炉时在转炉正前大面45°角范围的炉衬使用高强度耐火砖砌筑，而后大面炉衬及耳轴两侧炉衬采用抗冲刷耐火砖砌筑；高强度耐火砖砌筑的重量百分比组分包括：型号为98的大结晶电熔镁砂：78-84%，型号为196的石墨：12-16%，金属铝粉：余量；抗冲刷耐火砖的重量百分比组分包括：型号为97.5的大结晶电熔镁砂：78-84%，型号为195的石墨：12-16%，金属铝粉：余量；

㈡当转炉前大面炉衬蚀损严重时，将液态转炉渣与耐火砖碎料在炉内进行混合，经反复摇炉摇匀后滞留于转炉前大面处进行烧结，烧结时间为40-80分钟，烧结后形成镁碳砖-炉渣结合层覆于转炉前大面；液态转炉渣与耐火砖碎料重量配比为：转炉渣：15-25%，耐火砖碎料：75-85%；液态转炉渣的重量百分比组分包括：SiO₂：10-15%，CaO：35-45%，MgO：7-9%，MnO：2.7-3.2%，Al₂O₃：2.7-3.2%，TFe：余量。

申请人通过研究发现以下技术问题：转炉前大面炉衬熔损主要为块度大、棱角尖的不同种类的废钢冲击和兑铁水时的动态冲刷为主，损毁机理主要是机械冲刷（废钢冲击、兑铁水过程冲刷）及熔渣侵蚀（石墨的氧化及MgO向熔渣中的溶解）；转炉后大面炉衬熔损则以高温、高氧化性的钢水、钢渣的静态侵蚀为主，损毁机理主要是高氧化性的钢水、钢渣的静态侵蚀为主，其主要侵蚀机理为石墨的氧化及MgO的溶解；因此需要根据转炉炉衬不同部位的熔损机理，需要针对性地对砌炉方式做调整。发现以上技术问题后，申请人通过在转炉砌新炉时在转炉正前大面45°角范围的炉衬使用所述高强度耐火砖砌筑，在后大面炉衬及耳轴两侧炉衬采用所述抗冲耐火砖砌筑；这样，高强度耐火砖相较抗冲耐火砖的高温强度较高，抗机械冲刷性能大幅度提高，高强度耐火砖降低了MgO熔损速率，采用复合抗氧化剂提高了材料的抗氧化性，侵蚀相对薄弱的部位砌筑抗冲耐火砖，解决了转炉炉衬侵蚀不同步的问题。

另外，申请人人通过研究还发现以下技术问题：由于本发明加入转炉的废钢以中废、重废结构为主的特殊性，任何材质的原始炉衬的强度均无法抵御长期反复的机械冲击，而通常的用大面补炉料或溅渣护炉等方式也不可能解决该类问题；一旦转炉前大面炉衬蚀损严重时，没有及时补救的措施。发现以上技术问题后，申请人通过将转炉渣配加一定粒度的耐火砖碎料，以炉渣为结合剂，耐火砖碎料为主要原料形成一种新的镁碳砖-炉渣结合层，这些颗粒料与液态炉渣混合反应，形成新的工作层，因为炉渣中的FeO、SiO₂与碎料中的MgO反应生成镁铁尖晶石、镁橄榄石等高温结合相，具有较高的结合强度，经反复摇炉摇匀后滞留于转炉前大面处进行烧结，时间在1.5小时以上，从而使炉渣中的（FeO/Fe₂O₃）与耐火砖发生化学反应生成具有高耐火度、热震性、高强韧性的镁铁尖晶石，烧结后形成的覆层，在配加常规护炉工艺手段的情况下，可以抵御30炉以上的机械冲刷，解决了转炉前大面炉衬蚀损严重的技术问题。

本发明进一步限定的技术方案是：

前述的保障转炉高寿命的护炉方法，其步骤㈡中，耐火砖碎料为高纯镁砖、镁碳砖或镁铝尖晶石砖的碎料，粒度在0-30mm。

根据本领域公知常识，本发明中的转炉大面就是指倒渣侧。

本发明的有益效果是：通过本发明方法的实施，即便在转炉冶炼低碳低磷钢种比例较高，主原料以高磷铁水、中废废钢为主等情况下，在炉龄10000炉的前提下，也可保证全过程底吹避免恶性通炉事故的发生，同时全程转炉底吹供气强度的稳定很大程度地改善了渣金反应平衡，降低终点钢水氧含量，出钢氧含量平均降低150ppm以上，不但减少了钢铁料、脱氧剂和合金消耗，同时降低了转炉终点钢水中氧化物夹杂的总量，为后续精炼及夹杂物去除创造了有利条件。

具体实施方式

实施例1

本实施例是一种保障转炉高寿命的护炉方法，转炉冶炼低磷低碳钢种比例占总量30%以上，转炉冶炼终点钢水低碳低磷，碳和磷的重量百分比为：[C]≤0.04%，低磷：[P]≤0.01%；转炉入炉铁水高磷，磷的重量百分比为：[P]≥0.12%；

本实施例的护炉方法包括以下步骤：

㈠在转炉砌新炉时在转炉正前大面45°角范围的炉衬使用高强度耐火砖砌筑，而后大面炉衬及耳轴两侧炉衬采用抗冲刷耐火砖砌筑；所述高强度耐火砖砌筑的重量百分比组分包括：型号为98的大结晶电熔镁砂：78%，型号为196的石墨：12%，金属铝粉：10%；所述抗冲刷耐火砖的重量百分比组分包括：型号为97.5的大结晶电熔镁砂：78%，型号为195的石墨：12%，金属铝粉：10%；

㈡当转炉前大面炉衬蚀损严重时，将液态转炉渣与耐火砖碎料在炉内进行混合，经反复摇炉摇匀后滞留于转炉前大面处进行烧结，烧结时间为40分钟，烧结后形成镁碳砖-炉渣结合层覆于转炉前大面；所述液态转炉渣与耐火砖碎料重量配比为：转炉渣：15%，耐火砖碎料： 85%；所述液态转炉渣的重量百分比组分包括：SiO₂：10%，CaO：35%，MgO：7%，MnO：2.7%，Al₂O₃：2.7%，TFe：余量。其中耐火砖碎料可以是高纯镁砖、镁碳砖、镁铝尖晶石砖等材料，一般粒度在0-30mm，这些颗粒料与液态炉渣混合反应，形成新的工作层。

具体砌筑施工要求：

炉衬砌筑均采用干砌，砖缝要求不大于1.0mm，并用干燥镁砂灌严。

砌砖时要严格贯彻背紧、靠实、填实、合圆的砌筑方针。

炉壳、永久层、工作层之间要相互靠紧，凡属坏砖(缺楞、掉角、严重扭曲、断裂等)不得砌在耳轴侧的炉身、炉帽部位。

装料和出钢侧不允许有大头朝外的砖，永久层要平行交错砌砖，上下层砌筑方向要相互垂直，工作层也采用交错砌法。

炉底砖缝要求要求尽量靠严，断砖和扭曲大的砖不得砌筑，严禁有大头朝外的砖。

炉身段衬砖缝小于1.0mm且用细镁砂灌严，砌工作层砖放在半径线上，砌砖要求平整，工作层应环砌，合门在耳轴侧，现场需配备切砖机以满足合门砖的切割。合门后砖间隙用2mm薄钢板打入。

出钢口周围，砌永久层前，钢板要抹Mg-C质胶泥。

炉帽砌砖与炉身砌砖相同，炉帽需砌筑镁砖永久层。

砌出钢口时，出钢中心与管砖中心一致，与水平交角10度。砌出钢口外口时，周围钢板与炉衬之间的间隙要用镁碳质胶泥加镁砂打结料捣实。

使用捣打料部位为炉底、出钢口等较大缝隙处和砌筑不规则的空隙处。

提高转炉炉衬寿命，除选用优质镁碳砖和采用合理的砌筑方法外，改善操作至关重要、比如,采用复吹技术使冶炼操作平稳，降低渣中氧化铁，防止炉底过快上涨，保持合理的炉熔比，再如，采用精料造渣和良好的出钢后炉衬挂渣操作、以及红罐出钢、降低炉子出钢温度等，都是有效的提高炉龄手段，应根据钢厂实际条件予以采用。

衬砖加工要求:

衬砖尺寸生产精度按负公差控制，在长度、宽度和高度方向上均小于1mm，各平面弯曲率弦高小于0.5mm，且平面上没有明显麻点和凸凹点。

转炉底吹透气元件安装要求：

砌筑炉底过程，必须注意底吹部位砌筑规范，严禁损坏焊接好的钢管。安装底吹元件时，必须小心谨慎，防止底吹元件损坏。

必须在底吹管道联接前，对供气管道漏气性进行检查，确保其不漏气后方能进行管道联接。

砌筑过程中，搬运、安装透气砖时必须小心，透气砖尾部的钢管不得与其它物件碰撞，防止搬运或安装过程中钢管与透气砖本体间出现脱焊或折断。

砌筑过程中，需逐一通气检查每块透气元件是否正常，砌筑完成一块检查一块（检查过程底吹气体必须采用压缩空气，严禁使用惰性气体）。必须确认底吹系统正常后，才能够进行下一步耐材砌筑。

底吹管道最终联接过程（需采用软连接，不得采用刚性联接），必须明确记录每根管道对应的底吹透气砖位置，并对透气砖进行编号。

底吹系统管道安装确认底吹系统正常后，进行下一步耐材砌筑时，砌筑单位必须注意底吹元件的保护，防止底吹毛细管路进入细沙，堵塞管路。

实施例2

本实施例是一种保障转炉高寿命的护炉方法，转炉冶炼低磷低碳钢种比例占总量30%以上，转炉冶炼终点钢水低碳低磷，碳和磷的重量百分比为：[C]≤0.04%，低磷：[P]≤0.01%；转炉入炉铁水高磷，磷的重量百分比为：[P]≥0.12%；

本实施例的护炉方法包括以下步骤：

㈠在转炉砌新炉时在转炉正前大面45°角范围的炉衬使用高强度耐火砖砌筑，而后大面炉衬及耳轴两侧炉衬采用抗冲刷耐火砖砌筑；所述高强度耐火砖砌筑的重量百分比组分包括：型号为98的大结晶电熔镁砂：80%，型号为196的石墨：15%，金属铝粉：5%；所述抗冲刷耐火砖的重量百分比组分包括：型号为97.5的大结晶电熔镁砂：81%，型号为195的石墨：14%，金属铝粉：5%；

㈡当转炉前大面炉衬蚀损严重时，将液态转炉渣与耐火砖碎料在炉内进行混合，经反复摇炉摇匀后滞留于转炉前大面处进行烧结，烧结时间为60分钟，烧结后形成镁碳砖-炉渣结合层覆于转炉前大面；所述液态转炉渣与耐火砖碎料重量配比为：转炉渣：20%，耐火砖碎料：80%；所述液态转炉渣的重量百分比组分包括：SiO₂：12%，CaO：40%，MgO：8%，MnO：3.0%，Al₂O₃：3.0%，TFe：余量。

本实施例的具体砌筑施工要求与实施例1相同。

实施例3

本实施例是一种保障转炉高寿命的护炉方法，转炉冶炼低磷低碳钢种比例占总量30%以上，转炉冶炼终点钢水低碳低磷，碳和磷的重量百分比为：[C]≤0.04%，低磷：[P]≤0.01%；转炉入炉铁水高磷，磷的重量百分比为：[P]≥0.12%；

本实施例的护炉方法包括以下步骤：

㈠在转炉砌新炉时在转炉正前大面45°角范围的炉衬使用高强度耐火砖砌筑，而后大面炉衬及耳轴两侧炉衬采用抗冲刷耐火砖砌筑；所述高强度耐火砖砌筑的重量百分比组分包括：型号为98的大结晶电熔镁砂：84%，型号为196的石墨：15%，金属铝粉：1%；所述抗冲刷耐火砖的重量百分比组分包括：型号为97.5的大结晶电熔镁砂：84%，型号为195的石墨：15%，金属铝粉：1%；

㈡当转炉前大面炉衬蚀损严重时，将液态转炉渣与耐火砖碎料在炉内进行混合，经反复摇炉摇匀后滞留于转炉前大面处进行烧结，烧结时间为80分钟，烧结后形成镁碳砖-炉渣结合层覆于转炉前大面；所述液态转炉渣与耐火砖碎料重量配比为：转炉渣：25%，耐火砖碎料：75%；所述液态转炉渣的重量百分比组分包括：SiO₂：15%，CaO：45%，MgO：9%，MnO：3.2%，Al₂O₃：3.2%，TFe：余量。

本实施例的具体砌筑施工要求与实施例1相同。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种保障转炉高寿命的护炉方法，所述转炉冶炼低磷低碳钢种比例占总量30%以上，转炉冶炼终点钢水低碳低磷，碳和磷的重量百分比为：[C]≤0.04%，低磷：[P]≤0.01%；转炉入炉铁水高磷，磷的重量百分比为：[P]≥0.12%；其特征在于：

所述护炉方法包括以下步骤：

㈠在转炉砌新炉时在转炉正前大面45°角范围的炉衬使用高强度耐火砖砌筑，而后大面炉衬及耳轴两侧炉衬采用抗冲刷耐火砖砌筑；所述高强度耐火砖砌筑的重量百分比组分包括：型号为98的大结晶电熔镁砂：78-84%，型号为196的石墨：12-16%，金属铝粉：余量；所述抗冲刷耐火砖的重量百分比组分包括：型号为97.5的大结晶电熔镁砂：78-84%，型号为195的石墨：12-16%，金属铝粉：余量；

㈡当转炉前大面炉衬蚀损严重时，将液态转炉渣与耐火砖碎料在炉内进行混合，经反复摇炉摇匀后滞留于转炉前大面处进行烧结，烧结时间为40-80分钟，烧结后形成镁碳砖-炉渣结合层覆于转炉前大面；所述液态转炉渣与耐火砖碎料重量配比为：转炉渣：15-25%，耐火砖碎料：75-85%；所述液态转炉渣的重量百分比组分包括：SiO₂：10-15%，CaO：35-45%，MgO：7-9%，MnO：2.7-3.2%，Al₂O₃：2.7-3.2%，TFe：余量。

2.如权利要求1所述的保障转炉高寿命的护炉方法，其特征在于：所述步骤㈡中，所述耐火砖碎料为高纯镁砖、镁碳砖或镁铝尖晶石砖的碎料，粒度在0-30mm。

3.如权利要求1或2所述的保障转炉高寿命的护炉方法，其特征在于：所述护炉方法包括以下步骤：

㈠在转炉砌新炉时在转炉正前大面45°角范围的炉衬使用高强度耐火砖砌筑，而后大面炉衬及耳轴两侧炉衬采用抗冲刷耐火砖砌筑；所述高强度耐火砖砌筑的重量百分比组分包括：型号为98的大结晶电熔镁砂：78%，型号为196的石墨：12%，金属铝粉：10%；所述抗冲刷耐火砖的重量百分比组分包括：型号为97.5的大结晶电熔镁砂：78%，型号为195的石墨：12%，金属铝粉：10%；

㈡当转炉前大面炉衬蚀损严重时，将液态转炉渣与耐火砖碎料在炉内进行混合，经反复摇炉摇匀后滞留于转炉前大面处进行烧结，烧结时间为40分钟，烧结后形成镁碳砖-炉渣结合层覆于转炉前大面；所述液态转炉渣与耐火砖碎料重量配比为：转炉渣：15%，耐火砖碎料： 85%；所述液态转炉渣的重量百分比组分包括：SiO₂：10%，CaO：35%，MgO：7%，MnO：2.7%，Al₂O₃：2.7%，TFe：余量。

4.如权利要求1或2所述的保障转炉高寿命的护炉方法，其特征在于：所述护炉方法包括以下步骤：

㈠在转炉砌新炉时在转炉正前大面45°角范围的炉衬使用高强度耐火砖砌筑，而后大面炉衬及耳轴两侧炉衬采用抗冲刷耐火砖砌筑；所述高强度耐火砖砌筑的重量百分比组分包括：型号为98的大结晶电熔镁砂：80%，型号为196的石墨：15%，金属铝粉：5%；所述抗冲刷耐火砖的重量百分比组分包括：型号为97.5的大结晶电熔镁砂：81%，型号为195的石墨：14%，金属铝粉：5%；

㈡当转炉前大面炉衬蚀损严重时，将液态转炉渣与耐火砖碎料在炉内进行混合，经反复摇炉摇匀后滞留于转炉前大面处进行烧结，烧结时间为60分钟，烧结后形成镁碳砖-炉渣结合层覆于转炉前大面；所述液态转炉渣与耐火砖碎料重量配比为：转炉渣：20%，耐火砖碎料：80%；所述液态转炉渣的重量百分比组分包括：SiO₂：12%，CaO：40%，MgO：8%，MnO：3.0%，Al₂O₃：3.0%，TFe：余量。

5.如权利要求1或2所述的保障转炉高寿命的护炉方法，其特征在于：所述护炉方法包括以下步骤：

㈠在转炉砌新炉时在转炉正前大面45°角范围的炉衬使用高强度耐火砖砌筑，而后大面炉衬及耳轴两侧炉衬采用抗冲刷耐火砖砌筑；所述高强度耐火砖砌筑的重量百分比组分包括：型号为98的大结晶电熔镁砂：84%，型号为196的石墨：15%，金属铝粉：1%；所述抗冲刷耐火砖的重量百分比组分包括：型号为97.5的大结晶电熔镁砂：84%，型号为195的石墨：15%，金属铝粉：1%；

㈡当转炉前大面炉衬蚀损严重时，将液态转炉渣与耐火砖碎料在炉内进行混合，经反复摇炉摇匀后滞留于转炉前大面处进行烧结，烧结时间为80分钟，烧结后形成镁碳砖-炉渣结合层覆于转炉前大面；所述液态转炉渣与耐火砖碎料重量配比为：转炉渣：25%，耐火砖碎料：75%；所述液态转炉渣的重量百分比组分包括：SiO₂：15%，CaO：45%，MgO：9%，MnO：3.2%，Al₂O₃：3.2%，TFe：余量。