CN112430699B - 底喷粉转炉炉底和底吹砖协同热更换的长炉龄服役方法 - Google Patents

底喷粉转炉炉底和底吹砖协同热更换的长炉龄服役方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112430699B
CN112430699B CN202110103152.4A CN202110103152A CN112430699B CN 112430699 B CN112430699 B CN 112430699B CN 202110103152 A CN202110103152 A CN 202110103152A CN 112430699 B CN112430699 B CN 112430699B
Authority
CN
China
Prior art keywords
blowing
powder
spraying
bricks
furnace
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110103152.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112430699A (zh
Inventor
朱荣
胡绍岩
董凯
苏荣芳
李伟峰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzhou University
University of Science and Technology Beijing USTB
Original Assignee
Suzhou University
University of Science and Technology Beijing USTB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suzhou University, University of Science and Technology Beijing USTB filed Critical Suzhou University
Priority to CN202110103152.4A priority Critical patent/CN112430699B/zh
Publication of CN112430699A publication Critical patent/CN112430699A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112430699B publication Critical patent/CN112430699B/zh
Priority to US17/476,501 priority patent/US11667982B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/30—Regulating or controlling the blowing
    • C21C5/34—Blowing through the bath
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/42—Constructional features of converters
    • C21C5/46—Details or accessories
    • C21C5/4606—Lances or injectors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/30—Regulating or controlling the blowing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/42—Constructional features of converters
    • C21C5/44—Refractory linings
    • C21C5/441—Equipment used for making or repairing linings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/42—Constructional features of converters
    • C21C5/46—Details or accessories
    • C21C5/48—Bottoms or tuyéres of converters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/16—Introducing a fluid jet or current into the charge
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/18—Charging particulate material using a fluid carrier
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/16—Introducing a fluid jet or current into the charge
    • F27D2003/162—Introducing a fluid jet or current into the charge the fluid being an oxidant or a fuel
    • F27D2003/163—Introducing a fluid jet or current into the charge the fluid being an oxidant or a fuel the fluid being an oxidant
    • F27D2003/164—Oxygen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/16—Introducing a fluid jet or current into the charge
    • F27D2003/168—Introducing a fluid jet or current into the charge through a lance

Abstract

本发明的实施例公开底喷粉转炉炉底和底吹砖协同热更换的长炉龄服役方法，属于底喷粉转炉炼钢技术领域。本发明根据底喷粉转炉的设备特征、工艺特点和侵蚀特性，对底吹喷粉砖的设计、布置、安装、使用、维护和更换进行系统优化和提升，配合底吹砖侵蚀高度自动检测技术，协同使用底吹喷粉砖热更换和炉底热更换，既能延长单块底吹喷粉砖的使用寿命，也能使底喷粉转炉的整体炉龄大幅增长，由现有技术的1000~3000炉增加至6000~10000炉，使底喷粉转炉的炉龄与常规转炉相当，具备大规模工程应用的条件。

Description

底喷粉转炉炉底和底吹砖协同热更换的长炉龄服役方法
技术领域
本发明属于底喷粉转炉炼钢技术领域，尤其涉及底喷粉转炉炉底和底吹砖协同热更换的长炉龄服役方法。
背景技术
转炉炼钢是目前世界上最主要的炼钢方法之一，常规转炉炼钢采用顶吹超音速氧气射流、底吹小流量惰性气体的吹炼方法，炼钢所需的石灰全部以块状形式由炉口加入。由于这种吹炼方法的熔池搅拌强度小、块状石灰化渣慢，常规转炉炼钢的冶金反应动力学条件较差，从而导致原辅料消耗高、钢水纯净度差，故而这种吹炼方法既增加了炼钢成本，也影响了钢水质量。
而与上述的常规转炉炼钢相比，底喷粉转炉则是以氧化性气体为载气将炼钢所需石灰以粉剂形式由转炉底部直接喷入熔池的先进炼钢方法，这种吹练方法的底吹搅拌强度远高于上述的常规转炉，而且氧化性气体和粉剂直接喷入熔池，也显著增大了气-固-液三相反应界面积，改善了冶金反应动力学条件，能够在降低炼钢原辅料消耗的同时提升钢水纯净度，高效率低成本地冶炼得到低碳、低磷、低氧、低氮的纯净钢水。显然，底喷粉转炉拥有比常规转炉更优异的冶金效果。
然而，长期以来底喷粉转炉炼钢并未得到大规模工程应用，其根本原因在于底吹氧化性气体和粉剂会带来底喷粉转炉炉底的高温、高氧化性和剧烈冲刷的技术缺陷，炉底侵蚀速率加剧，寿命缩短，延长底喷粉转炉的炉龄是推动这一先进炼钢工艺大规模推广应用的关键。
目前，底喷粉转炉炼钢所用的喷枪为双层套管结构，内层管为输粉管，用于输送高压高速粉气流，内层管和外层管之间的通道为环缝管，环缝管内喷吹冷却保护气体，喷枪外围包裹耐火材料制成底吹喷粉砖。在底喷粉转炉炼钢过程中，底吹喷粉砖周围服役条件最为恶劣，侵蚀速率最快，将逐渐形成以底吹喷粉砖为中心的倒锥形凹坑。
而在现有技术条件下，一旦倒锥形凹坑最深处达到甚至超过炉底的安全下限位置，为了防止漏钢只能结束炉役，重新砌筑，造成底喷粉转炉的实际炉龄远低于常规转炉，难以得到大规模推广应用。
发明内容
本发明解决的技术问题是在底喷粉转炉炼钢过程中，将逐渐形成以底吹喷粉砖为中心的倒锥形凹坑，一旦倒锥形凹坑最深处达到甚至超过炉底的安全下限位置，为了防止漏钢只能结束炉役，重新砌筑，造成底喷粉转炉的实际炉龄远低于常规转炉，难以得到大规模推广应用。
为解决上述技术问题，本发明基于前期已开展的底喷粉转炉工程实践经验提出底喷粉转炉炉底和底吹砖协同热更换的长炉龄服役方法，根据底喷粉转炉的设备特征、工艺特点和侵蚀特性，对底吹喷粉砖的设计、布置、安装、使用、维护和更换进行系统优化和提升，配合底吹砖侵蚀高度自动检测技术，协同使用底吹喷粉砖热更换和炉底热更换，实现底喷粉转炉的长炉龄服役。
本发明采用如下技术方案：
一种底喷粉转炉炉底和底吹砖协同热更换的长炉龄服役方法，所述底喷粉转炉炉底为若干个单独拆卸和更换的炉底；在所述底喷粉转炉炉底砌筑时，选取第一炉底，所述第一炉底上预砌有N组底吹座砖，所述N组底吹座砖为实心；砌筑完成后，将所述第一炉底和转炉炉身进行装配，然后开始利用高马赫数、小倾角的顶吹氧枪进行吹氧炼钢；
直至第一炉底耐火材料妥善烧结后，利用钻孔机将第一组底吹座砖的每个底吹座砖钻通形成一个孔道，每个所述孔道内装入一个底吹喷粉砖并利用耐火材料填充所述孔道与所述底吹喷粉砖之间的缝隙，多个孔道内的多个底吹喷粉砖组成第一组底吹喷粉砖，之后开始采用顶吹氧气、底吹喷粉的方式进行炼钢；
随着冶炼炉数的增加，会有底吹喷粉砖被逐渐侵蚀，当该底吹喷粉砖被侵蚀至报警位置时，发出报警信号，此时该发生报警的底吹喷粉砖停止喷粉，并利用耐火材料将该发生报警的底吹喷粉砖的输粉管堵塞，保留发生报警底吹喷粉砖的环缝管通气，其余未发生报警的底吹喷粉砖正常工作；直至当发生报警的底吹喷粉砖数量达到该组底吹喷粉砖总数的一半时，该组底吹喷粉砖全部停止喷粉，并利用耐火材料将该组底吹喷粉砖的输粉管全部堵塞，保留环缝管通气；
继续吹氧炼钢，增加溅渣护炉和炉底维护频次，控制炉底高度上涨至比初始砌筑高度高50~100mm；然后利用钻孔机将第二组底吹座砖的每个底吹座砖钻通，第二组底吹喷粉砖的安装方式与第一组底吹喷粉砖相同，安装完成后继续炼钢，第二组底吹喷粉砖报警后的处置方式与第一组相同；
直至第N组底吹座砖服役结束后，将第一炉底拆下，更换第二炉底，第二炉底的砌筑方法和使用方法与第一炉底一致，第二炉底服役结束后更换第三炉底，直至转炉炉身的耐火材料被侵蚀至下限时，底喷粉转炉的炉役结束，炉身重新砌筑，再次更换第一炉底，重复上述步骤。
优选地，安装所述底吹喷粉砖之前需测量炉底高度，根据炉底高度确定底吹喷粉砖的长度，确保安装之后底吹喷粉砖的上端面比炉底高50~100mm；每一组底吹喷粉砖安装完成之后，在转炉炉底铺一层焦炭，利用顶吹氧枪吹氧使焦炭燃烧，待炉衬表面粘附的炉渣熔化形成流动熔渣之后，停止吹氧，转炉反复地前后倾动，利用流动熔渣进一步填充底吹喷粉砖与底吹座砖之间的缝隙，并粘附在底吹喷粉砖周围形成保护层，然后开始采用顶吹氧气、底吹喷粉的方式进行炼钢。
优选地，第一炉底上使用的底吹喷粉砖的输粉管内径为D，其余炉底上使用的底吹喷粉砖的输粉管内径为0.7D~0.95D；砌筑在转炉炉底的底吹座砖之间互相间隔的距离不小于40D，底吹座砖与炉底和炉身接缝之间的距离不小于30D。
优选地，所述底吹喷粉砖的输粉管内径D为10~30mm，每个底吹喷粉砖的喷粉流量为20~200kg/min。
优选地，每个底吹喷粉砖的内部都预埋多支毛细金属管，所述多支毛细金属管的上端分别埋在每个底吹喷粉砖内部的不同高度位置，出口被该底吹喷粉砖堵住，所述多支毛细金属管的下端与气源相连；当该底吹喷粉砖被侵蚀至某一支毛细金属管端部所在的高度位置时，该支毛细金属管端部由堵变通，该支毛细金属管的管内气体流通，检测系统检测到气体流量，发出报警信号，从而自动检测出该底吹喷粉砖的侵蚀高度。
优选地，所述N组底吹座砖的组数N不少于2组，每一组底吹座砖不少于2块。
优选地，所述的长炉龄服役方法使得底喷粉转炉的炉龄从传统的1000~3000炉增加至6000~10000炉。
本发明实施例提供的上述技术方案，至少具有如下有益效果：
（1）本发明在炉底预埋多组底吹座砖，且底吹座砖之间间隔一定距离，避免底吹喷粉砖的侵蚀凹坑互相重叠，多组底吹座砖顺序启用，每一个炉底的服役寿命成倍增加；
（2）本发明的底吹喷粉砖安装之后，利用炉内的流动熔渣有效填补缝隙并形成初始保护层，有助于延长底吹喷粉砖的使用寿命，避免钢水由缝隙渗出；
（3）本发明的底吹喷粉砖报警后，无需钻孔取出，只需将输粉管堵塞，保留环缝管通气，底吹喷粉砖可作为普通透气砖继续使用，既能节约钻孔成本，又能为熔池提供额外搅拌；
（4）本发明的多组底吹座砖全部失效后，只要炉身尚未侵蚀至下限，底喷粉转炉便可通过炉底热更换方式继续服役，底吹座砖位置和底吹喷粉砖输粉管的优化设计可以减轻对炉底炉身接缝这一薄弱位置的损伤，确保新炉底的使用寿命；
（5）采用本发明之后，底喷粉转炉的炉龄可成倍增加，由现有技术的1000~3000炉大幅增加至6000~10000炉，使底喷粉转炉的炉龄与常规转炉相当，具备大规模工程应用的条件。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所 需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明 的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明转炉炉身与炉底的装配示意图；
图2为本发明底吹喷粉砖的结构示意图；
图3为本发明实施例1的炉底砌筑示意图；
图4为本发明实施例2的炉底砌筑示意图。
附图标记说明如下：
1、转炉炉身；
2、转炉炉底；
3、炉底与炉身的接缝；
4、底吹座砖；
5、底吹喷粉砖；
5-1、输粉管；
5-2、环缝管；
5-3、毛细金属管。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明提供一种底喷粉转炉炉底和底吹砖协同热更换的长炉龄服役方法，所述底喷粉转炉炉底为若干个单独拆卸和更换的炉底；在所述底喷粉转炉炉底砌筑时，选取第一炉底，所述第一炉底上预砌有N组底吹座砖，所述N组底吹座砖为实心；砌筑完成后，将所述第一炉底和转炉炉身进行装配，然后开始利用高马赫数、小倾角的顶吹氧枪进行吹氧炼钢；
直至第一炉底耐火材料妥善烧结后，利用钻孔机将第一组底吹座砖的每个底吹座砖钻通形成一个孔道，每个所述孔道内装入一个底吹喷粉砖并利用耐火材料填充所述孔道与所述底吹喷粉砖之间的缝隙，多个孔道内的多个底吹喷粉砖组成第一组底吹喷粉砖，之后开始采用顶吹氧气、底吹喷粉的方式进行炼钢；
随着冶炼炉数的增加，会有底吹喷粉砖被逐渐侵蚀，当该底吹喷粉砖被侵蚀至报警位置时，发出报警信号，此时该发生报警的底吹喷粉砖停止喷粉，并利用耐火材料将该发生报警的底吹喷粉砖的输粉管堵塞，保留发生报警底吹喷粉砖的环缝管通气，其余未发生报警的底吹喷粉砖正常工作；直至当发生报警的底吹喷粉砖数量达到该组底吹喷粉砖总数的一半时，该组底吹喷粉砖全部停止喷粉，并利用耐火材料将该组底吹喷粉砖的输粉管全部堵塞，保留环缝管通气；
继续吹氧炼钢，增加溅渣护炉和炉底维护频次，控制炉底高度上涨至比初始砌筑高度高50~100mm；然后利用钻孔机将第二组底吹座砖的每个底吹座砖钻通，第二组底吹喷粉砖的安装方式与第一组底吹喷粉砖相同，安装完成后继续炼钢，第二组底吹喷粉砖报警后的处置方式与第一组相同；
直至第N组底吹座砖服役结束后，将第一炉底拆下，更换第二炉底，第二炉底的砌筑方法和使用方法与第一炉底一致，第二炉底服役结束后更换第三炉底，直至转炉炉身的耐火材料被侵蚀至下限时，底喷粉转炉的炉役结束，炉身重新砌筑，再次更换第一炉底，重复上述步骤。
特别地，安装所述底吹喷粉砖之前需测量炉底高度，根据炉底高度确定底吹喷粉砖的长度，确保安装之后底吹喷粉砖的上端面比炉底高50~100mm；每一组底吹喷粉砖安装完成之后，在转炉炉底铺一层焦炭，利用顶吹氧枪吹氧使焦炭燃烧，待炉衬表面粘附的炉渣熔化形成流动熔渣之后，停止吹氧，转炉反复地前后倾动，利用流动熔渣进一步填充底吹喷粉砖与底吹座砖之间的缝隙，并粘附在底吹喷粉砖周围形成保护层，然后开始采用顶吹氧气、底吹喷粉的方式进行炼钢。
特别地，第一炉底上使用的底吹喷粉砖的输粉管内径为D，其余炉底上使用的底吹喷粉砖的输粉管内径为0.7D~0.95D；砌筑在转炉炉底的底吹座砖之间互相间隔的距离不小于40D，底吹座砖与炉底和炉身接缝之间的距离不小于30D。
特别地，所述底吹喷粉砖的输粉管内径D为10~30mm，每个底吹喷粉砖的喷粉流量为20~200kg/min。
特别地，每个底吹喷粉砖的内部都预埋多支毛细金属管，所述多支毛细金属管的上端分别埋在每个底吹喷粉砖内部的不同高度位置，出口被该底吹喷粉砖堵住，所述多支毛细金属管的下端与气源相连；当该底吹喷粉砖被侵蚀至某一支毛细金属管端部所在的高度位置时，该支毛细金属管端部由堵变通，该支毛细金属管的管内气体流通，检测系统检测到气体流量，发出报警信号，从而自动检测出该底吹喷粉砖的侵蚀高度。
特别地，所述N组底吹座砖的组数N不少于2组，每一组底吹座砖不少于2块。
特别地，所述的长炉龄服役方法使得底喷粉转炉的炉龄从传统的1000~3000炉增加至6000~10000炉。
具体底喷粉转炉炉底和底吹砖协同热更换的长炉龄服役方法结合以下实施例和附图进行说明：
实施例1
本发明应用在某钢厂120吨底喷粉转炉上，该转炉的炉底可单独拆卸和安装，在转炉砌筑时，第一炉底上预砌4组底吹座砖，每组包括2块底吹座砖，底吹座砖互相间隔距离不小于1000mm，底吹座砖距离炉底炉身接缝不小于600mm。砌筑完成后，第一炉底和炉身装配，开始利用马赫数为2.10、倾角为11.5°的顶吹氧枪进行吹氧炼钢。
吹炼100炉后，炉底耐火材料妥善烧结，选取第一组底吹座砖，利用钻孔机将底吹座砖钻通，安装底吹喷粉砖之前测量炉底高度，根据炉底高度确定底吹喷粉砖的长度，确保安装之后底吹喷粉砖的上端面比炉底高50~100mm；将输粉管内径为20mm的底吹喷粉砖装入底吹座砖的孔道内并利用耐火材料填充缝隙；
完成2块底吹喷粉砖的安装之后，在转炉炉底铺一层焦炭，利用顶吹氧枪吹氧使焦炭燃烧，待炉衬表面粘附的炉渣熔化形成流动炉渣之后，停止吹氧，转炉反复地前后倾动，利用流动熔渣填充底吹喷粉砖与底吹座砖之间的缝隙，并粘附在底吹喷粉砖周围形成保护层，然后开始采用顶吹氧气、底吹喷粉的方式进行炼钢。此时选用顶吹氧枪的马赫数为1.98，倾角为12.5°，每块底吹喷粉砖的喷粉流量为120kg/min，2块底吹喷粉砖的最大喷粉流量为240kg/min，载气流量为2700Nm3/h。
随着冶炼炉数的增加，底吹喷粉砖逐渐侵蚀，当冶炼炉数达到1280炉时，其中一块底吹喷粉砖侵蚀深度达到400mm，预埋在底吹喷粉砖内的毛细金属管端部被烧开，给出报警信号，该组底吹喷粉砖全部停止喷粉，并利用耐火材料将该组底吹喷粉砖的输粉管全部堵塞，保留环缝管通气，每块底吹喷粉砖的环缝管吹气流量为20~200Nm3/h。
继续吹氧炼钢，增加溅渣护炉和炉底维护频次，控制炉底高度上涨至比初始砌筑高度高50~100mm；然后利用钻孔机将第二组底吹座砖钻通，第二组底吹喷粉砖的安装方式与第一组相同，安装完成后继续炼钢，底吹喷粉砖报警后的处置方式与第一组相同；待第4组底吹座砖服役结束后，将第一炉底拆下，更换第二炉底，此时共计冶炼4216炉钢。
第二炉底的砌筑方法和使用方法与第一炉底相同，第二炉底使用的底吹喷粉砖的输粉管内径为18mm。利用第二炉底冶炼3801炉后，发现炉身耐火材料侵蚀至下限，底喷粉转炉的本炉役结束，本炉役实际炉龄为8017炉。
实施例2
本发明应用在某钢厂300吨底喷粉转炉上，该转炉的炉底可单独拆卸和安装，在转炉砌筑时，第一炉底上预砌3组底吹座砖，每组包括4块底吹座砖，底吹座砖互相间隔距离不小于1000mm，底吹座砖距离炉底炉身接缝不小于800mm。砌筑完成后，第一炉底和炉身装配，开始利用马赫数为2.10、倾角为14.5°的顶吹氧枪进行吹氧炼钢。
吹炼210炉后，炉底耐火材料妥善烧结，选取第一组底吹座砖，利用钻孔机将底吹座砖钻通，安装底吹喷粉砖之前测量炉底高度，根据炉底高度确定底吹喷粉砖的长度，确保安装之后底吹喷粉砖的上端面比炉底高50~100mm；将输粉管内径为24mm的底吹喷粉砖装入底吹座砖的孔道内并利用耐火材料填充缝隙；
完成4块底吹喷粉砖的安装之后，在转炉炉底铺一层焦炭，利用顶吹氧枪吹氧使焦炭燃烧，待炉衬表面粘附的炉渣熔化形成流动炉渣之后，停止吹氧，转炉反复地前后倾动，利用流动熔渣填充底吹喷粉砖与底吹座砖之间的缝隙，并粘附在底吹喷粉砖周围形成保护层，然后开始采用顶吹氧气、底吹喷粉的方式进行炼钢。此时选用顶吹氧枪的马赫数为2.0，倾角为16°，每块底吹喷粉砖的喷粉流量为150kg/min，4块底吹喷粉砖的最大喷粉流量为600kg/min，载气流量为6000Nm3/h。
随着冶炼炉数的增加，底吹喷粉砖逐渐侵蚀，当冶炼炉数达到1960炉时，其中一块底吹喷粉砖侵蚀深度达到600mm，预埋在底吹喷粉砖内的毛细金属管端部被烧开，给出报警信号，该底吹喷粉砖立即停止喷粉，同时利用耐火材料将底吹喷粉砖的输粉管堵塞，保留环缝管通气，其余底吹喷粉砖正常工作。
当冶炼炉数达到2001炉时，第二块底吹喷粉砖报警，该组底吹喷粉砖全部停止喷粉，并利用耐火材料将该组底吹喷粉砖的输粉管全部堵塞，保留环缝管通气，每块底吹喷粉砖的环缝管吹气流量为30~300Nm3/h。
继续吹氧炼钢，增加溅渣护炉和炉底维护频次，控制炉底高度上涨至比初始砌筑高度高50~100mm；然后利用钻孔机将第二组底吹座砖钻通，第二组底吹喷粉砖的安装方式与第一组相同，安装完成后继续炼钢，底吹喷粉砖报警后的处置方式与第一组相同；待第3组底吹座砖服役结束后，将第一炉底拆下，更换第二炉底，此时共计冶炼5523炉钢。
第二炉底的砌筑方法和使用方法与第一炉底相同，第二炉底使用的底吹喷粉砖的输粉管内径为22mm。利用第二炉底冶炼4001炉后，发现炉身耐火材料侵蚀至下限，底喷粉转炉的本炉役结束，本炉役实际炉龄为9524炉。
实施例3
本发明应用在某钢厂350吨底喷粉转炉上，该转炉的炉底可单独拆卸和安装，在转炉砌筑时，第一炉底上预砌2组底吹座砖，每组包括4块底吹座砖，底吹座砖互相间隔距离不小于1200mm，底吹座砖距离炉底炉身接缝不小于1000mm。砌筑完成后，第一炉底和炉身装配，开始利用马赫数为2.10、倾角为15°的顶吹氧枪进行吹氧炼钢。
吹炼300炉后，炉底耐火材料妥善烧结，选取第一组底吹座砖，利用钻孔机将底吹座砖钻通，安装底吹喷粉砖之前测量炉底高度，根据炉底高度确定底吹喷粉砖的长度，确保安装之后底吹喷粉砖的上端面比炉底高50~100mm；将输粉管内径为28mm的底吹喷粉砖装入底吹座砖的孔道内并利用耐火材料填充缝隙；
完成4块底吹喷粉砖的安装之后，在转炉炉底铺一层焦炭，利用顶吹氧枪吹氧使焦炭燃烧，待炉衬表面粘附的炉渣熔化形成流动炉渣之后，停止吹氧，转炉反复地前后倾动，利用流动熔渣填充底吹喷粉砖与底吹座砖之间的缝隙，并粘附在底吹喷粉砖周围形成保护层，然后开始采用顶吹氧气、底吹喷粉的方式进行炼钢。此时选用顶吹氧枪的马赫数为2.0，倾角为16.5°，每块底吹喷粉砖的喷粉流量为180kg/min，4块底吹喷粉砖的最大喷粉流量为720kg/min，载气流量为8000Nm3/h。
随着冶炼炉数的增加，底吹喷粉砖逐渐侵蚀，当冶炼炉数达到1780炉时，其中一块底吹喷粉砖侵蚀深度达到600mm，预埋在底吹喷粉砖内的毛细金属管端部被烧开，给出报警信号，该底吹喷粉砖立即停止喷粉，同时利用耐火材料将底吹喷粉砖的输粉管堵塞，保留环缝管通气，其余底吹喷粉砖正常工作。
当冶炼炉数达到1920炉时，第二块底吹喷粉砖报警，该组底吹喷粉砖全部停止喷粉，并利用耐火材料将该组底吹喷粉砖的输粉管全部堵塞，保留环缝管通气，每块底吹喷粉砖的环缝管吹气流量为40~400Nm3/h。
继续吹氧炼钢，增加溅渣护炉和炉底维护频次，控制炉底高度上涨至比初始砌筑高度高50~100mm；然后利用钻孔机将第二组底吹座砖钻通，第二组底吹喷粉砖的安装方式与第一组相同，安装完成后继续炼钢，底吹喷粉砖报警后的处置方式与第一组相同；待第3组底吹座砖服役结束后，将第一炉底拆下，更换第二炉底，此时共计冶炼3790炉钢。
第二炉底的砌筑方法和使用方法与第一炉底相同，第二炉底使用的底吹喷粉砖的输粉管内径为26mm。利用第二炉底冶炼3350炉后，发现炉身耐火材料侵蚀至下限，底喷粉转炉的本炉役结束，本炉役实际炉龄为7140炉。
实施例4
本发明应用在某钢厂50吨底喷粉转炉上，该转炉的炉底可单独拆卸和安装，在转炉砌筑时，第一炉底上预砌3组底吹座砖，每组包括2块底吹座砖，底吹座砖互相间隔距离不小于1000mm，底吹座砖距离炉底炉身接缝不小于450mm。砌筑完成后，第一炉底和炉身装配，开始利用马赫数为2.02、倾角为10.5°的顶吹氧枪进行吹氧炼钢。
吹炼100炉后，炉底耐火材料妥善烧结，选取第一组底吹座砖，利用钻孔机将底吹座砖钻通，安装底吹喷粉砖之前测量炉底高度，根据炉底高度确定底吹喷粉砖的长度，确保安装之后底吹喷粉砖的上端面比炉底高50~100mm；将输粉管内径为14mm的底吹喷粉砖装入底吹座砖的孔道内并利用耐火材料填充缝隙；
完成2块底吹喷粉砖的安装之后，在转炉炉底铺一层焦炭，利用顶吹氧枪吹氧使焦炭燃烧，待炉衬表面粘附的炉渣熔化形成流动炉渣之后，停止吹氧，转炉反复地前后倾动，利用流动熔渣填充底吹喷粉砖与底吹座砖之间的缝隙，并粘附在底吹喷粉砖周围形成保护层，然后开始采用顶吹氧气、底吹喷粉的方式进行炼钢。此时选用顶吹氧枪的马赫数为1.98，倾角为11.5°，每块底吹喷粉砖的喷粉流量为40kg/min，2块底吹喷粉砖的最大喷粉流量为80kg/min，载气流量为1000Nm3/h。
随着冶炼炉数的增加，底吹喷粉砖逐渐侵蚀，当冶炼炉数达到1160炉时，其中一块底吹喷粉砖侵蚀深度达到350mm，预埋在底吹喷粉砖内的毛细金属管端部被烧开，给出报警信号，该组底吹喷粉砖全部停止喷粉，并利用耐火材料将该组底吹喷粉砖的输粉管全部堵塞，保留环缝管通气，每块底吹喷粉砖的环缝管吹气流量为15~150Nm3/h。
继续吹氧炼钢，增加溅渣护炉和炉底维护频次，控制炉底高度上涨至比初始砌筑高度高50~100mm；然后利用钻孔机将第二组底吹座砖钻通，第二组底吹喷粉砖的安装方式与第一组相同，安装完成后继续炼钢，底吹喷粉砖报警后的处置方式与第一组相同；待第3组底吹座砖服役结束后，将第一炉底拆下，更换第二炉底，此时共计冶炼3179炉钢。
第二炉底的砌筑方法和使用方法与第一炉底相同，第二炉底使用的底吹喷粉砖的输粉管内径为13mm。利用第二炉底冶炼2939炉后，第二炉底的3组底吹座砖全部服役结束，将第二炉底拆下，更换第三炉底。第三炉底的砌筑方法和使用方法与第一炉底相同，第三炉底使用的底吹喷粉砖的输粉管内径为13mm。利用第三炉底冶炼2691炉后，发现炉身耐火材料侵蚀至下限，底喷粉转炉的本炉役结束，本炉役实际炉龄为8809炉。
综上可见，本发明实施例提供的上述技术方案，至少具有如下有益效果：
（1）本发明在炉底预埋多组底吹座砖，且底吹座砖之间间隔一定距离，避免底吹喷粉砖的侵蚀凹坑互相重叠，多组底吹座砖顺序启用，每一个炉底的服役寿命成倍增加；
（2）本发明的底吹喷粉砖安装之后，利用炉内的流动熔渣有效填补缝隙并形成初始保护层，有助于延长底吹喷粉砖的使用寿命，避免钢水由缝隙渗出；
（3）本发明的底吹喷粉砖报警后，无需钻孔取出，只需将输粉管堵塞，保留环缝管通气，底吹喷粉砖可作为普通透气砖继续使用，既能节约钻孔成本，又能为熔池提供额外搅拌；
（4）本发明的多组底吹座砖全部失效后，只要炉身尚未侵蚀至下限，底喷粉转炉便可通过炉底热更换方式继续服役，底吹座砖位置和底吹喷粉砖输粉管的优化设计可以减轻对炉底炉身接缝这一薄弱位置的损伤，确保新炉底的使用寿命；
（5）采用本发明之后，底喷粉转炉的炉龄可成倍增加，由现有技术的1000~3000炉大幅增加至6000~10000炉，使底喷粉转炉的炉龄与常规转炉相当，具备大规模工程应用的条件。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种底喷粉转炉炉底和底吹砖协同热更换的长炉龄服役方法，其特征在于，所述底喷粉转炉炉底为若干个单独拆卸和更换的炉底；在所述底喷粉转炉炉底砌筑时，选取第一炉底，所述第一炉底上预砌有N组底吹座砖，所述N组底吹座砖为实心；砌筑完成后，将所述第一炉底和转炉炉身进行装配，然后开始利用高马赫数、小倾角的顶吹氧枪进行吹氧炼钢；
直至第一炉底耐火材料妥善烧结后，利用钻孔机将第一组底吹座砖的每个底吹座砖钻通形成一个孔道，每个所述孔道内装入一个底吹喷粉砖并利用耐火材料填充所述孔道与所述底吹喷粉砖之间的缝隙，多个孔道内的多个底吹喷粉砖组成第一组底吹喷粉砖，之后开始采用顶吹氧气、底吹喷粉的方式进行炼钢；
随着冶炼炉数的增加，会有底吹喷粉砖被逐渐侵蚀，当该底吹喷粉砖被侵蚀至报警位置时，发出报警信号，此时该发生报警的底吹喷粉砖停止喷粉，并利用耐火材料将该发生报警的底吹喷粉砖的输粉管堵塞，保留发生报警底吹喷粉砖的环缝管通气，其余未发生报警的底吹喷粉砖正常工作；直至当发生报警的底吹喷粉砖数量达到该组底吹喷粉砖总数的一半时，该组底吹喷粉砖全部停止喷粉，并利用耐火材料将该组底吹喷粉砖的输粉管全部堵塞，保留环缝管通气；
继续吹氧炼钢，增加溅渣护炉和炉底维护频次，控制炉底高度上涨至比初始砌筑高度高50~100mm；然后利用钻孔机将第二组底吹座砖的每个底吹座砖钻通，第二组底吹喷粉砖的安装方式与第一组底吹喷粉砖相同，安装完成后继续炼钢，第二组底吹喷粉砖报警后的处置方式与第一组相同；
直至第N组底吹座砖服役结束后，将第一炉底拆下，更换第二炉底，第二炉底的砌筑方法和使用方法与第一炉底一致，第二炉底服役结束后更换第三炉底，直至转炉炉身的耐火材料被侵蚀至下限时，底喷粉转炉的炉役结束，炉身重新砌筑，再次更换第一炉底，重复上述步骤。
2.根据权利要求1所述的长炉龄服役方法，其特征在于，安装所述底吹喷粉砖之前需测量炉底高度，根据炉底高度确定底吹喷粉砖的长度，确保安装之后底吹喷粉砖的上端面比炉底高50~100mm；每一组底吹喷粉砖安装完成之后，在转炉炉底铺一层焦炭，利用顶吹氧枪吹氧使焦炭燃烧，待炉衬表面粘附的炉渣熔化形成流动熔渣之后，停止吹氧，转炉反复地前后倾动，利用流动熔渣进一步填充底吹喷粉砖与底吹座砖之间的缝隙，并粘附在底吹喷粉砖周围形成保护层，然后开始采用顶吹氧气、底吹喷粉的方式进行炼钢。
3.根据权利要求1所述的长炉龄服役方法，其特征在于，第一炉底上使用的底吹喷粉砖的输粉管内径为D，其余炉底上使用的底吹喷粉砖的输粉管内径为0.7D~0.95D；砌筑在转炉炉底的底吹座砖之间互相间隔的距离不小于40D，底吹座砖与炉底和炉身接缝之间的距离不小于30D。
4.根据权利要求3所述的长炉龄服役方法，其特征在于，所述底吹喷粉砖的输粉管内径D为10~30mm，每个底吹喷粉砖的喷粉流量为20~200kg/min。
5.根据权利要求1所述的长炉龄服役方法，其特征在于，每个底吹喷粉砖的内部都预埋多支毛细金属管，所述多支毛细金属管的上端分别埋在每个底吹喷粉砖内部的不同高度位置，出口被该底吹喷粉砖堵住，所述多支毛细金属管的下端与气源相连；当该底吹喷粉砖被侵蚀至某一支毛细金属管端部所在的高度位置时，该支毛细金属管端部由堵变通，该支毛细金属管的管内气体流通，检测系统检测到气体流量，发出报警信号，从而自动检测出该底吹喷粉砖的侵蚀高度。
6.根据权利要求1所述的长炉龄服役方法，其特征在于，所述N组底吹座砖的组数N不少于2组，每一组底吹座砖不少于2块。
7.根据权利要求1所述的长炉龄服役方法，其特征在于，所述的长炉龄服役方法使得底喷粉转炉的炉龄从传统的1000~3000炉增加至6000~10000炉。
CN202110103152.4A 2021-01-26 2021-01-26 底喷粉转炉炉底和底吹砖协同热更换的长炉龄服役方法 Active CN112430699B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110103152.4A CN112430699B (zh) 2021-01-26 2021-01-26 底喷粉转炉炉底和底吹砖协同热更换的长炉龄服役方法
US17/476,501 US11667982B2 (en) 2021-01-26 2021-09-16 Long-life service method for powder-bottom-injecting converter based on collaborative hot replacement of furnace bottom and bottom purging brick

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110103152.4A CN112430699B (zh) 2021-01-26 2021-01-26 底喷粉转炉炉底和底吹砖协同热更换的长炉龄服役方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112430699A CN112430699A (zh) 2021-03-02
CN112430699B true CN112430699B (zh) 2021-04-16

Family

ID=74697263

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110103152.4A Active CN112430699B (zh) 2021-01-26 2021-01-26 底喷粉转炉炉底和底吹砖协同热更换的长炉龄服役方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11667982B2 (zh)
CN (1) CN112430699B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11953490B2 (en) * 2019-08-29 2024-04-09 ExxonMobil Technology and Engineering Company Age differentiation of Late Cretaceous-Tertiary sourced oils
CN113621753B (zh) * 2021-07-30 2022-11-18 中冶赛迪工程技术股份有限公司 一种直流电弧炉底电极及底吹协同炼钢的装置和方法
CN113930578B (zh) * 2021-08-30 2022-08-09 山东钢铁集团日照有限公司 一种转炉底吹透气砖优化方法
CN114196796A (zh) * 2021-12-06 2022-03-18 山西太钢不锈钢股份有限公司 一种大流量顶底复吹转炉热更换炉底的方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL296346A (zh) * 1962-08-07
US3839017A (en) * 1972-01-04 1974-10-01 Pennsylvania Engineering Corp Apparatus and method for converting impure ferrous metal to steel
US3829960A (en) * 1972-05-25 1974-08-20 Steel Corp Method of making a removable bottom for a steelmaking furnace from preformed refractory shapes
US3802684A (en) * 1972-08-29 1974-04-09 Steel Corp Tuyere construction
US3912243A (en) * 1973-04-04 1975-10-14 Berry Metal Co Apparatus and process for refining hot metal to steel
JPS6086206A (ja) * 1983-10-14 1985-05-15 Nippon Steel Corp 溶融金属容器羽口の閉塞装置
JPH0762165B2 (ja) * 1987-03-25 1995-07-05 日新製鋼株式会社 耐火物製単管吹き込みノズル
JPH07316624A (ja) * 1994-05-18 1995-12-05 Shinagawa Refract Co Ltd 底吹き又は複合吹錬用転炉炉底の熱間補修方法及びその炉底補修構造
CN102305552B (zh) * 2011-08-16 2013-11-13 东北大学 钢包底吹喷粉漏钢检测装置及漏钢检测方法
CN106702073A (zh) * 2015-11-17 2017-05-24 鞍钢股份有限公司 一种转炉底吹元件热更换方法
CN107502702B (zh) * 2017-08-10 2018-05-22 北京科技大学 一种全废钢电弧炉洁净化快速冶炼方法
CN208562438U (zh) * 2018-06-08 2019-03-01 新冶高科技集团有限公司 一种底喷粉供气元件报警装置
CN109371195B (zh) * 2018-10-29 2020-11-06 甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司 一种与炉役同步转炉底喷粉枪的制作装配方法
CN109234490B (zh) * 2018-11-07 2020-06-26 北京科技大学 一种提钒-脱碳双联转炉高效长寿喷吹方法及系统
CN110184407A (zh) * 2019-06-04 2019-08-30 甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司 一种系统提升转炉底喷使用寿命的方法
CN110396568A (zh) * 2019-08-23 2019-11-01 鞍山市和丰耐火材料有限公司 一种配合降低转炉终点碳氧积的超大型整体式供气砖

Also Published As

Publication number Publication date
US11667982B2 (en) 2023-06-06
US20220235427A1 (en) 2022-07-28
CN112430699A (zh) 2021-03-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112430699B (zh) 底喷粉转炉炉底和底吹砖协同热更换的长炉龄服役方法
CN103468863A (zh) 电弧炉顶底吹炼系统和采用该系统的冶炼工艺
CN107083469A (zh) 降低炼钢转炉炉底的方法
CN206887148U (zh) 一种炼钢用转炉炉底
CN106702073A (zh) 一种转炉底吹元件热更换方法
CN110184412B (zh) 一种更换转炉底吹座砖的方法
US4302244A (en) Steel conversion method
CN214115611U (zh) 一种转炉炉底用可更换供气保护系统的装置
CN104928474A (zh) 一种延长澳斯麦特炉喷枪使用寿命的方法
EP1957681B1 (en) Snorkels for vacuum degassing of steel
CN110578033B (zh) 一种转炉底吹更换的方法
CN203625419U (zh) Rh精炼炉用浸渍管
JP2018104813A (ja) 転炉型精錬炉の操業方法
CN114985715B (zh) 多组透气砖钢包设备和钢包冶炼控制方法
CN212894798U (zh) 一种熔融还原工艺脱硫增碳复合喷枪
JP2544719Y2 (ja) 溶融金属容器のガス吹込みノズルの羽口構造
CN103045807B (zh) 真空循环脱气插入管
CN218778971U (zh) 一种rh真空槽炉底砖砌筑结构
CN101706200B (zh) 一种电弧炉耐火材料的养护方法及系统
CN108624738B (zh) 一种梅花桩式转炉炉底结构
JP2000313915A (ja) Ｒｈ脱ガス装置の浸漬管及びその製作方法
CN114959187A (zh) 一种rh浸渍管氩气软管热防护方法
JPH051316A (ja) 電気炉の底ガスノズル装着炉床構造
JPS6229459Y2 (zh)
JPH0443964B2 (zh)

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant