CN115161427A - 一种基于废旧耐火材料的转炉快补方法 - Google Patents

一种基于废旧耐火材料的转炉快补方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于废旧耐火材料的转炉快补方法，包括半钢冶炼造渣、废旧耐火材料快补。本发明节省了废旧耐火材料由厂家回收、再加工、运输等步骤，直接利用废旧耐火材料对转炉进行维护，补炉时间缩短，且补炉效果理想。

Description

一种基于废旧耐火材料的转炉快补方法
技术领域
本发明属于转炉炼钢耐火材料领域，具体涉及一种基于废旧耐火材料的转炉快补方法。
背景技术
转炉冶炼过程中炉内高速气流对炉壁、炉帽等耐材的冲刷，高氧化性的钢水、炉渣对炉衬的氧化熔解、冲刷以及冶炼过程中高温激烈的各种反应对炉衬的冲刷、熔损等物理侵蚀及向炉内加废钢、兑铁水等操作对转炉大面强烈的冲击、磨损等机械冲击，是炉衬耐材侵蚀的主要因素。
玉钢冶炼半钢，热量相对不足，加之冶炼板坯，终点碳低，钢水氧化性强，炉况不理想，经常需要利用补炉料、补炉砖对转炉进行维护，维护时间长、频次多，严重影响转炉效益的提升。
发明内容
为降低转炉维护的费用及缩短冶炼周期，实验多种转炉快补技术，针对现有的生铁快补、钢筋切粒快补、镁石快补、补炉料喷补等技术进行研究，发现操作中有部分缺陷，不利于生产组织及推广使用，因而发明了一种基于废旧耐火材料的转炉快补方法，本发明节省了废旧耐火材料由厂家回收、再加工、运输等步骤，直接利用废旧耐火材料对转炉进行维护，补炉时间缩短，且补炉效果理想。
本发明的技术方案具体如下：
一种基于废旧耐火材料的转炉快补方法，包括如下步骤：
步骤（1）半钢冶炼造渣
需要补炉的炉次，保证钢水出尽；
废钢用量根据半钢成分、温度按废钢用量参考表要求减量，使热量略有富裕，保证一倒温度合格或一倒出钢，终渣FeO≤18%；
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，终渣MgO≥9%；
步骤（2）废旧耐火材料快补
收集上炉役捣拆下的炉衬砖及钢包的包衬砖；
补炉前做好炉渣，渣中MgO含量大于9%以上，渣中FeO≤18%，炉渣碱度3.5～5.0；
提前准备好废旧耐火材料，对块度较大的进行一定的破碎；
根据要补的位置确定转炉角度，倒入废旧耐火材料后立即摇动炉子，使炉渣淹没废旧耐火材料，静置2～3分钟；
摇起转炉正常溅渣，炉渣未干透有一定的流动性时提枪，进行摇炉挂渣，确保后渣干燥后兑铁进行下炉钢的冶炼。
进一步地，步骤（2）之后还包括步骤（3）溅渣护炉操作：
调渣：终点C≤0.04%的炉次，出完钢摇正后加入50～80kg焦末、100～150kg轻烧调渣；
开始溅渣时，先低枪位冷却炉渣，将高温炉渣迅速冷却，将其形态和组织固化，有利于提高炉渣强度，同时有利于下一步溅渣操作，形成高强度溅渣层；
溅渣过程中，控制好枪位：低枪位溅炉身，高枪位溅熔池，先冷却炉渣，然后抬高枪位，在溅渣过程中，根据炉口渣粒情况缓慢降枪，实现由熔池到炉身，均匀被渣层覆盖；
挂渣，溅完渣后，利用生产间隙前后摇炉挂渣，高黏度炉渣挂在倒渣面，减轻兑铁水、废钢时对炉衬的冲击。
进一步地，步骤（1）中，需要补炉的炉次，总装入量按58±1吨控制，保证钢水出尽。
进一步地，废旧耐火材料是上炉役捣拆下的炉衬砖及钢铁包的包衬砖，其中，镁碳砖的MgO含量≥72%，镁砖的MgO含量≥89%，铝镁碳砖的Al2O3+MgO含量≥71%，常温耐压强度≥35MPa，以上均为质量分数。
进一步地，步骤（2）中，转炉角度中，补倒渣面角度65°～75°，补炉底角度45°～55°。
进一步地，步骤（3）中，开始溅渣时，先低枪位冷却炉渣20-30秒，将高温炉渣迅速冷却，将其形态和组织固化，有利于提高炉渣强度，同时有利于下一步溅渣操作，形成高强度溅渣层；
进一步地，步骤（1）中，石灰与轻烧加入比例按1：1.3控制，终渣MgO≥9%。
进一步地，步骤（1）中，渣料在8分钟以前加完。
本发明中：
关于废旧耐火材料的选择：炼钢厂废旧耐火材料是上炉役捣拆下的炉衬砖及钢铁包的包衬砖，其中镁碳砖MgO含量≥72%，镁砖MgO含量≥89%，铝镁碳砖（Al2O3+MgO）含量≥71%，常温耐压强度≥35MPa，具有耐高温抗氧化等特性，能较好的修补转炉受损部位。
关于废旧耐火材料快补的操作：平时收集转炉捣炉拆下的炉衬砖及钢铁包包衬砖，补炉前一炉做好炉渣，炉渣作稠作黏，渣中MgO含量≥9%以上，渣中FeO≤18%，炉渣碱度3.5～5.0；提前准备好废旧耐火材料，对块度较大的进行一定的破碎，保证其干净、干燥，用量1吨左右；根据需要修补的位置确定转炉角度，倒入废旧耐火材料后立即摇动炉子，使炉渣淹没废旧耐火材料，静置2～3分钟左右；摇起转炉正常溅渣，炉渣未干透具有一定的流动性时提枪，进行摇炉挂渣，可多进行几次，确保后渣干燥后兑铁进行下炉钢的冶炼。
废旧耐火材料快补的原理：利用常温下的废旧耐火材料将高温转炉炉渣快速冻结在需要垫补的部位，正常溅渣后，炉渣均匀覆盖在废旧耐火材料上，加上摇炉挂渣操作后，需要垫补的位置渣层较厚，能很好的修补炉衬。废旧耐火材料中焦油含量低，不用烧结凝固，因MgO含量高，耐高温、抗氧化性能好。
稳定转炉冶炼操作：转变维护转炉的思维，以稳定操作为主，补炉为辅。根据半钢成分、温度制定半钢、废钢装入制度，使热量平衡略有富余，提高操作技能水平，提高一倒出钢率，减少后吹避免钢水过氧化对炉衬的侵蚀；根据冶炼钢种控制渣料加入量，保证炉渣脱P碱度及炉渣MgO含量要求，石灰与轻烧加入比例按1:1.3控制，终渣MgO≥9%；坚持炉壳温度检测制度，每班测量炉壳温度3次以上，对炉壳温度及时把控，发现炉况异常及时利用废旧耐火材料进行的重点维护；溅渣过程根据终点炉渣情况进行调渣，若终点不好，加入焦末、轻烧调渣，提高溅渣效果。
与现有技术相比，本发明的有益效果具体如下：
（1）使用镁质补炉砂补炉（MgO≥68%），每次用量2吨，4000元/吨，补炉成本较高；本发明使用废旧耐火材料只要及时回收，储存，块度大的进行破碎，成本较低。
（2）使用镁质补炉砂补炉（MgO≥68%），需要保证烧结时间，每次需要150分钟，严重影响生产组织，而本发明使用废旧耐火材料快补，可实现转炉不停炉，不影响生产。
（3）使用镁质补炉砂补炉（MgO≥68%），需要把炉渣翻干净，冶炼半钢化渣困难，冶炼过程不理想，补炉料粘接不好，补不上，还存在补炉料坍塌的危险，本发明使用废旧耐火材料快补，全留渣不影响化渣，操作稳定，补炉效果好。不需要对现有装备进行改造。
附图说明
图1是本实施例3中利用废旧耐火材料补炉的效果图。
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
本实施例的基于废旧耐火材料的转炉快补方法，包括如下步骤：
步骤（1）半钢冶炼造渣点
需要补炉的炉次，总装入量按57吨控制，保证钢水出尽；
废钢用量根据半钢成分、温度按废钢用量参考表要求减0.5吨，使热量略有富裕，保证一倒温度合格或一倒出钢，终渣FeO：18%。
渣料加入石灰800kg/炉，轻烧加入1000kg/炉，渣料在7.5分钟加完，渣料化透，终渣MgO：9%。
步骤（2）废旧耐火材料快补
收集上炉役捣拆下的炉衬砖及钢包的包衬砖。
补炉前做好炉渣，渣中MgO：9%，渣中FeO：18%，炉渣碱度3.5。
提前准备好废旧耐火材料，对块度较大的进行一定的破碎，保证其干净、干燥，用量1吨。
根据要补的位置确定转炉角度（补倒渣面角度65°，补炉底角度45°），倒入废旧耐火材料后立即摇动炉子，使炉渣淹没废旧耐火材料，静置3min分钟左右。
摇起转炉正常溅渣，炉渣未干透有一定的流动性时提枪，进行摇炉挂渣，可多进行几次，确保后渣干燥后兑铁进行下炉钢的冶炼。
步骤（3）溅渣护炉
溅渣原则：溅得起、粘得住、耐侵蚀。
调渣：终点C：0.03%的炉次，出完钢摇正后加入50kg焦末、100kg轻烧调渣。
开始溅渣时，先低枪位冷却炉渣30秒，将高温炉渣迅速冷却，将其形态和组织固化，有利于提高炉渣强度，同时有利于下一步溅渣操作，形成高强度溅渣层；
溅渣过程中，控制好枪位：低枪位溅炉身，高枪位溅熔池，先冷却炉渣，然后抬高枪位，在溅渣过程中，根据炉口渣粒情况缓慢降枪，实现由熔池到炉身，均匀被渣层覆盖；
挂渣，溅完渣后，利用生产间隙前后摇炉挂渣，高黏度炉渣挂在倒渣面，可减轻兑铁水、废钢时对炉衬的冲击。
实施例2
本实施例的基于废旧耐火材料的转炉快补方法，包括如下步骤：
步骤（1）半钢冶炼造渣点
需要补炉的炉次，总装入量按58吨控制，保证钢水出尽；
废钢用量根据半钢成分、温度按废钢用量参考表要求减0.8吨，使热量略有富裕，保证一倒温度合格或一倒出钢，终渣FeO：17%。
渣料加入石灰700kg/炉，轻烧加入1100kg/炉，渣料在8分钟加完，渣料化透，终渣MgO：10%。
步骤（2）废旧耐火材料快补
收集上炉役捣拆下的炉衬砖及钢包的包衬砖。
补炉前做好炉渣，渣中MgO：10%以上，渣中FeO：17%，炉渣碱度5.0。
提前准备好废旧耐火材料，对块度较大的进行一定的破碎，保证其干净、干燥，用量1吨。
根据要补的位置确定转炉角度（补倒渣面角度70°，补炉底角度50°），倒入废旧耐火材料后立即摇动炉子，使炉渣淹没废旧耐火材料，静置2.5min分钟左右。
摇起转炉正常溅渣，炉渣未干透有一定的流动性时提枪，进行摇炉挂渣，可多进行几次，确保后渣干燥后兑铁进行下炉钢的冶炼。
步骤（3）溅渣护炉
溅渣原则：溅得起、粘得住、耐侵蚀。
调渣：终点C：0.04%的炉次，出完钢摇正后加入50kg焦末、100kg轻烧调渣。
开始溅渣时，先低枪位冷却炉渣:25秒，将高温炉渣迅速冷却，将其形态和组织固化，有利于提高炉渣强度，同时有利于下一步溅渣操作，形成高强度溅渣层；
溅渣过程中，控制好枪位：低枪位溅炉身，高枪位溅熔池，先冷却炉渣，然后抬高枪位，在溅渣过程中，根据炉口渣粒情况缓慢降枪，实现由熔池到炉身，均匀被渣层覆盖；
挂渣，溅完渣后，利用生产间隙前后摇炉挂渣，高黏度炉渣挂在倒渣面，可减轻兑铁水、废钢时对炉衬的冲击。
实施例3
本实施例的基于废旧耐火材料的转炉快补方法，包括如下步骤：
步骤（1）半钢冶炼造渣点
需要补炉的炉次，总装入量按59吨控制，保证钢水出尽；
废钢用量根据半钢成分、温度按废钢用量参考表要求减1吨，使热量略有富裕，保证一倒温度合格或一倒出钢，终渣FeO：16%。
渣料加入石灰600kg/炉，轻烧加入1200kg/炉，渣料在8分钟加完，渣料化透，终渣MgO：12%。
步骤（2）废旧耐火材料快补
收集上炉役捣拆下的炉衬砖及钢包的包衬砖。
补炉前做好炉渣，渣中MgO：12%:，渣中FeO：16%，炉渣碱度4.0。
提前准备好废旧耐火材料，对块度较大的进行一定的破碎，保证其干净、干燥，用量1吨左右。
根据要补的位置确定转炉角度（补倒渣面角度75°，补炉底角度45°），倒入废旧耐火材料后立即摇动炉子，使炉渣淹没废旧耐火材料，静置2分钟左右。
摇起转炉正常溅渣，炉渣未干透有一定的流动性时提枪，进行摇炉挂渣，可多进行几次，确保后渣干燥后兑铁进行下炉钢的冶炼。
步骤（3）溅渣护炉
溅渣原则：溅得起、粘得住、耐侵蚀。
调渣：终点C：0.06%，出完钢不用调渣，直接溅渣。
开始溅渣时，先低枪位冷却炉渣20秒，将高温炉渣迅速冷却，将其形态和组织固化，有利于提高炉渣强度，同时有利于下一步溅渣操作，形成高强度溅渣层；
溅渣过程中，控制好枪位：低枪位溅炉身，高枪位溅熔池，先冷却炉渣，然后抬高枪位，在溅渣过程中，根据炉口渣粒情况缓慢降枪，实现由熔池到炉身，均匀被渣层覆盖；
挂渣，溅完渣后，利用生产间隙前后摇炉挂渣，高黏度炉渣挂在倒渣面，可减轻兑铁水、废钢时对炉衬的冲击。
如图1所示，废旧耐火材料粘接在需要垫补的倒渣面上，溅渣层覆盖较厚，补炉效果好。
分别使用镁质补炉砂补炉、生铁补炉、废旧耐火材料补炉三种原料补炉，对于生铁，成分的差异对结果影响不大，具体实验效果对比见下表1。
表1
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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 (8)

1.一种基于废旧耐火材料的转炉快补方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤（1）半钢冶炼造渣
需要补炉的炉次，保证钢水出尽；
废钢用量根据半钢成分、温度按废钢用量参考表要求减量，使热量略有富裕，保证一倒温度合格或一倒出钢，终渣FeO≤18%；
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，终渣MgO≥9%；
步骤（2）废旧耐火材料快补
收集上炉役捣拆下的炉衬砖及钢包的包衬砖；
补炉前做好炉渣，渣中MgO含量大于9%以上，渣中FeO≤18%，炉渣碱度3.5～5.0；
提前准备好废旧耐火材料，对块度较大的进行一定的破碎；
根据要补的位置确定转炉角度，倒入废旧耐火材料后立即摇动炉子，使炉渣淹没废旧耐火材料，静置2～3分钟；
摇起转炉正常溅渣，炉渣未干透有一定的流动性时提枪，进行摇炉挂渣，确保后渣干燥后兑铁进行下炉钢的冶炼。
2.根据权利要求1所述的基于废旧耐火材料的转炉快补方法，其特征在于：步骤（2）之后还包括步骤（3）溅渣护炉操作：
调渣：终点C≤0.04%的炉次，出完钢摇正后加入50～80kg焦末、100～150kg轻烧调渣；
开始溅渣时，先低枪位冷却炉渣，将高温炉渣迅速冷却，将其形态和组织固化，有利于提高炉渣强度，同时有利于下一步溅渣操作，形成高强度溅渣层；
溅渣过程中，控制好枪位：低枪位溅炉身，高枪位溅熔池，先冷却炉渣，然后抬高枪位，在溅渣过程中，根据炉口渣粒情况缓慢降枪，实现由熔池到炉身，均匀被渣层覆盖；
挂渣，溅完渣后，利用生产间隙前后摇炉挂渣，高黏度炉渣挂在倒渣面，减轻兑铁水、废钢时对炉衬的冲击。
3.根据权利要求1所述的基于废旧耐火材料的转炉快补方法，其特征在于：步骤（1）中，需要补炉的炉次，总装入量按58±1吨控制，保证钢水出尽。
4.根据权利要求1所述的基于废旧耐火材料的转炉快补方法，其特征在于：废旧耐火材料是上炉役捣拆下的炉衬砖及钢铁包的包衬砖，其中，镁碳砖的MgO含量≥72%，镁砖的MgO含量≥89%，铝镁碳砖的Al2O3+MgO含量≥71%，常温耐压强度≥35MPa，以上均为质量分数。
5.根据权利要求1所述的基于废旧耐火材料的转炉快补方法，其特征在于：步骤（2）中，转炉角度中，补倒渣面角度65°～75°，补炉底角度45°～55°。
6.根据权利要求1所述的基于废旧耐火材料的转炉快补方法，其特征在于：
步骤（3）中，开始溅渣时，先低枪位冷却炉渣20-30秒，将高温炉渣迅速冷却，将其形态和组织固化，有利于提高炉渣强度，同时有利于下一步溅渣操作，形成高强度溅渣层。
7.根据权利要求1所述的基于废旧耐火材料的转炉快补方法，其特征在于：步骤（1）中，石灰与轻烧加入比例按1：1.3控制，终渣MgO≥9%。
8.根据权利要求1所述的基于废旧耐火材料的转炉快补方法，其特征在于：步骤（1）中，渣料在8分钟以前加完。
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