CN115109886A - 一种转炉长时间停炉的保温方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于转炉停炉保温技术领域，具体涉及一种转炉长时间停炉的保温方法，包括：(1)停炉前采用溅渣操作，溅渣操作结束后，将转炉内未粘附的炉渣向外倒干净；(2)将焦炭加入转炉内，且将焦炭平铺于炉体前面，将转炉炉体向前摇至一定角度，然后停止转动；在所述停止转动后的1h内，进行封闭保温；(3)将步骤(2)得到的转炉进行保温，且当转炉内温度不大于500℃时，打开煤气进行辅助烘烤，直至炉内温度大于800℃时关闭煤气；其中，整个停炉期间，均进行转炉底吹氮气且流量为150‑250m3/h。本发明的保温方法能够实现长时间停炉保温，解决长时间停炉急冷急热造成的炉衬耐火材料剥落损坏等问题。

Description

一种转炉长时间停炉的保温方法
技术领域
本发明属于转炉停炉保温技术领域，具体涉及一种转炉长时间停炉的保温方法。
背景技术
转炉长时间的停炉炉衬耐材会受急冷急热影响，出现溅渣层剥落，炉衬砖开裂，砖缝间隙收缩变大侵蚀，再次冶炼时出现漏钢事故等问题。近年来，钢材下游需求放缓，各钢厂调整生产模式压缩产能，进行计划性停炉检修。并且由于设备故障影响会出现5-8天长时间停炉情况时有发生。
原有技术在转炉临时停炉大于24h时，采用炉口加盖保温装置，保温盖竖向固定在支座上，支座上设有用于天车起吊以调整其位置的吊耳。保温盖可盖合在转炉炉口上，对转炉炉口进行封闭保温，从而有效减少转炉炉口的热量损失，延缓转炉炉膛降温速度，避免了复产后炉衬因急冷急热所造成的损害，延长转炉炉衬的使用寿命。该方法的缺点是没有热量来源，随着时间推移，由于热量外溢，停炉72h后炉温低于400℃，96小时后炉膛温度低于300℃。原有技术的优点是装置结构简单，节能环保，调运方便，可以减少燃料消耗，降低生产成本，避免环境污染。缺点是只适应于临时、短时间停炉。当停炉时间大于96h时，由于保温盖密封性和热量损耗，温度开始快速下降。原有的技术方案不适用于大于96小时以上停炉操作。
CN207130323U公开了一种转炉保温装置，该实用新型提供了一种转炉保温装置，包括加强筋板、吊耳、转炉、内层钢板、外层钢板、保温材料以及侧面钢板，内层钢板焊接在两端侧面钢板的下方，外层钢板焊接在两端侧面钢板的上方，外层钢板与内层钢板之间填充保温材料，在外层钢板上面竖直焊接加强筋板，在外层钢板上面中心位置焊接吊耳，转炉停吹时，用行车吊到转炉上罩住炉口，防止温度的损失，提高转炉炉寿。但是其缺点是没有热量来源，随着时间推移，热量外溢，无法实现长时间停炉目的。
CN104673955A公开了一种转炉停炉保温方法，所述方法包括以下步骤：1)烘炉前准备7-9吨焦炭，用氧气引燃；2)将转炉炉体前倾50度，将引燃的焦炭，倒入炉内，炉体摇至零位，将氧枪降到枪头距炉底高度 2.3-2.8米处吹氧助燃，开吹氧气压力控制在0.09-0.11Mpa，吹氧时间控制在9-11分钟；3)将炉口用钢板封住保温，保温期间炉体向前摇平，同时通氧气助燃，停炉期间炉壳温度高于100℃，开炉前炉膛温度高于400℃：4) 开炉前，将氧枪降到枪头距炉底高度2.3-2.8米处吹氧助燃，开吹氧气压力控制在0.1-0.3Mpa，吹氧时间控制在9-11分钟。但是该方法的缺点是只适用于96h以内的临时停炉，没有热量来源，随着时间推移，热量外溢，无法实现长时间停炉目的，且其氧气的使用，会导致溅渣层脱落、炉衬冲刷、氧化等问题。
因此，本领域急需一种转炉长时间停炉的保温方法。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的转炉停炉保温时间较短的缺陷，提供一种转炉长时间停炉的保温方法，该保温方法能够实现长时间停炉保温，且能有效降低转炉炉衬耐材的损毁速率，延长一代炉役寿命，解决长时间停炉急冷急热造成的炉衬耐火材料剥落损坏等问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种转炉长时间停炉的保温方法，包括以下步骤：
(1)停炉前采用溅渣操作，使得渣粘附在转炉炉壁上，形成炉衬保护层；溅渣操作结束后，将转炉内未粘附的炉渣向外倒干净；
(2)将焦炭加入转炉内，且将焦炭平铺于炉体前面，将转炉炉体向前摇至一定角度使得转炉便于后续与加盖保温装置契合密封，然后停止转动；在所述停止转动后的1h内，采用加盖保温装置对转炉炉口进行封闭保温；
(3)将步骤(2)得到的转炉进行保温，在所述保温过程中利用转炉内余热引燃焦炭作为烘炉保温的持续热量来源；且，在所述保温过程中，当转炉内温度不大于500℃时，打开煤气进行辅助烘烤，直至炉内温度大于800℃时关闭煤气；
其中，整个停炉期间，均进行转炉底吹氮气且流量为150-250m3/h。
在本发明一些优选实施方式中，步骤(1)中，相对于110-130吨钢水容量的转炉，所述溅渣操作使得形成所述炉衬保护层的留渣量为4-6吨。
本发明优选地，步骤(1)中，采用终渣和任选的含镁调节剂进行所述溅渣操作，所述终渣和任选的含镁调节剂形成的渣料满足：以渣料总质量计，氧化镁含量不小于8％，碱度不小于3.5％，TFe量为8-11.5％。
更优选地，所述含镁调节剂选自镁球、轻烧白云石、生白云石、轻烧菱镁矿、菱镁矿中的至少一种。
在本发明一些优选实施方式中，步骤(2)中，所述焦炭的用量随停炉天数的增长而增加，增加幅度为1-2吨/天。
在本发明一些优选实施方式中，步骤(2)中，所述焦炭的用量满足：在停炉时间为2-3天时，控制焦炭用量在3-4吨；在停炉时间为4-6天时，控制焦炭用量在5-8吨；在停炉时间为7天以上时，控制焦炭用量在8-10 吨。
本发明优选地，步骤(2)中，所述加盖保温装置中水平穿设有煤氧枪，用于提供煤气。
本发明优选地，步骤(2)中，所述焦炭的粒径为毫米级。
更优选地，步骤(2)中，所述焦炭的粒径在40-60mm。
本发明优选地，步骤(3)中所述煤气的通入流量为130-180m3/h，通入压力为0.3-0.6MPa。
本发明能够在停炉7天以上时，停炉期间转炉内温度持续稳定在 600℃以上。本发明保温过程中的降温速率在2.5℃/h以下。
本发明通过上述技术方案，尤其是采用焦炭利用转炉内预热引燃，且加盖保温，并配合适宜温度下的煤气辅助烘烤作为辅助热源，并配合适宜小流量的氮气底吹搅拌，能够在低原料成本的情况下，充分利用焦炭的热量慢慢释放而进行保温，且煤气辅助烘烤，进行协同保温，从而达到了低降温速率的长时间保温效果，避免了降温速率过大、保温温度忽高忽低导致的炉衬耐火材料剥落损坏等问题，实用性强。本发明在焦炭入炉后无需采用吹氧助燃，特别是在处于中后期的炉子进行长时间停炉，避免了在炉衬变薄的情况下吹氧的冲刷会氧化侵蚀炉衬及溅渣层的问题。
根据本发明的实践证明，本发明在5-7天停炉过程中，炉内温度在600℃至830℃之间，未出现渣层脱落及炉衬砖之间产生缝隙等现象；在停炉172 小时以上时，后期温度可以稳定在600℃以上，保温效果明显。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明提供了一种转炉长时间停炉的保温方法，包括以下步骤：
(1)停炉前采用溅渣操作，使得渣粘附在转炉炉壁上，形成炉衬保护层；溅渣操作结束后，将转炉内未粘附的炉渣向外倒干净；
(2)将焦炭加入转炉内，且将焦炭平铺于炉体前面，将转炉炉体向前摇至一定角度(优选80-100°，更优选90°)使得转炉便于后续与加盖保温装置契合密封，然后停止转动；在所述停止转动后的1h内，采用加盖保温装置对转炉炉口进行封闭保温；
(3)将步骤(2)得到的转炉进行保温，在所述保温过程中利用转炉内余热引燃焦炭作为烘炉保温的持续热量来源；且，在所述保温过程中，当转炉内温度不大于500℃时，打开煤气进行辅助烘烤，直至炉内温度大于800℃时关闭煤气；其中，整个停炉期间，均进行转炉底吹氮气且流量为150-250m3/h。
本发明的发明人在上述保温过程中，充分考虑降温速率和温度对炉衬的影响，采用当转炉内温度不大于500℃时，打开煤气进行辅助烘烤，直至炉内温度大于800℃时关闭煤气，从而达到了既能协同辅助烘烤产生足够的保温热量，又能最大程度的降低对炉衬及其表面渣层形成的炉衬保护层的损伤，同时避免了煤气浪费，节约成本，延长转炉使用寿命。而在相同条件下，若转炉内温度低于500℃时开煤气，会造成渣层形成的炉衬保护层的脱落，若800℃以上仍开煤气，则造成浪费，且温度变化速率变大，会导致炉衬耐材的热胀。
优选情况下，氮气的流量为190-230m3/h。
本发明采用的适宜小流量的氮气，能够利于转炉温度以小幅度变化，且利于长时间的燃烧保温。而在相同条件下，若氮气流量过大，则影响炉内燃烧保温，过小易发生底吹堵塞，影响后续复产后冶炼底吹搅拌。
本发明在步骤(1)中，溅渣操作结束后将炉渣倒干净，不进行留渣垫渣停炉操作，由于炉渣的强度和抗高温性差，避免开炉后残留的垫渣出现大面积塌料。
在本发明一些优选实施方式中，步骤(1)中，相对于110-130吨钢水容量的转炉，所述溅渣操作使得形成所述炉衬保护层的留渣量为4-6吨。该优选方案下，合适的留渣量，能确保炉衬内表面形成足够厚度的炉衬保护层，更利于长时间保温。
本发明优选地，步骤(1)中，采用终渣和任选的含镁调节剂进行所述溅渣操作，所述终渣和任选的含镁调节剂形成的渣料满足：以渣料总质量计，氧化镁含量不小于8％，碱度不小于3.5％，TFe量为8-11.5％。该优选方案下，形成的炉衬保护层，其耐侵蚀性较好，同时可抑制炉衬砖表面的氧化脱碳，减轻对炉衬的冲刷，从而很好的保护炉衬，且不容易脱落。
更优选地，所述含镁调节剂选自镁球、轻烧白云石、生白云石、轻烧菱镁矿、菱镁矿中的至少一种。
所述含镁调节剂的用量只要能使得渣料满足上述组成即可，例如可以为500-800kg。
在本发明一些优选实施方式中，步骤(2)中，所述焦炭的用量随停炉天数的增长而增加，增加幅度为1-2吨/天。
在本发明一些优选实施方式中，步骤(2)中，所述焦炭的用量满足：在停炉时间为2-3天时，控制焦炭用量在3-4吨；在停炉时间为4-6天时，控制焦炭用量在5-8吨；在停炉时间为7天以上时，控制焦炭用量在8-10 吨。该优选方案，能够在最低焦炭用量的情况下，满足所需的不同长时间保温的需求，同时很好的保护炉衬防侵蚀，且不脱落或出现缝隙。
本发明优选地，步骤(2)中，所述焦炭的粒径为毫米级。
更优选地，步骤(2)中，所述焦炭的粒径在40-60mm。目前焦炭的粒度一般为25-80mm，在其他条件相同且气化反应稳定的情况下，粒度越小，则燃烧反应进行得越完全。在该优选方案下，本发明采用粒径在 40-60mm的焦炭，其粒度均匀，空气分布也均匀，燃烧也越完全，且同时能以较长时间释放热量，更利于长时间保温。
本发明步骤(2)所述采用加盖保温装置对转炉炉口进行封闭保温；优选使用吊运加盖保温装置，无需进行密封焊，减低人工与成本，复产速度快，30-60分钟可以复产冶炼。加盖保温无需进行焊接密封处理。
本发明优选地，步骤(2)中，所述加盖保温装置中水平穿设有煤氧枪，用于提供煤气。该优选方案下，在停炉时间段后期，随着焦炭的逐渐燃尽，温度开始下降，煤氧枪提供煤气可以及时辅助焦炭加热烘烤，并提供一定热量，从而实现温度动态控制；且其所在的位置相比于炉顶穿设的竖直煤氧枪，更方便快捷；保温过程能防止熄火及炉衬烧损、变形。
本发明优选地，步骤(3)中所述煤气的通入流量为130-180m3/h，通入压力为0.3-0.6MPa。该优选方案，更利于充分且长时间的辅助焦炭燃烧进行保温。
本发明能够在停炉7天以上时，停炉期间转炉内温度持续稳定在 600℃以上。本发明保温过程中的降温速率在2.5℃/h℃以下。
本发明中，转炉停炉的温度可以在600℃以上。本发明能充分利用初始温度引燃焦炭，实现在较低初始温度下长时间保温。
下面结合具体实施方式对本发明详细阐述。
实施例1
2022年2月17日-2月24日，3#转炉(120吨钢水容量，初始停炉温度为1020℃)停炉保温，具体保温方法如下：
1.停炉前采用溅渣操作，留渣量为约4-5吨。终渣氧化镁大于8.5％，碱度3.6％，TFe量11.2％。炉渣黏着在炉壁保证吸附性，形成炉衬保护层。溅渣结束后将炉渣倒干净，不进行留渣垫渣停炉操作，由于炉渣的强度和抗高温性差，避免开炉后垫的渣出现大面积塌料。
2.倒渣结束后将10吨焦炭(40-60mm规格大焦)，通过料仓加入炉内。焦炭通过炉口入炉后将焦炭平铺于炉体前面，炉体向前摇至90°，使得炉口处于平台前方便于加盖保温，另外也便于后续煤氧枪的放入，后停止转动炉子。
3.焦炭入炉后由于炉内还处于1000℃以上高温，利用炉内余热引燃焦炭作为烘炉热量来源。预热引燃进行保温烘烤无需再进行吹氧助燃。
4.焦炭入炉后，在炉子停止转动后，1小时内利用行车吊运炉口加盖保温装置，对转炉炉口进行封闭保温，减少转炉炉口的热量损失，延缓转炉炉膛降温速度。加盖保温无需进行焊接密封处理。
5.保温盖上水平穿设有煤氧枪，烘炉保温使用煤气，杜绝使用氧气烘炉。烘炉时避免煤气浪费，当炉内温度≤500℃时，开始150m3/h流量、压力为0.5MPa的煤气烘烤，直至炉内温度大于800℃时关闭煤气，炉内及炉壁每2小时测温一次，煤氧枪提供的煤气的使用，可以辅助焦炭加热烘烤，并提供一定热量。
上述整个保温过程，转炉底吹氮气，使用氮气200m3/h。
整个保温过程中随不同停炉时间而变化的炉内温度如下表1所示。
实施例2
2022年2月4日-2月10日1#转炉(120吨钢水容量，初始停炉温度为1105℃)停炉保温，其保温方法按照实施例1进行，不同的是，大焦用量为6吨。
整个保温过程中随不同停炉时间而变化的炉内温度如下表1所示。
对比例1
2022年3月1日-3月5日1#转炉(120吨钢水容量，初始停炉温度为 1085℃)停炉保温，其保温方法按照实施例1进行，不同的是，大焦用量为5吨，且未使用煤氧枪煤气烘烤，即不进行实施例1的步骤5。
整个保温过程中随不同停炉时间而变化的炉内温度如下表1所示。
对比例2
2022年3月6日-3月10日3#转炉(120吨钢水容量，初始停炉温度为1077℃)停炉保温，其保温方法按照实施例1进行，不同的是，不使用大焦，而是直接使用煤氧枪烘烤，其他同实施例1。
整个保温过程中随不同停炉时间而变化的炉内温度如下表1所示。
表1
Figure BDA0003738843740000091
通过上述实施例1-2可以看出，本发明的方法能够在停炉172小时或以上时进行保温，后期温度可以稳定在600℃以上，保温效果明显。本发明通过炉内余热引燃焦炭产生烘炉热量，并利用炉盖保温，加以煤氧枪煤气烘烤减少热量的损失，能保证炉膛温度长时间在要求范围；且未出现渣层脱落及炉衬砖之间产生缝隙等现象。
而对比例1中，未使用煤氧枪煤气烘烤的方案，在96小时后炉内温度开始快速下降至600℃以下，无法实现更长时间的保温。对比例2中，未使用大焦的方案，在120小时时温度下降至422℃，无法满足保温温度要求，无法实现更长时间的保温。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种转炉长时间停炉的保温方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)停炉前采用溅渣操作，使得渣粘附在转炉炉壁上，形成炉衬保护层；溅渣操作结束后，将转炉内未粘附的炉渣向外倒干净；
(2)将焦炭加入转炉内，且将焦炭平铺于炉体前面，将转炉炉体向前摇至一定角度使得转炉便于后续与加盖保温装置契合密封，然后停止转动；在所述停止转动后的1h内，采用加盖保温装置对转炉炉口进行封闭保温；
(3)将步骤(2)得到的转炉进行保温，在所述保温中利用转炉内余热引燃焦炭作为烘炉保温的持续热量来源；且，在所述保温过程中，当转炉内温度不大于500℃时，打开煤气进行辅助烘烤，直至炉内温度大于800℃时关闭煤气；
其中，整个停炉期间，均进行转炉底吹氮气且流量为150-250m3/h。
2.根据权利要求1所述的保温方法，其特征在于，步骤(1)中，相对于110-130吨钢水容量的转炉，所述溅渣操作使得形成所述炉衬保护层的留渣量为4-6吨。
3.根据权利要求1所述的保温方法，其特征在于，步骤(1)中，采用终渣和任选的含镁调节剂进行所述溅渣操作，所述终渣和任选的含镁调节剂形成的渣料满足：以渣料总质量计，氧化镁含量不小于8％，碱度不小于3.5％，TFe量为8-11.5％。
4.根据权利要求3所述的保温方法，其特征在于，所述含镁调节剂选自镁球、轻烧白云石、生白云石、轻烧菱镁矿、菱镁矿中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的保温方法，其特征在于，步骤(2)中，所述焦炭的用量随停炉天数的增长而增加，增加幅度为1-2吨/天。
6.根据权利要求1所述的保温方法，其特征在于，步骤(2)中，所述焦炭的用量满足：在停炉时间为2-3天时，控制焦炭用量在3-4吨；在停炉时间为4-6天时，控制焦炭用量在5-8吨；在停炉时间为7天以上时，控制焦炭用量在8-10吨。
7.根据权利要求1所述的保温方法，其特征在于，步骤(2)中，所述加盖保温装置中水平穿设有煤氧枪，用于提供煤气。
8.根据权利要求1所述的保温方法，其特征在于，步骤(2)中，所述焦炭的粒径在40-60mm。
9.根据权利要求1所述的保温方法，其特征在于，步骤(3)中所述煤气的通入流量为130-180m3/h，通入压力为0.3-0.6MPa。
10.根据权利要求1所述的保温方法，其特征在于，在停炉7天以上时，停炉期间转炉内温度持续稳定在600℃以上。
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