CN109593909A

CN109593909A - 利用废弃镁碳砖对转炉进行修补的方法

Info

Publication number: CN109593909A
Application number: CN201910037414.4A
Authority: CN
Inventors: 周朝刚; 徐伟; 艾立群; 王书桓; 赵定国; 刘鑫; 田俊强; 王帅; 郑久强; 孟凡陈; 张洪杰; 崔家峰; 陈波; 李艳龙
Original assignee: North China University of Science and Technology
Current assignee: North China University of Science and Technology
Priority date: 2019-01-15
Filing date: 2019-01-15
Publication date: 2019-04-09
Anticipated expiration: 2039-01-15
Also published as: CN109593909B

Abstract

本发明涉及利用废弃镁碳砖对转炉进行修补的方法，包括以下步骤：待修补转炉出钢；将出钢后的终点渣不经溅渣直接倒渣，直至终点渣覆盖待填入的砖补料；向待修补转炉内加入预先计算好量的砖补料,与终点渣共同形成熔融料；根据补炉位置摇炉，使得熔融料能够覆盖待修补位置；对待修补转炉烧结30分钟以上，直至终点渣凝固；装铁，进行下一炉冶炼。本发明的对转炉进行修补的方法，可以有效解决转炉现用补炉方法烧结时间长、补炉效果差、补炉成本高、环境污染较严重等问题，通过控制合理的转炉终点渣，从而实现留在炉内的转炉终点渣与废弃镁碳砖的混合料有效地粘结在炉衬的修补位置，最终使破损的转炉得以修补。

Description

利用废弃镁碳砖对转炉进行修补的方法

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，特别涉及利用废弃镁碳砖对转炉进行修补的方法。

背景技术

钢铁行业是耐火材料消耗的大户。据统计，全国钢铁企业耐火材料年消耗量约为1000多万吨，用后耐火材料为500万吨以上。这不仅导致资源的浪费，同时带来环境的污染。若对用后耐火材料进行再生利用，不但可以生产优质的不定形耐火材料，还能再生出优质的定型产品以及其他材料。这不仅节约了国家的矿物资源和能源，也减少了环境污染、大大降低耐火材料的成本和炼钢成本。

目前转炉炉衬的修补与维护的方法主要有：溅渣护炉、干法喷吹、湿法喷补、倒料烧结、贴镁碳砖砖补。而采用溅渣护炉会导致熔池温度降低较快，使粘度大的熔渣导致炉底上涨，影响冶炼效果，溅渣后导致钢水中氧上升，恶化钢水品质。湿法喷补的缺点包括：会使赤热的炭化室墙面受到急剧冷却的冲击,使硅砖的表面结构受到损伤，缩短炉体寿命；会使修补料含水量多,使泥料孔隙增多,且与炉墙接触的部位会发生剧烈汽化，使泥料质地疏松，降低了修理层的强度，容易磨损、脱落；会使常温的修补料与赤热的砌体之间的粘附不牢固,挂料时间较短。干法喷补是利用压缩空气将耐火材料粉末喷吹入密闭的炭化室内，用于密封炉体的细小缝隙。该方法操作简单，不需外加热源，对原砌体没有损伤，但仅适用于焦炉状态较好，炭化室墙面裂缝宽度不大的修理。也可用在半干法喷补或焊补法修补后进一步密封炉体。干法喷补技术目前在欧洲一些国家有应用。

国内大中型转炉一般采用投补补炉料的方式修补转炉大面。补炉料主要分为两类，一类是非水系列，一类是水系。非水系列包括焦油结合料、树脂结合料、复合有机结合料等。焦油结合料的结合剂中含多种高分子碳氢化合物，在常温下是固态，加热软化熔融，随温度升高黏度降低，产生良好的流动性，继而低分子组分挥发，并发生分解聚合反应，黏度又逐渐升高，大约在600℃以上形成碳系前驱体，最终碳化。整个过程缓慢，约需50min左右，并伴有发烟情况。目前一直使用的是焦油结合料，其烧结时间长，且需人工投补，劳动强度大，烧结时冒烟严重，造成作业环境差。

水系主要以水溶性结合剂结合为主的补炉料。水结合大面补炉料的烧结机理是，结合剂在补炉前先溶解在水中，并与材料搅拌均匀，在倾入转炉后，由于水分子沸点低，所以在铺展的过程就开始挥发，烧结时间很短，约30min左右。此方法需要增加设备。

发明内容

本发明的目的是为解决以上问题，本发明提供一种在不增加其他设备的情况下，利用转炉、钢包拆下的废弃镁碳砖对转炉、特别是转炉大面修补的方法。

利用废弃镁碳砖对转炉进行修补的方法，包括以下步骤：待修补转炉出钢；将出钢后的终点渣不经溅渣并直接倒渣，直至终点渣覆盖待填入的砖补料；向待修补转炉内加入预先计算好量的砖补料,与终点渣共同形成熔融料；根据补炉位置摇炉，使得熔融料能够覆盖待修补位置；对待修补转炉烧结30分钟以上，直至终点渣凝固；装铁，进行下一炉冶炼。

其中，出钢步骤中，转炉出钢的终点温度为1630℃-1650℃，终点氧位≥500ppm，终点渣碱度为2.13～2.38。

其中，终点渣中，MgO的含量为7.55～9.35％、P₂O₅的含量为1.94～2.67％、FeO的含量为21.69～24.40％。

其中，终点渣中，MgO的含量为8.35％、P₂O₅的含量为2.01％、FeO的含量为23.31％。

其中，砖补料为镁碳质残砖，90％以上的所述镁碳质残砖的尺寸为30mm～200mm。

其中，镁碳质残砖为干燥无油污的钢包残砖，镁碳质残砖不含砖盘、废钢，镁碳质残砖的使用量为1.2～2吨。

其中，倒入终点渣的步骤中，留渣量为用砖补料重量的1/2～2/3，倒渣角度在-115度。

其中，摇炉步骤中，转炉的角度根据待修补的位置确定，补大面冲击区，炉子角度约为-70度；补前接底位置，炉子角度约为-60度。

其中，镁碳质残砖的使用量为1.2～1.7吨。

本发明中，前一炉出钢的终点温度为1630℃-1650℃，终点渣中，MgO的含量为7.55～9.35％、P₂O₅的含量为1.94～2.67％、FeO的含量为21.69～24.40％，通过控制前一炉留渣成分和温度，使终渣具有良好的流动性，进而有效地保证镁碳质残砖替代补炉料进行补炉。

本发明中，含石墨的镁碳砖基质与炉渣接触发生化学反应，具体公式为：

Fe₂O₃+C→FeO+CO

FeO+C→Fe+CO

上述反应生成一氧化碳小气泡和细小铁珠。由于该炉渣熔点高，粘度大，加之上述反应是吸热过程，因此在反应部位形成局部“冷区”，使得炉渣粘度进一步提高至一定范围，进而使得细小铁珠被炉渣粘滞而留在渣中，同时生成的CO小气泡尽量分散在渣中。根据平衡反应原理，转炉留渣氧化铁含量越高，上述反应越容易进行，但渣中氧化铁过高，氧化性越强，熔渣越易氧化，经过生产试验统计，当渣中氧化铁为21.69～24.40％时，补炉效果最佳。转炉炉衬用镁碳砖中碳含量平均在16％以上，而钢包用镁碳砖的碳含量平均在14％以上，较炉衬砖偏低，偏低的镁碳砖与炉渣接触发生反应后，经高温碳化作用形成碳素骨架与炉渣紧密结合成一体，其强度和抗侵蚀能力也得到增强，从而满足炉衬的强度要求。

本发明中，前一炉的终点氧位≥500ppm，终渣碱度为2.13～2.38。在转炉补炉实际生产中，钢水终点氧化性反应熔渣的氧化性，熔渣氧化性适中，既能包裹镁碳砖发生反应，又有一定的流动性，保证补炉位置的准确性。熔渣粘度过大，不仅与镁碳砖反应困难，还没有流动性。同理，过高的碱度使熔渣的粘度增大，也会导致熔渣与镁碳砖反应困难。

本发明提供的利用废弃镁碳砖修补转炉的方法，具有以下有益效果：

1、可以有效解决转炉现用补炉方法烧结时间长、补炉效果差、补炉成本高、环境污染较严重等问题，通过控制合理的转炉终点渣，从而实现留在炉内的转炉终点渣与废弃镁碳砖的混合料有效地粘结在炉衬的修补位置，最终使破损的转炉得以修补。

2、本方法使用镁碳基残砖被高氧化性的炉渣侵蚀、粉化，平铺于转炉大面位置，反应过程因生成CO形成的气孔、裂缝迅速被流动熔渣填补，反应生成物紧密与炉壁结合，镁碳砖经高温碳化作用形成碳素骨架增加了补炉结构的抗侵蚀能力、抗冲刷强度。

3、本发明可以有效的缩短补炉时间，和其他方法相比，可以将补炉料预烧结时间由50min降为20min，缩短了整个冶炼周期，为转炉出钢腾出来了时间，提高了转炉作业率，提高了生产效率；通过采用镁碳砖替代部分炉了炉料进行补炉，可以有效的降低补炉原料成本。

具体实施方式

下面将更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然说明书中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

实施例1利用废弃镁碳砖的转炉前大面的修补方法

该修补方法具体包括：待修补转炉出钢，保证出钢的终点温度为1630℃，终点渣的主要成份为7.55％氧化镁，2.67％五氧化二磷，23.87％氧化铁，36.93％氧化钙，15.54％二氧化硅，3.12％氧化锰，余量为杂质。

该终点渣的碱度为2.38，终点氧位为500ppm。将出钢后的终点渣不经溅渣直接倒渣，保持倒渣角度为-115°，控制留渣量为预先计算好的砖补料用量的1/2。向待修补转炉内加入砖补料1.2吨，使其与终点渣形成熔融料。加入的砖补料，90％的尺寸位于30～200mm之间，且干燥、无油污，不含有砖盘、废钢等杂物。使待修补转炉的角度保持在-70度摇炉，使得熔融料能够覆盖待修补位置，然后开始烧结，40分钟后，待炉渣完全凝固，则补炉完成，能够直接装铁，进行下一炉冶炼。

检测：本次补炉形成的后补炉衬材料的抗折强度为7.7MPa，抗压强度为45.23MPa，体积密度为2.84g/cm³。

实施例2利用废弃镁碳砖的转炉前接底的修补方法

该修补方法具体包括：待修补转炉出钢，保证出钢的终点温度为1650℃，终点渣的主要成份为8.46％氧化镁，1.94％五氧化二磷，21.69％氧化铁，35.41％CaO，16.15％SiO₂，2.87％MnO，余量为杂质。

该终点渣的碱度为2.19，终点氧位为700ppm。将出钢后的终点渣不经溅渣直接倒渣，保持倒渣角度为-115°，控制留渣量预先计算好的砖补料用量的2/3。向待修补转炉内加入砖补料1.7吨，与待修补炉内留下的终点渣混合形成熔融料。加入的砖补料，95％的尺寸位于30～200mm之间，且干燥、无油污，不含有砖盘、废钢等杂物。摇炉，使待修补转炉的角度保持在-60度，使得熔融料能够覆盖待修补位置，然后开始烧结，35分钟后，待炉渣完全凝固，则补炉完成，能够直接装铁，进行下一炉冶炼。

检测：本次补炉形成的后补炉衬材料的抗折强度为7.1MPa，抗压强度为39.42MPa，体积密度为2.65g/cm³。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.利用废弃镁碳砖对转炉进行修补的方法，其特征在于，包括以下步骤：

待修补转炉出钢；

将出钢后的终点渣不经溅渣并直接倒渣，直至终点渣覆盖待填入的砖补料；

向待修补转炉内加入预先计算好量的砖补料,与终点渣共同形成熔融料；

根据补炉位置摇炉，使得熔融料能够覆盖待修补位置；

对待修补转炉烧结30分钟以上，直至终点渣凝固；

装铁，进行下一炉冶炼。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

出钢步骤中，转炉出钢的终点温度为1630℃-1650℃，终点渣中MgO的含量为7.55～9.35％、P₂O₅的含量为1.94～2.67％、FeO的含量为21.69～24.40％。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，

终点渣中，终点渣碱度为2.13～2.38，终点氧位≥500ppm。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，

终点渣中，MgO的含量为8.35％、P₂O₅的含量为2.01％、FeO的含量为23.31％。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述砖补料为含碳量在14％以上的镁碳质残砖，90％以上的所述镁碳质残砖的尺寸为30mm～200mm。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，

所述镁碳质残砖为干燥无油污的钢包残砖，所述镁碳质残砖不含砖盘、废钢。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

倒入终点渣的步骤中，留渣量为砖补料重量的1/2～2/3，倒渣角度在-115度。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

摇炉步骤中，转炉的角度根据待修补的位置确定，补大面冲击区，炉子角度约为-70度；补前接底位置，炉子角度约为-60度。