CN114959165A - 一种转炉炼钢护炉方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种转炉炼钢护炉方法，具体是利用钢筋切粒与炉渣混合烧结、垫补转炉进料面的方法，将钢筋切粒与炉渣混合，短暂烧结、凝固，垫补转炉进料面大面凹陷，脱落逐渐变薄部位，用其替代镁质补炉料垫补转炉进料面大面，以提高炉砖、溅渣层抗损蚀、冲击、磨损等防御力，节省以镁质补炉料对转炉维护成本，且补炉效果理想。

Description

一种转炉炼钢护炉方法

技术领域

本发明属于冶金转炉炼钢护炉领域，具体涉及一种转炉炼钢护炉方法。

背景技术

随着冶炼工艺技术的不断发展，转炉热平衡的探索、研究得以突飞猛进，尤其是废钢炉外加热技术的广泛应用，转炉废钢使用量大幅增加，为降低铁钢比、降低钢铁料消耗奠定了基础，提高了转炉经济效益。

然而，废钢使用量的大幅增加，在转炉进料即加入废钢的操作过程中，由于废钢块的尺寸及重量不尽合理，大块重料废钢的自重及棱角、较尖锐不规整的精料废钢等会对进料侧的大面炉砖、溅渣层产生冲击影响，加之兑铁水操作时高温铁水的冲刷，致使进料侧大面炉衬、炉砖因受冲击、磨损等机械性损害，而使进料侧大面炉砖、溅渣层出现凹陷、脱落现象，当炉衬减薄至一定厚度，须及时对炉衬损坏部分进行修补避免产生穿炉事故。

当前，护炉技术是利用镁质补炉料、补炉砖对转炉进料大面进行维护，维护时时间长、频次多，且补炉料、补炉砖抗冲压力小，抗冲击力弱，难抵抗转炉进料（加废钢、兑铁水）过程操作时的损蚀、冲击、磨损等机械性物理损害，极大缩减了转炉炉龄，提高了补炉消耗，降低了经济技术指标，严重影响转炉效益的提升。

在转炉进料（加废钢）过程操作中，由于废钢块度尺寸及重量不尽合理，大块重料废钢的自重及棱角、较尖锐不规整的精料废钢对进料侧大面炉砖、溅渣层冲击严重，加之兑铁水操作时高温铁水的冲刷，极大造成进料侧大面被受损蚀、冲击、磨损等机械性物理损害，进料大面炉砖、溅渣层极易出现凹陷，脱落现象。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种转炉炼钢护炉方法，具体是利用钢筋切粒与炉渣混合烧结、垫补转炉进料面的方法，将钢筋切粒与炉渣混合，短暂烧结、凝固，垫补转炉进料面大面凹陷，脱落逐渐变薄部位，用其替代镁质补炉料垫补转炉进料面大面，以提高炉砖、溅渣层抗损蚀、冲击、磨损等防御力，节省以镁质补炉料对转炉维护成本，且补炉效果理想。

本发明利用钢筋切粒与炉渣混合，短暂烧结、凝固，垫补转炉进料面的技术是一种成本低、环保、不生产废弃物的护炉方法：

1）在转炉出钢完毕后，保留全炉渣；

2）按炉渣与钢筋切粒的质量比为3：1，将钢筋切粒倒入炉内，前后摇动炉体，使炉渣与钢筋切粒充分搅拌混合后，向进料面摇炉，使炉渣与钢筋切粒混合物流动至进料冲击点凹陷、脱落的位置，静置20分钟以上，使需要垫补的部位通过重力将钢筋切粒与炉渣混合物沉淀在该位置；

3）在1550℃～1600℃ 温度下对沉淀物烧结10分钟，以在炉衬表面生成一层高熔点的保护层，经10分钟静置后，使钢筋切粒与炉渣混合物沉淀冷凝成型，达到修补进料面冲击点凹陷、脱落的目的。

本发明中，第一方面：

转炉出钢后，炉内温度高，炉渣具有较高热量，温度在1550℃～1600℃，成黏稠状，且有一定的流动性。以炉渣为浆，钢筋切粒为骨料，两者胶结成为整体，使钢筋切粒与炉渣混合形成“混凝土”产生强度，经烧结、冷凝成为坚硬的“人造护炉混凝土”，炉渣为浆起胶结作用，钢筋切粒为骨料，对“混凝土”起骨架作用。在前后摇动炉体时，使炉渣与钢筋切粒充分搅拌混合，炉渣充分包裹在钢筋切粒表面，其余炉渣又填充在钢筋切粒的空隙中，在烧结、冷凝过程中，炉渣会形成高温耐火“硬壳”，均匀的吸附在钢筋切粒表面，钢筋切粒受高温耐火“硬壳”的保护，不易因高温熔化，提高了“熔点”，炉渣以钢筋切粒骨架，增强了强度，提高了抗冲击力，最后得到强度高的“人造护炉混凝土”烧结体。

第二方面，炉渣碱度控制及炉渣MgO控制：

为了保证炉渣具有一定的黏度，以保证炉渣与钢筋切粒、炉砖与炉衬之间有良好的黏贴效果，从护炉的角度分析，碱度越高，炉渣黏度越大，耐火度越好，越有利于保护炉衬。因此，在炼钢过程中，为有效保护炉衬，炉渣具有良好的碱度及黏度，造渣时造渣材料中加入一定量含Mg材质的渣料造渣，以提高炉渣中MgO含量，提高炉渣碱度、黏度，但在实际生产中，炉渣MgO在15%以上时，固溶体熔点过高，不利于化渣和脱磷；碱度过高时会导致炉渣流动性降低，吹炼过程中容易出现“返干”现象，经过转炉终渣取样分析对比，炉渣中MgO含量控制在9%～14%的区间内、碱度控制在3.5～4.5之间，炉渣与钢筋切粒、炉渣与炉衬之间有良好的黏贴效果。

第三方面，钢筋切粒颗粒度及使用量：

钢筋切粒作为骨料，为保证骨料具有一定的强度，抗冲击性能，钢筋切粒应颗粒均匀，无杂质，无油污等，颗粒长度应控制在100-150mm、颗粒直径＞16mm以上。使用量应根据进料面冲击点凹陷、脱落情况而定，以800-1000kg/炉为宜，最多不能超过1500kg，垫补效果最佳。

本发明的技术方案具体如下：

一种转炉炼钢护炉方法，包括如下步骤：

步骤（1）垫补前，钢筋切粒备用，钢筋切粒须干燥、无油污，不带杂物；

步骤（2）垫补炉次，调整石灰、轻烧加入量，炉渣碱度控制在3.5～4.5，MgO含量控制在9%～14%；出钢温度控制在1620℃以上，以保证炉膛温度；

步骤（3）垫补炉次，出钢完毕后不溅渣，将准备好的钢筋切粒倒入炉内，前后摇动炉体，使炉渣与钢筋切粒充分搅拌混合后向进料面摇炉，使炉渣与钢筋切粒充分搅拌后的混合物流动至进料冲击点凹陷、脱落的位置，静置20分钟以上，使需要垫补的部位通过重力将钢筋切粒与炉渣混合物沉淀在该位置，在经炉温热能烧结，烧结过程中钢筋切粒与炉渣发生反应，并在炉衬表面生成一层高熔点的矿物质保护层，经静置过后，钢筋切粒与炉渣混合物沉淀迅速冷凝成型，即完成垫补。

进一步地，步骤（1）中，钢筋切粒的颗粒长度应控制在100-150mm、颗粒直径＞16mm以上。

进一步地，垫补前一炉的炉次，总装入量按55±1吨控制，保证热平衡，保证造渣材料能充足加入，保证一倒温度合格或一倒出钢，不拉温，降低渣中FeO；终渣FeO≤20%；出钢时钢水出尽。

进一步地，渣料加入石灰600～800kg/炉，轻烧加入1000～1200kg/炉，渣料在8分钟以前加完，渣料化透。

进一步地，包括如下步骤：步骤（2）中，转炉出钢后，炉内温度在1550℃～1600℃。

进一步地，步骤（3）中，钢筋切粒的使用量最多不能超过1500kg。

进一步地，步骤（3）中，钢筋切粒的使用量应根据进料面冲击点凹陷、脱落情况而定，以800-1000kg/炉为宜。

进一步地，按炉渣与钢筋切粒的质量比为3：1，将钢筋切粒倒入炉内。

进一步地，步骤（3）中，在1550℃～1600℃ 温度下对沉淀物烧结10分钟，以在炉衬表面生成一层高熔点的保护层，经10分钟静置后，使钢筋切粒与炉渣混合物沉淀冷凝成型。

本发明将钢筋切粒与炉渣混合，短暂烧结、凝固，垫补转炉进料面大面凹陷，脱落逐渐变薄部位，替代镁质补炉料垫补转炉进料面大面，不仅提高了炉砖、溅渣层抗损蚀、冲击、磨损等防御力，提高防御力，避免了因炉砖逐渐变薄产生穿炉事故，还能节省以镁质补炉料对转炉维护的成本。

使用镁质补炉砂（镁质补炉砂的理化指标详见表1）补炉，每次用量1-2吨，补炉料单价约4000元/吨，护炉成本较高，且镁质原料属稀有物料，资源稀少，补炉料使用后脱落不易二次回收利用；钢筋切粒与炉渣混合物料只需钢筋切粒与炉渣。炉渣在冶炼中属废弃物，本发明能使炉渣二次利用，无成本；钢筋切粒脱落后熔化成钢水，能与当炉钢水融合及时回收，不产生浪费，且钢筋切粒成本较低。

表1 镁质补炉砂的理化指标

使用镁质补炉砂（镁质补炉砂的理化指标详见表1）补炉，需要保证烧结时间，每次需要60分钟以上，严重影响生产组织，而使用钢筋切粒与炉渣混合物料垫补，每次只需20分钟以上，时间短，不影响生产。

使用镁质补炉砂（镁质补炉砂的理化指标详见表1）补炉，需要把炉渣翻干净，补炉后第一炉冶炼化渣困难，不利于冶炼操作，且补炉料粘接不好，还存在补炉料坍塌的危险；使用钢筋切粒与炉渣混合物料垫补，全留渣不影响垫补后第一炉化渣，操作稳定，且粘结效果好，不易坍塌，补炉效果好。同时，本发明不需要对现有装备进行改造。

表2 现有的镁质补炉砂与本发明补炉对比

附图说明

图1是实施例1中利用钢筋切粒与炉渣混合烧结、垫补转炉进料面效果；

图2是实施例2中利用钢筋切粒与炉渣混合烧结、垫补转炉进料面效果。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。

本发明除非另有说明，否则百分号代表的均为质量分数。比例为质量比例，浓度为质量浓度。

实施例1

本实施例的转炉炼钢护炉方法，包括如下步骤：

1、垫补前一炉冶炼造渣操作要点：

A：垫补前一炉的炉次，总装入量按55±1吨控制，保证热平衡，保证造渣材料能充足加入，保证一倒温度合格或一倒出钢，不拉温，降低渣中FeO；确保终渣FeO含量在20%±5。出钢时钢水出尽；

B：渣料加入石灰600kg/炉±100，加入轻烧1000kg/炉±100，渣料在8分钟以前加完，渣料化透，炉渣碱度控制在3.5±0.5，MgO含量控制在9%±1；出钢温度控制在1620℃ 以上，以保证炉膛温度。

2、钢筋切粒与炉渣混合烧结、垫补转炉进料面步骤及要点：

A：垫补前，钢筋切粒用废钢料斗按使用量准备备用，钢筋切粒必须干燥、无油污，不带杂物。

B：垫补炉次，调整石灰、轻烧加入量，炉渣碱度控制在3.5±0.5，MgO含量控制在9%±1；出钢温度控制在1620℃ 以上，以保证炉堂温度。

C：垫补炉次，出钢完毕后不溅渣，将准备好的钢筋切粒废钢料斗，利用行车将钢筋切粒倒入炉内，前后摇动炉体，使炉渣与钢筋切粒充分搅拌混合，向进料面摇炉到进料冲击点凹陷、脱落的位置后，静置20分钟以上，使垫补的部位通过重力将钢筋切粒与炉渣混合物沉淀在该位置，在经炉温热能烧结，在1550℃温度下对沉淀物烧结10分钟，烧结过程中钢筋切粒与炉渣发生化学反应，并在炉衬表面生成一层高熔点的矿物质保护层，经静置10分钟后，钢筋切粒与炉渣混合物沉淀迅速冷凝成型，即完成垫补。

图1是利用钢筋切粒与炉渣混合烧结、垫补转炉进料面效果。炉口下边缘口至炉低不平整显示物（图中标注下方凸点物），即为垫补后的效果，从图中可以看出钢筋切粒与炉渣烧结产生的混合物粘结性好，凸出点明显，垫补性能强。

实施例2

本实施例的转炉炼钢护炉方法，包括如下步骤：

1、垫补前一炉冶炼造渣操作要点：

A：垫补前一炉的炉次，总装入量按55±1吨控制，保证热平衡，保证造渣材料能充足加入，保证一倒温度合格或一倒出钢，不拉温，降低渣中FeO；终渣确保终渣FeO含量在25%±5。出钢时钢水出尽；

B：渣料加入石灰700kg/炉±100，加入轻烧1100kg/炉±100，渣料在8分钟以前加完，渣料化透，炉渣碱度控制在4.0±0.5，MgO含量控制在11%±1；出钢温度控制在1620℃以上，以保证炉膛温度。

2、钢筋切粒与炉渣混合烧结、垫补转炉进料面步骤及要点：

A：垫补前，钢筋切粒用废钢料斗按使用量准备备用，钢筋切粒必须干燥、无油污，不带杂物。

B：垫补炉次，调整石灰、轻烧加入量，炉渣碱度控制在4.0±0.5，MgO含量控制在11%±1；出钢温度控制在1625℃以上，以保证炉堂温度。

C：垫补炉次，出钢完毕后不溅渣，将准备好的钢筋切粒废钢料斗，利用行车将钢筋切粒倒入炉内，前后摇动炉体，使炉渣与钢筋切粒充分搅拌混合，向进料面摇炉到进料冲击点凹陷、脱落的位置后，静置25分钟以上，使垫补的部位通过重力将钢筋切粒与炉渣混合物沉淀在该位置，在经炉温热能烧结，在1575℃温度下对沉淀物烧结10分钟，烧结过程中钢筋切粒与炉渣发生化学反应，并在炉衬表面生成一层高熔点的矿物质保护层，经静置过后，经静置10分钟后，钢筋切粒与炉渣混合物沉淀迅速冷凝成型，即完成垫补。

图2是利用钢筋切粒与炉渣混合烧结、垫补转炉进料面效果。炉口下边缘口至炉低不平整显示物（图中标注下方凸点物），即为垫补后的效果，从图中可以看出钢筋切粒与炉渣烧结产生的混合物粘结性好，凸出点明显，垫补性能强。

实施例3

本实施例的转炉炼钢护炉方法，包括如下步骤：

1、垫补前一炉冶炼造渣操作要点：

A：垫补前一炉的炉次，总装入量按55±1吨控制，保证热平衡，保证造渣材料能充足加入，保证一倒温度合格或一倒出钢，不拉温，降低渣中FeO；确保终渣FeO含量在30%±5。出钢时钢水出尽；

B：渣料加入石灰800kg/炉±100，加入轻烧1200kg/炉±100，渣料在8分钟以前加完，渣料化透，炉渣碱度控制在4.5±0.5，MgO含量控制在13%±1；出钢温度控制在1620℃以上，以保证炉膛温度。

2、钢筋切粒与炉渣混合烧结、垫补转炉进料面步骤及要点：

A：垫补前，钢筋切粒用废钢料斗按使用量准备备用，钢筋切粒必须干燥、无油污，不带杂物。

B：垫补炉次，调整石灰、轻烧加入量，炉渣碱度控制在4.5±0.5，MgO含量控制在13%±1；出钢温度控制在1630℃以上，以保证炉堂温度。

C：垫补炉次，出钢完毕后不溅渣，将准备好的钢筋切粒废钢料斗，利用行车将钢筋切粒倒入炉内，前后摇动炉体，使炉渣与钢筋切粒充分搅拌混合，向进料面摇炉到进料冲击点凹陷、脱落的位置后，静置30分钟以上，使垫补的部位通过重力将钢筋切粒与炉渣混合物沉淀在该位置，在经炉温热能烧结，在1600℃温度下对沉淀物烧结10分钟，烧结过程中钢筋切粒与炉渣发生化学反应，并在炉衬表面生成一层高熔点的矿物质保护层，经静置过后，经静置10分钟后，钢筋切粒与炉渣混合物沉淀迅速冷凝成型，即完成垫补。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种转炉炼钢护炉方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤（1）垫补前，钢筋切粒备用，钢筋切粒须干燥、无油污，不带杂物；

步骤（2）垫补炉次，调整石灰、轻烧加入量，炉渣碱度控制在3.5～4.5，MgO含量控制在9%～14%；出钢温度控制在1620℃以上，以保证炉膛温度；

步骤（3）垫补炉次，出钢完毕后不溅渣，将准备好的钢筋切粒倒入炉内，前后摇动炉体，使炉渣与钢筋切粒充分搅拌混合后向进料面摇炉，使炉渣与钢筋切粒充分搅拌后的混合物流动至进料冲击点凹陷、脱落的位置，静置20分钟以上，使需要垫补的部位通过重力将钢筋切粒与炉渣混合物沉淀在该位置，在经炉温热能烧结，烧结过程中钢筋切粒与炉渣发生反应，并在炉衬表面生成一层高熔点的矿物质保护层，经静置过后，钢筋切粒与炉渣混合物沉淀迅速冷凝成型，即完成垫补。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）中，钢筋切粒的颗粒长度应控制在100-150mm、颗粒直径＞16mm以上。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：垫补前一炉的炉次，总装入量按55±1吨控制，保证热平衡，保证造渣材料能充足加入，保证一倒温度合格或一倒出钢，不拉温，降低渣中FeO；终渣FeO≤20%；出钢时钢水出尽。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：渣料加入石灰600～800kg/炉，轻烧加入1000～1200kg/炉，渣料在8分钟以前加完，渣料化透。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤（2）中，转炉出钢后，炉内温度在1550℃～1600℃。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：步骤（3）中，钢筋切粒的使用量最多不能超过1500kg。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（3）中，钢筋切粒的使用量应根据进料面冲击点凹陷、脱落情况而定，以800-1000kg/炉为宜。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：按炉渣与钢筋切粒的质量比为3：1，将钢筋切粒倒入炉内。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（3）中，在1550℃～1600℃ 温度下对沉淀物烧结10分钟，以在炉衬表面生成一层高熔点的保护层，经10分钟静置后，使钢筋切粒与炉渣混合物沉淀冷凝成型。

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