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吉林电子信息职业技术学院毕业论文 毕毕毕毕 业业业业 设设设设 计（论文）计（论文）计（论文）计（论文） 学 校： 专 业： 冶金技术 班 级： 学 生： 学 号： 指导教师： 吉林电子信息职业技术学院毕业论文 摘要摘要 溅渣护炉技术作为一项工艺简单、综合经济效益高的新技术，正别外国许多 厂家推广、使用，分析了该技术的优势及存在的问题和解决办法，以及该技术 的应用现状和应用前景。 转炉溅渣护炉是在出钢后，将转炉内留渣的粘度和氧化镁含量调整到合适的 范围，在车间原有的氧枪或另设专用喷枪，向氧化镁含量、高粘度的炉渣喷一 定压力和流量的氮气，将粘渣吹溅到炉衬上全面涂挂、冷却、凝固成一层炉渣 质的保护层，避免了在冶炼时炉衬和炉渣的直接接触，从而起到减缓耐火材料 的蚀损，延长转炉炉龄的作用。溅渣护炉作为一项实用技术，经过国内外许多 钢厂实践后，对提高转炉炉龄和降低耐火材料消耗的效果非常显著。 关键词关键词：溅渣护炉；转炉；应用 吉林电子信息职业技术学院毕业论文 目目 录录 1 1 存在问题及解决办法存在问题及解决办法 1 1 2 2 溅渣护炉工艺的冶金因素及其优势溅渣护炉工艺的冶金因素及其优势 2 2 3 3 国外溅渣炉技术的发展国外溅渣炉技术的发展3 3 4 4 国内转炉炉龄现状及溅渣护炉技术的发展国内转炉炉龄现状及溅渣护炉技术的发展5 5 5 5 应用现状及应用前景应用现状及应用前景6 6 致谢信致谢信 7 7 参考文献参考文献8 8 吉林电子信息职业技术学院毕业论文 1 1 存在问题及解决办法存在问题及解决办法 任何一项技术的应用不可能没有缺陷，在一些早期设备上，氧枪结瘤就是一 个问题。溅渣技术使用后，往往使枪结瘤出现次数增加。实践证明，在溅渣过 程中，若炉内残留少量钢水，氧枪结瘤将更加严重。解决这个问题，有几种方 法证明是有效的。第一，有充足冷却水的炉子不出现结瘤问题；第二，将用于 吹炼的热氧枪移走，换上冷枪完成溅渣，氧枪结瘤几乎完全消除。这表明氧枪 结瘤与温度和热量的传递有关。渣子和冷枪的表面结合并不紧密，如果在溅渣 时冷凝钢不出现在氧枪上，那就不会再氧枪上形成粗糙的外壳以使炉渣粘附其 上。溅渣后将氧枪停放在支架上，形成的渣壳将冷却，并与氧枪分离，脱落。 使用底吹搅拌技术的 BOF 转炉对溅渣技术的应用提出了新的要求。在溅渣时炼 钢工必须小心，不能使炉底的渣太多；氮气的流速必须足够高，以便将炉渣吹 离炉底；另外要调整经过透气砖喷吹气体的压力、流量。最终，随着炉衬寿命 的提高，额外的操作需要增加辅助设备的使用寿命，如 BoF 炉的烟罩、钢包车 和轨道等设备。当这被认为是一个迫切需要解决的问题时，就要求计划停炉检 修以保持和延长这些设备的寿命。在转炉从新砌筑时，这项工作的实施刻不容 缓，因为过去被认为是正常的周期不再出现，而且炉衬不会因为耐材问题而被 拆卸。 2 2 溅渣护炉工艺的冶金因素及其优势溅渣护炉工艺的冶金因素及其优势 溅渣护炉工艺的步骤如下：（1）钢水从转炉浇入大包；（2）炼钢工目测炉 渣以确定是否应向炉内加入添加料，同时也观察炉衬已决定那些特殊部位需要 特别处理；（3）摇动转炉将装料侧和出钢侧炉衬挂上一层渣；（4）将氧枪下 降到预定位置并切换成氮气。氮气射流与以设计好的氧枪射流相似；（5）氧枪 的高度由计算机或炼钢工控制，以便炉渣涂满整个炉膛，或者氧枪保持在一固 定位置，使炉渣涂挂在特殊部位，处理时间由炼钢工控制决定；（6）关掉氮气， 移走氧枪，将炉内残留的炉渣倒入渣罐；（7）氧气顶吹转炉准备装料进行下一 炉的冶炼。在倒炉过程中，由操作工取样、测量熔池地温度、检查炉衬状况。 在引进渐渣护炉时曾考虑的冶金因素包括可能引起钢中磷或硫含量的增加， 吉林电子信息职业技术学院毕业论文 但目前实践中还没有此种现象发生。使用高 MgO 炉渣护炉对炼钢工作者来说是 一个挑战。用于溅渣护炉的高 MgO 炉渣必须与整个炼钢过程保持平衡。为了减 少高 MgO 炉渣对高牌号钢种去 P 的影响，有必要使用高炉容比，同时减少渣中 发 MgO 的含量。在吹练末期，由于有溅渣护炉设备，所以可利用氮气进行合金 化，这是冶金上的一个好处。这时供氮系统需要增加阀门和控制设置以便氮氧 混合时钢水氮化。这样节约昂贵的含氮铁合金，且获得同样的氮化结果。目前， 有三个炼钢车间正在采用氮气进行氮气合金化。 转炉采用溅渣护炉操作时，炉衬的溅渣层在下一护炼钢过程中熔入炉渣中， 与留渣法德冶金过程相近， 吹练初期碱度低，MgO 在渣中未达到饱和，有加速初期渣形成的作用。吹练 中期和后期，渣中 MgO 含量达到饱和和值或超过饱和值不多时，对炉渣的流动 性影响不大。对于宝钢溅渣护炉吹炼过程中的炉渣过热度进行了测定，吹练初 期炉渣过热度为 60-80，吹炼中期为 120-140，吹炼后期为 200-240。与 未溅渣护炉时相比，吹炼前期、中期炉渣过热度基本相同，吹炼后期较未溅渣 时低 30，但仍能保持炉渣具有正常的流动性。当渣中 MgO 含量超过其饱和值 过多时，炉渣过粘，将影响脱磷、脱硫作用。 溅渣护炉时渣中 MgO 比未溅渣时平均高 3.5%，炉渣碱度降低 0.7%。这种成分 的炉渣可以满足脱磷、脱硫要求，又可大幅度提高炉龄。 溅渣护炉的优点很多。几乎所有完成整个炉役溅渣护炉操作的炼钢工都反映， 在喷补料消耗不增加的情况下，炉衬寿命翻番。事实上一些使用者反映消耗也 减少了 2/3。由于喷补费用减少和炉衬寿命提高，时耐材花费降低到 0.45 美元 /t。另一个很重要的优点是炉子利用率提高，从而提高了生产率。对于一个拥 有两座 250t 炉子的炼钢车间来说，一天生产 40 炉钢。若每年减少一个炉役 （一个炉役停产 10 天） ，每年可多生产 5 万 t 钢。对于一个炉衬损坏、变形的 炉子，其寿命的延长，获得一个附加优点，即炉子容积增大，减少了喷溅，提 高了金属收得率。采用溅渣护炉时吹炼终点钢中磷、硫平均含量与未溅渣时基 本相同（相差 0.0005%） 。溅渣护炉时磷、硫含量的标准差都低于未溅渣炉次。 这表明采用溅渣护炉时吹炼终点钢中磷、硫含量波动小。 3 3 国外溅渣炉技术的发展国外溅渣炉技术的发展 吉林电子信息职业技术学院毕业论文 溅渣护炉蚀提高转炉炉龄的一项重要技术。它开发于 20 世纪 70 年代，其不 但可提高生产率，减少操作得用，而且不需大量投资，较好的解决了炼钢生产 中生产率与成产成本的矛盾。溅渣护炉时，高压氮气通过氧枪以很高的流速喷 向颅内的剩余炉渣，将炉渣溅起后，覆盖在炉衬上，再经冷却、凝固、形成固 态自消耗式耐火材料层。其不仅降低了氧气炼钢转炉护炉的消耗量，也减少了 炉衬喷补材料的消耗，提高了炉衬寿命和转炉利用率。该技术可成功地应用于 出钢后炉内仅剩炉渣的情况。对于不同的炉内溅渣面积，可采用不同的喷吹操 作。 溅渣护炉技术起初由美国国家钢公司大湖分厂的 Praxaira 开始研究。该技术是 氩氧吹炼工艺（AOB）专利研究工作的一部分，1982 年 Praxaira 申报了溅渣护 炉技术专利。在国家钢公司的大湖分厂和耐特城分厂采用了该技术，但由于 80 年代耐火材料供应商改善了耐火砖的质量，同时炼钢车间也采用了非常积极的 方式来提高炉衬寿命和转炉利用率，股溅渣护炉技术当时没有得到进一步的推 广。 1992 年美国 LTV 公司印第安那钢厂开始使用这项技术，作为整体耐火材料炉 衬维护及改进计划的配套部分，用以提高转炉利用率和减少操作费用。试验期 间，LTV 公司炉衬寿命创 15658 炉的世界纪录，转炉利用率由 1984 年的 78%提 高到 1994 年的 97%，1994 年喷补料的消耗量仅为 0.38kg/t，降低了 66%。由于 旧炉子长期保持成型炉衬，是生产率得到提高，LTV 公司 1998 年最新的炉龄记 录是 25000 炉次。 LTV 钢厂的转炉炉龄已有溅渣钱的 8000 炉次提高到 1995 年的 15658 次， 1997 年已突破 20000 炉次。其中印第安纳钢厂从 1991 年开始将溅渣作为转炉 全面维护的一部分，1994 年该厂 232t 氧气顶吹转炉的炉衬寿命达到 15658 炉， 喷补料消耗降到 0.38kg/t，喷补料成本降低 66%。 美国 2000 年有 12 个转炉钢厂采用溅渣护炉，炉龄一般为 10000 炉以上，内 陆公司第 4 钢厂的一座转炉炉龄 1999 年初已达 33000 炉仍在吹炼。 国外采用溅渣护如美国、加拿大、韩国等国的转炉都以生产优质钢板材为主， 其中 IF 钢占有较大的比例。美国的转炉采用溅渣护炉技术已近 10 年，生产的 钢材质量进过用户长期的考验，溅渣护炉并未影响钢的质量。 吉林电子信息职业技术学院毕业论文 4 4 国内转炉炉龄现状及溅渣护炉技术的发展国内转炉炉龄现状及溅渣护炉技术的发展 我国在 70 年代就已经掌握了造粘性渣挂渣护炉技术。最近几年，转炉渐渣发 护炉技术得到迅速推广，经过几年的实践，获得了较好的效益。渐渣护炉的应 用已经取得了初步结果：宝山钢铁公司 300t 转炉，最高炉龄已达到 10000 炉次 以上；太原钢铁公司 50t 转炉炉龄已经超过 8000 炉次；三明钢铁厂 15t 转炉炉 龄已经超过 10000 炉次；鞍山钢铁公司 90t 转炉达到 10000 炉次以上；武钢的 转炉炉龄已达到 15000 炉次。目前，全国 218 座转炉中已有 68 座采用渐渣护炉 技术，炉龄基本提高 1 倍以上，耐火砖消耗降低 60%，补炉料消耗降低 40%。根 据各厂的实际情况，采用该项技术，吨钢可获经济效益 212 元。渐渣护炉技 术在我国推广之快，发展之迅速，令世界钢铁工业瞩目。 几年来，我国在推广渐渣护炉技术过程中，始终从国内转炉炼钢的特点出发， 研究开发了适宜中国应用，具有中国特点的渐渣护炉技术。国内自主开发的渐 渣护炉成套技术不仅适用 100t 以上的大型现代化转炉，也完全适用于中、小型 转炉；不仅使采用中磷铁水、钒钛铁水的转炉厂也可取得显著的经济效益。我 国在上述领域取得的宝贵经验，不仅丰富和发展了渐渣护炉技术，而且对世界 同类钢厂具有一定的指导意义。 5 5 应用现状及应用前景应用现状及应用前景 溅渣护炉技术由于操作简单迅速，可对转炉炉衬进行规范性的高效维护，从 而减轻冶炼过程中炉衬的侵蚀速度，并使炉衬各个部位的侵蚀趋于均衡，避免 了因炉衬局部损坏而造成的非正常的停炉。太钢渐渣护炉炉实行三段发操作： 前期不渐渣，中期间隔渐渣，后期护炉渐渣。该厂 50t 转炉炉龄由渐渣维护前 的 1419 炉平均提高到 3774 炉，最高炉龄达到 5492 炉，转炉作业率由 1995 年 的 57.04%提高到 1997 年的 60.27%，吨钢成本降低 3.30 元。 目前国内虽然有些钢厂已采用渐渣技术，并获得了一定的效益，但大多数工 厂仍处在试试改改、改改试试的阶段。另外，还可以看到，我国转炉的生产条 件与国外相比，有很大的差异，设备陈旧，工艺落后，炉容量小，即使采用了 渐渣技术，大多数炉龄在 10002000 炉范围。要使渐渣护炉技术在全国范围内 推广应用，还必须结合我国的具体情况，进行更深入的研究工作。 我们应该认识到，我国的溅渣护炉技术仍处于较低的水平，应用还不够广泛。 吉林电子信息职业技术学院毕业论文 但是这一技术的应用所取得的效果是有目共睹的。由溅渣护炉带来的客观经济 效益，引发人们产生了新的观念，即转炉炉龄的提高，不再仅仅取决于耐火材 料的质量，还在于新技术的开发和应用，并预测不久将来有可能出现永久性炉 衬。 致致 谢谢 本论文是在季德静老师精心指导下写完的，我完成了此论文，我也通过此论 文知道了钢铁是怎么练成的，让我掌握了很多知识，这些和季德静老师对我的 帮助是离不开的，谢谢季德静老师。 吉林电子信息职业技术学院毕业论文 参考文献：参考文献： 1朱英雄，转炉渐渣护炉技术（一）朱英雄，转炉渐渣护炉技术（一） ，炼钢，炼钢，2003， （7） 2乐德俊，郑家良，刘永林，渐渣护炉技术在小转炉上的应用乐德俊，郑家良，刘永林，渐渣护炉技术在小转炉上的应用C,中国金属学会中国金属学会 2003 中国钢铁年会论文集（中国钢铁年会论文集（3） ，273-276,2003 3何静莲，浅谈渐渣护炉技术的发展及其现状何静莲，浅谈渐渣护炉技术的发展及其现状J，鞍钢技术，鞍钢技术 2000.5 4唐恒国，转炉渐渣护炉工艺探讨与应用唐恒国，转炉渐渣护炉工艺探讨与应用J.炼钢，炼钢，2000,16（4）