CN114196796A - 一种大流量顶底复吹转炉热更换炉底的方法 - Google Patents

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Abstract

一种大流量顶底复吹转炉热更换炉底的方法，属于转炉炼钢技术领域，解决碳钢冶炼顶底复吹转炉因炉底底枪侵蚀造成底吹关闭、丧失复吹效果的技术问题，包括以下步骤：停炉→拆卸与旧炉底底枪相连的配气管→拆卸旧炉底→清理炉身与炉底结合部位残余炉衬→安装新炉底→安装底枪配气管、打压捡漏→新炉底与炉身连接部位处的环缝内灌注修补料→烘烤炉底及环缝料→完成新炉底热更换，恢复转炉冶炼。本发明可以实现全炉役大流量底吹冶炼，显著降低转炉钢铁料消耗、降低生产成本，一套炉身搭配2‑3套炉底，炉役寿命可以达到8000‑10000次较高水平，炉身耐材可充分利用，并减少炉役周转占用时间，有利于提高转炉作业率。

Description

一种大流量顶底复吹转炉热更换炉底的方法
技术领域
本发明属于转炉炼钢技术领域，具体涉及一种大流量顶底复吹转炉热更换炉底的方法。
背景技术
20世纪70年代中期发明的氧气顶底复吹转炉炼钢技术是转炉炼钢技术发明以来最重大的炼钢技术进步，具有提高吹炼强度、缩短冶炼时间、减少冶炼过程金属喷溅、降低吹炼终点炉渣氧化性等诸多优势。通常相同条件下，顶底复吹转炉（本发明中所涉及的顶底复吹转炉专指底吹惰性气体的搅拌型复吹转炉）钢铁料消耗较顶吹转炉低约5-10kg/t，冶炼时间可缩短1-3分钟。
随着中国钢铁工业的高速发展，为了获得更好的复吹冶金效果，搅拌型复吹转炉底吹供气强度逐步从0.05Nm3/(min·t)左右提高到0.20Nm3/(min·t)，通常底吹供气强度超过0.12 Nm3/(min·t)即可归入大流量底吹。随着底吹供气强度增大至0.15 Nm3/(min·t)以上，炉底特别是底枪区域耐材侵蚀速度明显加快，底吹畅通冶炼寿命从原来的8千至1万次降低至4千至5千次，底吹畅通炉底寿命成为进一步提高生产效率、降低生产成本的限制性环节。
优化底吹风枪设计及底吹工艺、提高底枪区耐材档次/品质、提高炉底耐材厚度成为炼钢工艺技术人员通常采取的措施。但底吹供气强度增大后，底枪区域搅拌强度增加造成炉底耐材（特别是底枪区域）的金属冲刷侵蚀加剧无法得到根本改善，炉龄提升效果有限。
在顶底复吹转炉底吹供气强度逐步增大的趋势下，如何提高底吹畅通炉龄仍然是转炉相关从业者研究的重要课题。
与钢包更换底吹透气芯类似，为提高转炉底吹效果，有快速更换底枪的相关专利及研究，但碳钢转炉热更换炉底技术尚未见研究报道。
发明内容
为了克服现有技术中存在的不足，解决碳钢冶炼顶底复吹转炉因炉底底枪侵蚀造成底吹关闭、丧失复吹效果的技术问题，本发明提供一种大流量顶底复吹转炉热更换炉底的方法。
本发明通过以下技术方案予以实现。
一种大流量顶底复吹转炉热更换炉底的方法，包括以下步骤：
S1、停炉：大流量顶底复吹转炉在用炉底的侵蚀厚度达到更换标准时，停炉准备热更换旧炉底；
S2、拆卸与旧炉底底枪相连的配气管；
S3、拆卸旧炉底：拆卸用于炉底与炉身固定连接的固定销，炉底运输车上的炉底顶升装置将旧炉底从炉体上卸下，完成炉底与炉身分离，然后由炉底运输车将旧炉底运出；
S4、清理炉身与炉底结合部位残余炉衬，为安装新炉底做准备工作；
S5、安装新炉底：炉底运输车将新炉底运至炉身下方，对正位置后炉底顶升装置将新炉底顶升到位，炉身与新炉底连接部位处重新安装固定销，完成新炉底与炉身联结；
S6、安装底枪配气管、打压捡漏：将步骤S2卸下的底枪配气管与新炉底的底枪连接，并进行打压捡漏，确认配气管与底枪联结密封无泄漏；
S7、新炉底与炉身连接部位处的环缝内灌注修补料；
S8、烘烤炉底及环缝料：
步骤S7炉底环缝修补料灌注结束后，首先，倾炉至加料位，通过料槽加入烘炉料；然后倾炉至垂直位，氧枪供氧烘炉2小时；
S9、经步骤S8烘炉操作后，完成新炉底热更换，恢复转炉冶炼。
进一步地，在所述步骤S1中，计划停炉热更换在用炉底的前三炉不进行溅渣护炉作业。
进一步地，在所述步骤S7中，修补料为镁铝-铝钙尖晶石耐火材料，兑水搅拌均匀后使用，修补料与水的配比为5kg：0.7L。
进一步地，修补料的化学成分及其质量百分比为：Al2O3：70±1%；MgO：23±1%；CaO：5±0.5%；SiO2≤0.1%；Fe2O3≤0.1%；Na2O≤0.3%；TiO2≤0.01%。
进一步地，所述修补料倒入搅拌器搅拌均匀，搅拌器的搅拌容量为1.0吨，首批修补料搅拌时间为5.0-6.0分钟，然后随灌注过程按修补料与水的比例补加。
进一步地，搅拌好的修补料经灌注机加压泵入炉底环缝，灌注压力为3.5±0.5MPa，灌注速度为120±5kg/min。
进一步地，在所述步骤S7中，修补料的用量为环缝容积的1.3-1.5倍。
进一步地，在所述步骤S8中，烘炉料的组成为1.0吨木柴与2.0吨焦炭。
与现有技术相比本发明的有益效果为：
1、碳钢顶底复吹转炉采用热更换炉底工艺，因大流量底吹造成的炉底侵蚀加剧问题，通过更换炉底得以彻底解决，炉底寿命不再是炉役寿命的限制性环节。采用热更换炉底工艺可以实现全炉役大流量底吹冶炼，充分获得转炉大流量底吹显著降低转炉钢铁料消耗、降低生产成本的工艺效果。
2、碳钢顶底复吹转炉采用热更换炉底工艺，一套炉身搭配2-3套炉底，炉役寿命可以达到8000-10000次较高水平，炉身耐材可充分利用，并减少炉役周转占用时间，有利于提高转炉作业率。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。若未特别指明，实施例均按照常规实验条件。另外，对于本领域技术人员而言，在不偏离本发明的实质和范围的前提下，对这些实施方案中的物料成分和用量进行的各种修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
如图1所示的一种大流量顶底复吹转炉热更换炉底的方法，包括以下步骤：
S1、停炉：大流量顶底复吹转炉在用炉底的侵蚀厚度达到更换标准时，停炉准备热更换旧炉底；实际操作过程中，在计划停炉热更换在用炉底的前三炉便无需进行溅渣护炉作业；
S2、拆卸与旧炉底底枪相连的配气管，配气管从转炉耳轴穿出与底枪相连，底吹气体从配气管通过底枪向炉内熔池供气搅拌，该步骤S2将旧炉底底枪与配气管分离，用时约30分钟；
S3、拆卸旧炉底：拆卸用于炉底与炉身固定连接的固定销，炉底与炉身联结结构设计要在保证生产安全前提下要便于拆卸，便于实施快速拆卸、安装炉底操作。炉底运输车上的炉底顶升装置将旧炉底从炉体上卸下，完成炉底与炉身分离，然后由炉底运输车将旧炉底运出，该步骤S3用时约30-60分钟；
S4、清理炉身与炉底结合部位残余炉衬，为安装新炉底做准备工作，该步骤S4用时约10-20分钟；
S5、安装新炉底：炉底运输车将新炉底运至炉身下方，对正位置后炉底顶升装置将新炉底顶升到位，炉身与新炉底连接部位处重新安装固定销，完成新炉底与炉身联结，该步骤S5用时约40-60分钟；
S6、安装底枪配气管、打压捡漏：将步骤S2卸下的底枪配气管与新炉底的底枪连接，并进行打压捡漏，确认配气管与底枪联结密封无泄漏，该步骤S6用时约40-60分钟；
S7、新炉底与炉身连接部位处的环缝内灌注修补料：
修补料为镁铝-铝钙尖晶石耐火材料，修补料的化学成分及其质量百分比为：Al2O3：70±1%；MgO：23±1%；CaO：5±0.5%；SiO2≤0.1%；Fe2O3≤0.1%；Na2O≤0.3%；TiO2≤0.01%，兑水搅拌均匀后使用，修补料与水的配比为5kg：0.7L；
所述修补料倒入搅拌器搅拌均匀，搅拌器的搅拌容量为1.0吨，首批修补料搅拌时间为5.0-6.0分钟，然后随灌注过程按修补料与水的比例补加；
搅拌好的修补料经灌注机加压泵入炉底环缝（炉底环缝位置设有专用接口通入炉内），灌注压力为3.5±0.5MPa，灌注速度为120±5kg/min；
修补料的用量为环缝容积的1.3-1.5倍，实际用量为3.5-4.0吨，以保证环缝填充完全；
该步骤S7用时约30分钟；
S8、烘烤炉底及环缝料：
步骤S7炉底环缝修补料灌注结束后，首先，倾炉至加料位，通过料槽加入烘炉料，烘炉料的组成为1.0吨木柴与2.0吨焦炭；然后倾炉至垂直位，氧枪供氧烘炉2小时，该步骤S8用时约130分钟；
S9、经步骤S8烘炉操作后，完成新炉底热更换，恢复转炉冶炼。从停炉至再次开炉，热更换炉底作业合计用时约8-9小时。
本发明能够实现碳钢顶底复吹转炉全炉役大流量底吹搅拌冶炼，提高炉底畅通全炉役寿命，并且解决了以下技术问题：
1、设计应用便于快速拆装的炉底结构，实现转炉服役状态下炉底快速拆卸、安装；
2、炉底与炉身结合环缝部位耐火材料填充质量与耐侵蚀度满足长周期冶炼要求；
3、从旧炉底拆卸开始至新炉底安装到位、环缝料填充及烘烤具备使用条件截止的炉底热更换作业，作业时间应控制在较短时间间隔内；
4、热更换炉底能够保证生产安全，不发生因环缝穿钢造成生产事故。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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 (8)

1.一种大流量顶底复吹转炉热更换炉底的方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、停炉：大流量顶底复吹转炉在用炉底的侵蚀厚度达到更换标准时，停炉准备热更换旧炉底；
S2、拆卸与旧炉底底枪相连的配气管；
S3、拆卸旧炉底：拆卸用于炉底与炉身固定连接的固定销，炉底运输车上的炉底顶升装置将旧炉底从炉体上卸下，完成炉底与炉身分离，然后由炉底运输车将旧炉底运出；
S4、清理炉身与炉底结合部位残余炉衬，为安装新炉底做准备工作；
S5、安装新炉底：炉底运输车将新炉底运至炉身下方，对正位置后炉底顶升装置将新炉底顶升到位，炉身与新炉底连接部位处重新安装固定销，完成新炉底与炉身联结；
S6、安装底枪配气管、打压捡漏：将步骤S2卸下的底枪配气管与新炉底的底枪连接，并进行打压捡漏，确认配气管与底枪联结密封无泄漏；
S7、新炉底与炉身连接部位处的环缝内灌注修补料；
S8、烘烤炉底及环缝料：
步骤S7炉底环缝修补料灌注结束后，首先，倾炉至加料位，通过料槽加入烘炉料；然后倾炉至垂直位，氧枪供氧烘炉2小时；
S9、经步骤S8烘炉操作后，完成新炉底热更换，恢复转炉冶炼。
2.根据权利要求1所述的一种大流量顶底复吹转炉热更换炉底的方法，其特征在于：在所述步骤S1中，计划停炉热更换在用炉底的前三炉不进行溅渣护炉作业。
3.根据权利要求1所述的一种大流量顶底复吹转炉热更换炉底的方法，其特征在于：在所述步骤S7中，修补料为镁铝-铝钙尖晶石耐火材料，兑水搅拌均匀后使用，修补料与水的配比为5kg：0.7L。
4.根据权利要求3所述的一种大流量顶底复吹转炉热更换炉底的方法，其特征在于：修补料的化学成分及其质量百分比为：Al2O3：70±1%；MgO：23±1%；CaO：5±0.5%；SiO2≤0.1%；Fe2O3≤0.1%；Na2O≤0.3%；TiO2≤0.01%。
5.根据权利要求3所述的一种大流量顶底复吹转炉热更换炉底的方法，其特征在于：所述修补料倒入搅拌器搅拌均匀，搅拌器的搅拌容量为1.0吨，首批修补料搅拌时间为5.0-6.0分钟，然后随灌注过程按修补料与水的比例补加。
6.根据权利要求5所述的一种大流量顶底复吹转炉热更换炉底的方法，其特征在于：搅拌好的修补料经灌注机加压泵入炉底环缝，灌注压力为3.5±0.5MPa，灌注速度为120±5kg/min。
7.根据权利要求1所述的一种大流量顶底复吹转炉热更换炉底的方法，其特征在于：在所述步骤S7中，修补料的用量为环缝容积的1.3-1.5倍。
8.根据权利要求1所述的一种大流量顶底复吹转炉热更换炉底的方法，其特征在于：在所述步骤S8中，烘炉料的组成为1.0吨木柴与2.0吨焦炭。
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