CN115478125B - 一种用于转炉的快速补炉方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于钢铁冶金炼钢技术领域，尤其涉及转炉工序，具体涉及一种用于转炉的快速补炉方法，本发明利用自流料和砖料各自的特点，将两者配合起来对溅渣形成的溅渣层的薄弱位置进行进一步的填补，形成防护层，增强了溅渣层的耐用性。镁砂材质自流料在炉内高温下能迅速熔化，并具有良好的流动性的特点，能在较短时间内流动填充到溅渣层细小凹坑位置，对炉衬薄弱位置进行维护。而镁碳材质的砖料耐高温、粒度合适，能够快速分布在炉衬溅渣层较大凹坑部位，发挥骨架的作用，在自流料的进一步填充作用下，形成更好的长效烧结层，起到维护炉衬的作用，经应用后，本发明能实现转炉短时间烧结、长时间有效的补炉目的。
Description
技术领域
本发明属于钢铁冶金炼钢技术领域，尤其涉及转炉工序，具体涉及一种用于转炉的快速补炉方法。
背景技术
补炉操作是指对在用转炉因突发性局部破坏或易损坏、易侵蚀部位进行的停炉或不停炉修理作业。一般采用不定型耐火材料做为补炉料。补炉通常有热补和冷补两种方法，由于生产节奏需要连续性，绝大部分转炉采用热补，主要用于转炉炉衬内部的临时性修补，原理是用与基体成分相近的耐火材料对侵蚀异常部位修补成型。转炉传统的护炉方法是通过镁碳砖、大面料等补炉、喷补措施进行补炉。每次补炉均需要时间进行烧结，用时60～90分钟，护炉时间长、护炉成本高，而且影响生产衔接不稳定。
目前大部分钢厂采用溅渣护炉技术，原理是利用MgO含量达到饱和或过饱和的炼钢终点渣，通过高压氮的吹溅，冷却、凝固在炉衬表面上形成一层高熔点的熔渣层，并与炉衬很好地粘结附着。溅渣形成的溅渣层耐蚀性较好，同时可抑制炉衬砖表面的氧化脱碳，又能减轻高温渣对炉衬砖的侵蚀冲刷，从而保护炉衬砖，减少喷补材料消耗，提高炉衬使用寿命，但是通过溅渣形成的溅渣层对于在加铁水与废钢时形成的机械冲刷防护效果有限，造成炉衬侵蚀不均衡，当局部侵蚀达到150mm以下时会造成渣面或钢面部位炉衬剥落，此时为保证炉衬寿命必须用耐材进行补炉。
现有的补炉方法中采用的耐材主要为生铁块和大面补炉料，但是由于生铁块是铁水凝固后模铸而成的块状物，一是加入炉内后只能短暂粘附在渣层表面，短时间内起到抗冲击的作用，有效时间较短，且铁块补炉后均匀性较差，渣层内许多凹坑无法保证填充。二是铁块补炉失效后，即一旦铁块熔化相当于炉内铁水增多，很容易造成转炉终点碳含量超出工艺技术标准，出现成分不合格的事故。三是铁块补炉有较大安全风险，因为在出钢时钢面粘附的铁块很容易掉落至炉内液渣层，造成红渣从炉口喷出。
而大面补炉料虽然具有良好的流动性，在高温熔化后能尽量填充渣层凹坑，但缺点是易烧损，烟气大，烧结后强度低，与渣层结合程度较差，补炉有效时间短。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于转炉的快速补炉方法，利用自流料和砖料对溅渣形成的溅渣层的薄弱位置进行进一步的填补，形成更好的长效烧结层，由于烧结时间短，因此实现了炼钢工序的快速补炉，对钢铁厂生产组织稳定和炉体维护意义重大。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于转炉的快速补炉方法，包括以下步骤：
S1、转炉出钢结束后，先进行溅渣护炉，再利用补炉材料进行补炉，所述补炉材料包括镁砂材质的自流料和镁碳材质的砖料，为了保证两者加入后在炉内有充分的烧结效果，自流料和砖料按2:1～4:1.5重量配比；
自流料的特点是在炉内高温下能迅速熔化，并具有良好的流动性，能在较短时间内流动填充到溅渣层细小凹坑位置，对炉衬薄弱位置进行维护；镁碳材质的砖料特点是耐高温，粒度合适，镁碳材质高温抗折强度高，砖料合适的粒度能够快速分布在炉衬溅渣层较大凹坑部位，发挥骨架的作用，在自流料的进一步填充作用下，形成更好的长效烧结层，起到维护炉衬的作用，因此两者混合搭配能充分发挥两者的优势，达到更好的防护效果；上述配比是根据现场多次试验后得出，低于这个配比则自流料不足，炉衬溅渣层中细小凹坑填充不足，砖料和溅渣层结合效果也不理想，同理，高于这个配比时砖料不足，整个补炉料的烧结层强度偏低，不能满足要求；
S2、自流料、砖料按照先后顺序加入转炉中，调整转炉的角度，使补炉料均匀覆盖到需要填补的位置；自流料、砖料按照先后顺序加入转炉中，便于自流料先加入到炉内打底；先让自流料打底，是为了让自流料先进入炉内后先接触溅渣层，待其熔化后能迅速流入细小凹坑进行填充，达到对溅渣层薄弱部位的一种细补效果；
S3、转炉摇至零位，对补炉料进行吹扫，然后烧结使补炉料与炉衬溅渣层粘结在一起。
本发明的技术方案还有：其中自流料成分重量百分比组成中MgO≥75％，C≥4％，粒度为1～3mm；砖料成分重量百分比组成中MgO≥74％，C≥13％，高温抗折强度≥9Mpa，体积密度≥2.9g/cm3，粒度为10～15cm。自流料用于对溅渣层细小凹坑位置的填补，因此粒度控制在1～3mm，能够更好的起到填补效果；而砖料用于填补炉衬溅渣层较大凹坑部位，发挥骨架的作用，并且需要与自流料配合使用，通过对砖料的高温抗折强度和粒度的进一步限定，能够达到更佳的补炉效果，依据是在现场使用的耐材质量基础上考虑的，达到上述指标的砖料，补炉效果会更好。
本发明的技术方案还有：步骤S2中，转炉先摇炉至60°～70°，将补炉料一次性倒入炉内，然后向后摇炉至-60°～-50°，再摇炉至零位。摇炉是为了倒入混合补炉料后能让补炉料在炉内熔池部位均匀覆盖，尽可能的扩大补炉范围，同时避免补炉料堆积问题出现，角度是根据补炉位置的需要灵活调整，因为转炉炉衬薄弱部位一般就在熔池部位，所以在这个角度范围即可达到覆盖的效果。
本发明的技术方案还有：步骤S2中，补炉材料放入转炉用废钢斗内，并将自流料放置在废钢斗前端，砖料放在后方。将自流料和砖料按照前后位置放在同一废钢斗内，一次性加入转炉，能够缩短补炉料的准备时间和停炉的时间，有助于提高补炉效率。
本发明的技术方案还有：步骤S3中，氧枪下降至距离转炉炉内底部2.1～2.3m的位置，开氮气或惰性气体吹扫2～3s后提枪，氮气或惰性气体压力为1.6～1.8Mpa。目的是使补炉材料能更均匀的覆盖在转炉熔池部位，因为氧枪吹气体时是向下360°吹扫，所以炉底部位的砖料能在气流作用下沿渣层方向自然扩散填充，实现较为均匀的覆盖效果，最后对补炉材料进行烧结，使其与炉衬溅渣层充分粘结，实现转炉快速补炉的目的，利用氮气或惰性气体吹扫，能够减少对炉衬的损坏。
本发明的技术方案还有：步骤S1中，计划补炉时，转炉上一炉次出钢结束后先进行倒渣操作，当转炉炉内剩余的炉渣满足少渣冶炼工艺要求后，再进行溅渣护炉，具体的，要求炉倾角度在110°，约10s后结束倒渣操作。溅渣护炉是利用转炉本身的炉渣进行护炉，而补炉是在其基础上进一步提高炉衬厚度，达到更好的护炉效果。倒渣操作是为了转炉留渣工艺考虑，转炉留渣操作是为了降低转炉渣料消耗，提高冶炼时成渣效率的一项技术，倒渣10s后转炉炉内剩余的炉渣就能满足少渣冶炼工艺要求。
本发明技术先进，设计合理，能够满足钢铁厂炼钢工序转炉快速补炉方法要求。经过实际应用，该工艺设计在120t顶底复吹转炉应用效果良好，补炉部位经10小时连续生产后仍然有效覆盖在炉衬溅渣层，保护了熔池的薄弱部位，大大降低了异常侵蚀炉衬的事故，为稳定转炉生产创造良好的条件，较常规使用的生铁块、大面料等补炉方法优势明显。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明利用自流料和砖料各自的特点，将两者配合起来对溅渣形成的溅渣层的薄弱位置进行进一步的填补，形成防护层，增强了溅渣层的耐用性。镁砂材质自流料在炉内高温下能迅速熔化，并具有良好的流动性的特点，能在较短时间内流动填充到溅渣层细小凹坑位置，对炉衬薄弱位置进行维护。而镁碳材质的砖料耐高温、粒度合适，能够快速分布在炉衬溅渣层较大凹坑部位，发挥骨架的作用，在自流料的进一步填充作用下，形成更好的长效烧结层，起到维护炉衬的作用，经应用后，本发明能实现转炉短时间烧结、长时间有效的补炉目的。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细描述：
本发明中的自流料和砖料均为市购产品，其中，自流料成分重量百分比组成中MgO≥75％，C≥4％，粒度为1～3mm；砖料成分重量百分比组成中MgO≥74％，C≥13％，高温抗折强度≥9Mpa，体积密度≥2.9g/cm3，粒度为10～15cm。
实施例1
一种用于转炉的快速补炉方法，包括以下步骤：
S1、转炉出钢结束后，先进行溅渣护炉，再利用补炉材料进行补炉，然后自流料和砖料按2:1重量配比，提前放入转炉用废钢斗内，并将自流料放置在废钢斗前端，砖料放在后方。
S2、转炉摇炉至60°，将废钢斗内混合补炉料一次性倒入炉内，然后向后摇炉至-50°，再摇炉至零位。
S3、氧枪下降至距离转炉炉内底部2.1m的位置，开氮气吹扫2s后提枪，氮气压力为1.6Mpa，最后让补炉材料在炉内烧结30min，使其与炉衬溅渣层充分粘结，实现转炉快速补炉。
实施例2
一种用于转炉的快速补炉方法，包括以下步骤：
S1、转炉出钢结束后，先进行溅渣护炉，再利用补炉材料进行补炉，然后自流料和砖料按4:1.5重量配比，提前放入转炉用废钢斗内，并将自流料放置在废钢斗前端，砖料放在后方。
S2、转炉摇炉至70°，将废钢斗内混合补炉料一次性倒入炉内，然后向后摇炉至-60°，再摇炉至零位。
S3、氧枪下降至距离转炉炉内底部2.3m的位置，开氮气吹扫3s后提枪，氮气压力为1.8Mpa，最后让补炉材料在炉内烧结30min，使其与炉衬溅渣层充分粘结，实现转炉快速补炉。
对比例1
生铁块补炉的方法：转炉出钢后，先进行溅渣操作，炉长根据终点渣量情况控制溅渣时间，不可将炉渣溅干。然后摇炉至60°左右，将预先准备的生铁块装入废钢斗内，数量在3t左右，一次性倒入炉内，然后继续摇炉至100°左右，静止烧结30～40min左右，然后继续生产下一炉钢水。
对比例2
大面料补炉的方法：转炉出钢后，先进行溅渣操作，尽量将炉渣溅干。然后摇炉至60°左右，将预先准备的1～2t大面料装入废钢斗内，一次性倒入炉内，然后继续摇炉至-60°左右，根据大面料数量，能够再前后各摇炉一次，然后静止烧结30～50min左右，然后继续生产下一炉钢水。
表1性能对比表
| 补炉时间，min | 补炉后的耐用炉数，炉 | 成本，元 | |
| 实施例1 | 30 | 35 | 8000 |
| 实施例2 | 30 | 31 | 7300 |
| 对比例1 | 30-40 | 10 | 8500 |
| 对比例2 | 30-50 | 7 | 6000 |
如表1所示，与生铁块补炉和大面料补炉相比，本发明补炉时间更短，补炉后的转炉使用时间更长，提高了转炉冶炼的效率和使用寿命，本发明创新性的提出能快速烧结且能长效护炉的材料和方法，利用自流料和砖料各自的特点，将两者配合起来对溅渣形成的溅渣层进一步进行填补，其中，自流料迅速熔化，由于具有良好的流动性的特点，能在较短时间内流动填充到溅渣层细小凹坑位置，对炉衬薄弱位置进行维护。而砖料耐高温、粒度合适，能够快速分布在炉衬溅渣层较大凹坑部位，发挥骨架的作用，在自流料的进一步填充作用下，形成更好的长效烧结层，使溅渣层更加耐用，起到维护炉衬的作用，并且自流料和砖料能够快速烧结，保证实现快速补炉，缩短补炉时间。
Claims (5)
1.一种用于转炉的快速补炉方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、转炉出钢结束后，先进行溅渣护炉，再利用补炉材料进行补炉，所述补炉材料包括镁砂材质的自流料和镁碳材质的砖料，自流料和砖料按2:1~4:1.5重量配比；
S2、自流料、砖料按照先后顺序加入转炉中，调整转炉的角度，使补炉料均匀覆盖到需要填补的位置；
S3、转炉摇至零位，对补炉料进行吹扫，然后烧结使补炉料与炉衬溅渣层粘结在一起；
所述自流料成分重量百分比组成中MgO≥75%、C≥4%，粒度为1~3mm；砖料成分重量百分比组成中MgO≥74%、C≥13%，高温抗折强度≥9Mpa，体积密度≥2.9g/cm3，粒度为10~15cm。
2.根据权利要求1所述的用于转炉的快速补炉方法，其特征在于：步骤S2中，转炉先摇炉至60°~70°，将补炉料一次性倒入炉内，然后向后摇炉至-60°~-50°，再摇炉至零位。
3.根据权利要求2所述的用于转炉的快速补炉方法，其特征在于：步骤S2中，补炉材料放入转炉用废钢斗内，并将自流料放置在废钢斗前端，砖料放在后方。
4.根据权利要求1所述的用于转炉的快速补炉方法，其特征在于：步骤S3中，氧枪下降至距离转炉炉内底部2.1~2.3m的位置，开氮气或惰性气体吹扫2~3s后提枪，氮气或惰性气体压力为1.6~1.8Mpa。
5.根据权利要求1所述的用于转炉的快速补炉方法，其特征在于：步骤S1中，计划补炉时，转炉上一炉次出钢结束后先进行倒渣操作，当转炉炉内剩余的炉渣满足少渣冶炼工艺要求后，再进行溅渣护炉。
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