CN112280930A

CN112280930A - 炼钢转炉溅渣护炉枪位控制方法

Info

Publication number: CN112280930A
Application number: CN202011187009.XA
Authority: CN
Inventors: 李盛; 姚恩学; 唐郁; 陈顺友; 郭勇; 熊超
Original assignee: Pangang Group Panzhihua Steel and Vanadium Co Ltd
Current assignee: Pangang Group Panzhihua Steel and Vanadium Co Ltd
Priority date: 2020-10-30
Filing date: 2020-10-30
Publication date: 2021-01-29

Abstract

本发明公开了一种炼钢转炉溅渣枪位控制方法，涉及冶金领域解，决现有溅渣枪位控制方式不利于溅渣护炉的问题。本发明采用的技术方案是：炼钢转炉溅渣护炉枪位控制方法，首先测量炉衬各部位的侵蚀情况，得出炉衬薄弱区域位置，确定需要溅渣区域的高度，即确定溅渣高度上限H_高上和下限H_高下；然后，按照公式计算溅渣枪位上限H_枪上和下限H_枪下；最后，转炉出完钢、回零位后，依据上限H_枪上和下限H_枪下控制枪位进行溅渣护炉。本发明提出了计算溅渣高度的公式，在确定需要溅渣区域的高度的基础上计算溅渣枪位，以此进行溅渣护炉，实现对炉衬薄弱区域有针对性地溅渣控制，使炉衬侵蚀速度均匀，延长了转炉炉衬寿命。本发明用于炼钢转炉溅渣。

Description

炼钢转炉溅渣护炉枪位控制方法

技术领域

本发明涉及冶金领域，具体是一种炼钢转炉溅渣护炉枪位控制方法。

背景技术

转炉在装料和冶炼过程中，炉衬各部分由于受废钢、铁水的撞击冲刷程度和炉渣、钢水的侵蚀速度不同，常出现各部位侵蚀程度不一的现象。目前，行业内普遍采用溅渣护炉工艺对炉体进行维护，即采用氧枪向转炉熔池喷吹高压氮气，高压气体通过枪孔射出后冲击炉渣，将炉渣溅起，使炉渣飞溅到炉衬上并与炉衬结合在一起，形成致密的溅渣保护层，从而减少在吹炼过程中钢水、炉渣等因素的冲刷，起到保护炉衬、提高转炉寿命的作用。

随着炼钢转炉溅渣护炉工艺的普遍实施，炼钢转炉炉龄得以大幅提高。但在炉役中，仍不可避免地会出现炉衬的某个部位侵蚀速度快，出现薄弱环节的现象，这就需要通过补炉等方式进行维护。以攀钢转炉为例，当炉龄达到1000炉以后，熔池部位的侵蚀速度就明显快于其他部位，3000炉以后就需要进行补炉维护。如果转炉出现炉底的上涨，操作工便按照一贯的操作方法，溅渣时将枪位放在下极限，其目的是将炉渣吹开，防止炉底过快上涨。但事实上这种操作并没有抑止炉底上涨，只是反复化炉底操作，并带来一系列明显不良效果：转炉熔池部位侵蚀加剧，而炉帽部位严重结渣，参见图1和图2。

国内大部分钢厂采用氧枪进行溅渣护炉。溅渣枪位指的是氧枪喷头端面与平静熔池液面的距离，是溅渣护炉工艺中非常重要的工艺参数。目前，溅渣枪位根据炉底厚度而定，当炉底下降，就采用高枪位溅渣；若炉底上涨，则采用低枪位溅渣。也有部分钢厂在炉底上涨时采用轻溅渣或不溅渣的操作方法，效果均不太理想。

事实上，溅渣枪位高，炉渣飞溅在炉衬下部；溅渣枪位低，炉渣飞溅在炉衬上部。参见文献《氧气转炉炼钢工艺与设备》(冶金工业出版社2020.1，第237页)中提及的最佳溅渣枪位，但是该文献并并没有提及如何确定最佳枪。显然，现有操作在炉底上涨时将氧枪放在下极限是错误的，这种操作会导致炉衬熔池部位得不到溅起的炉渣，炉渣更多地飞溅在炉帽上，这也是图1所示转炉熔池部位侵蚀加剧、而炉帽部位严重结渣的根本原因。再加之炉底上涨时溅渣枪位低，氮气流对炉底的冷却强度增加，又导致更多的MgO沉积，炉底上涨加速，成为一种恶性循环。

发明内容

本发明提供一种炼钢转炉溅渣护炉枪位控制方法，解决现有溅渣枪位控制方式不利于溅渣护炉的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：炼钢转炉溅渣护炉枪位控制方法，包括以下步骤：

S1、测量炉衬各部位的侵蚀情况，得出炉衬薄弱区域位置，确定需要溅渣区域的高度，即确定溅渣高度H_高，溅渣高度H_高包括上限H_高上和下限H_高下。

S2、按照公式1计算溅渣枪位H_枪，溅渣枪位H_枪包括上限H_枪上和下限H_枪下，其中上限H_高上与下限H_枪下对应，下限H_高下与上限H_枪上对应；

H_高＝[R-(H_液+H_枪)×tanθ]×k÷tanθ 公式1

公式1中：R为转炉熔池半径；H_液为转炉熔池深度；θ为氧枪喷孔夹角；k为修正系数，取值范围为0.7～0.8。

具体的：炉渣在溅起过程中并不是呈直线运动，而是受重力作用呈抛物线运动。k为一经验数值，具体取值与炉型、渣态等有关。基于实际情况反复比对的研究，k的取值范围一般为0.7～0.8。例如：攀钢老转炉为瘦长型炉型，按上限0.8取值；而新转炉为矮胖型炉型，按下限0.7取值。

S3、转炉出完钢、回零位后，依据上限H_枪上和下限H_枪下控制枪位进行溅渣护炉。

具体的：步骤S3中，溅渣护炉时，先按溅渣枪位低于下限H_枪下进行炉渣冷却，例如按溅渣护炉的下极限进行炉渣冷却；当起渣后，将溅渣枪位放在上限H_枪上定点溅渣；炉口的渣粒变少或完全没有时，降低枪位至下限H_枪下或更低枪位；最后，加冷料后结束溅渣。

本发明的有益效果是：提出了一种计算溅渣高度H_高的公式，在确定需要溅渣区域高度的基础上，根据公式计算溅渣枪位，以此进行溅渣护炉，实现对炉衬薄弱区域有针对性地溅渣控制，使炉衬侵蚀速度均匀，延长转炉炉衬寿命，降低炼钢成本，有利于维持生产的稳定。

高枪位溅渣会出现明显的起渣慢、溅渣时间长的问题，为此，步骤S3先低枪位进行炉渣冷却，起渣后将枪位放在上限H_枪上定点溅渣，实现对转炉薄弱处进行定点溅渣维护的目的。降低枪位至下限枪位，加冷料后溅渣结束，实现热态钢渣重复使用目的，具有降低炼钢渣料消耗优点。

附图说明

图1和图2是攀钢7号转炉按现有溅渣护炉方法在炉龄为10558炉时的测厚图。

图3和图4是攀钢3号转炉在炉龄为10240炉时的测厚图。

图5和图6是攀钢3号转炉按照本发明的方法进行溅渣护炉，在炉龄为11104炉时的测厚图。

附图说明：由于炉底及炉衬的厚度图通过激光定位系统测得，故测量结果通过不同的颜色来表达。测厚图通过线框图无法清楚地反映不同位置的厚度，故图1～6均为处理得到的灰度图。图1～6中厚度数据的单位均为mm。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

本发明炼钢转炉溅渣护炉枪位控制方法，包括以下步骤：

S1、测量炉衬各部位的侵蚀情况，得出炉衬薄弱区域位置，确定需要溅渣区域的高度，即确定溅渣高度H_高，溅渣高度H_高包括上限H_高上和下限H_高下。本步骤可在出钢结束或停炉等待时进行。由于溅渣区域的高度是范围，因此溅渣高度也是一个范围，其范围记为上限H_高上和下限H_高下。

例如，以攀钢3号转炉(炉龄10240)为例，对于转炉进行测厚，测厚结果如图3和图4所示。由图3可知，炉衬的薄弱环节位于距炉底大约2.5～3.0米的区域内，因此上限H_高上可取3.0米、下限H_高下可取2.5米。

S2、计算确定溅渣枪位H_枪，溅渣枪位H_枪包括上限H_枪上和下限H_枪下，计算公式如下：

H_高上＝[R-(H_液+H_枪下)×tanθ]×k÷tanθ 公式1a

H_高下＝[R-(H_液+H_枪上)×tanθ]×k÷tanθ 公式1b

公式1a和1b中：R为转炉熔池半径；H_液为转炉熔池深度；θ为氧枪喷头喷孔夹角，即氧枪喷孔射出气流与氧枪中心线的夹角。转炉砌筑好后，其熔池半径R也就确定，铁水密度为6.5吨/m³，装入量一定可以计算出转炉的熔池深度H_液，θ各厂不一样，但是为定值。在实施例中，修正系数k取值0.85。将攀钢3号转炉对应的R、H_液、θ值和k分别代入公式1a和公式1b，根据上限H_高上和下限H_高下，即可计算得到下限H_枪下和上限H_枪上。

或者，以溅渣枪位H_枪为自变量，以溅渣高度H_高为因变量，令溅渣枪位H_枪为常用高度，相应获得对应的溅渣高度，即建立转炉溅渣模型，如表1所示。

表1攀钢3号转炉溅渣模型

溅渣枪位H<sub>枪</sub>(米)	0.0	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0	3.5
									溅渣高度H<sub>高</sub>(米)	5.00	4.57	4.15	3.72	3.30	2.87	2.45	2.02

考虑到溅渣高度范围为2.5～3.0米，考虑操作误差，根据表1，选择溅渣枪位H_枪为2.5～3.0米，即上限H_枪上为3.0米、下限H_枪下为2.5米。

高枪位溅渣会出现明显的起渣慢、溅渣时间长，为此，溅渣护炉时先低枪位进行炉渣冷却。低枪位是指溅渣护炉规定的最低枪位，一般为枪位的下极限，由于枪位低，对炉渣的搅拌能力较强，对炉渣的冷确强度也最大。例如，将枪位控制在0.5～1.0米进行炉渣冷却。

当起渣后，将枪位放在上限H_枪上定点溅渣，即控制枪位于3.0米定点溅渣。一般地，在30秒到1分钟后，目视可判断炉口有少量渣粒开始出现，即可按上限H_枪上定点溅渣。

溅渣快结束或肉眼观察炉口完全没有渣粒时，再降低枪位至下限H_枪下或更低枪位。此时降低枪位，例如降至下极限，对炉内剩下的渣增加搅拌和冷确强度，为加冷料快速固渣做铺垫。

最后，加冷料后溅渣结束。通过一个月的试运行，将攀钢3号转炉的炉龄从10240炉升至11104炉，测厚结果如图5和图6所示，可见炉底并没有上涨，熔池的薄弱环节侵蚀加速现象有所改善，炉衬右边有明显增厚。

Claims

1.炼钢转炉溅渣护炉枪位控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、测量炉衬各部位的侵蚀情况，得出炉衬薄弱区域位置，确定需要溅渣区域的高度，即确定溅渣高度H_高，溅渣高度H_高包括上限H_高上和下限H_高下；

H_高＝[R-(H_液+H_枪)×tanθ]×k÷tanθ 公式1

公式1中：R为转炉熔池半径；H_液为转炉熔池深度；θ为氧枪喷孔夹角；k为修正系数，取值范围为0.7～0.8；

2.如权利要求1所述的炼钢转炉溅渣护炉枪位控制方法，其特征在于：步骤S2中，k的取值为0.7～0.8。

3.如权利要求2所述的炼钢转炉溅渣护炉枪位控制方法，其特征在于：步骤S2中，炼钢转炉为瘦长型炉型，k的取值为0.8；炼钢转炉为矮胖型炉型，k的取值为0.7。

4.如权利要求1、2或3所述的炼钢转炉溅渣护炉枪位控制方法，其特征在于：步骤S3中，溅渣护炉时，先按溅渣枪位低于下限H_枪下进行炉渣冷却；当起渣后，将溅渣枪位放在上限H_枪上定点溅渣；炉口的渣粒变少或完全没有时，降低枪位至下限H_枪下或更低枪位；最后，加冷料后结束溅渣。

5.如权利要求4所述的炼钢转炉溅渣护炉枪位控制方法，其特征在于：步骤S3中，溅渣护炉时，溅渣护炉时，先按溅渣护炉的下极限进行炉渣冷却；30秒到1分钟后，将溅渣枪位放在上限H_枪上定点溅渣；炉口的渣粒变少或完全没有时，降低枪位至下极限。