控制转炉炉底上涨和炉壁积渣的调渣护炉方法技术

本发明专利技术属于炼钢技术领域，提供一种控制炼钢转炉炉底上涨和炉壁积渣的调渣及溅渣护炉方法，解决目前采用传统溅渣护炉工艺后出现的炉底堆渣上涨和炉壁内衬炉渣堆积导致炼钢炉有效容积变小、炉体重心偏移等问题。本发明专利技术的方法特征是：采用两步调渣方法，第一次调渣是在出钢前，向炉内加入硼泥-镁砂调渣剂，降低渣粘度，可防止出钢过程中的单侧炉壁内衬炉渣堆积和炉底结渣，随后的出钢采用留渣不留钢操作，出钢完成后实施第二次调渣，即向残留在炉内的渣中加入镁碳质调渣剂（焦粉和含氧化镁材料），然后实施溅渣护炉工艺。采用本发明专利技术可以控制转炉炉底上涨和炉壁积渣变厚，保证炉壁厚度均匀性，明显改善溅渣护炉效果，使转炉炉衬寿命大幅度提高。

Slag regulating furnace protection method for controlling furnace bottom rising and slag accumulation on furnace wall

The invention belongs to the technical field of steelmaking and provides a control converter bottom rising and furnace wall slag accumulation adjusting slag and slag splashing method, solve the traditional slag splashing furnace after the furnace wall lining and slag pile up slag accumulation leads to smaller, the effective volume of furnace steelmaking furnace body center of gravity shift etc.. Method of the invention is characterized by two steps: first slag slag method is before tapping, adding to the boron mud - magnesia slag modifier in the furnace, reducing the viscosity of slag, can prevent the accumulation of unilateral wall lining slag during tapping and furnace slag, then tapping the remaining slag without steel the operation, after the completion of the implementation of the second steel slag, namely to residues in the furnace slag adding magnesia slag modifier (including Magnesium Oxide, Jiao Fenhe materials) and the implementation of the slag splashing technology. The invention can control the rise of the bottom of the converter and the thickening of the slag on the furnace wall, ensure the uniformity of the thickness of the furnace wall, obviously improve the slag splashing effect, and greatly prolong the service life of the converter lining.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于钢铁冶炼领域，特别涉及到转炉炼钢过程控制转炉炉底上涨和炉壁积 渣的调渣护炉的方法。
技术介绍
美国LTV钢公司首先专利技术了转炉溅渣护炉方法，该方法是在转炉出钢后留下部分 终渣，并加入适量的调渣剂，使炉渣具有合适的粘度和较高的耐火度，然后用高压氮气喷吹 炉渣，使炉渣溅射粘附到炉壁形成新的耐火抗蚀层，从而达到保护炉衬和提高炉龄的目的； 一般而言，不采用溅渣护炉时的炉龄很少超过5000炉次，但实施溅渣护炉工艺后，炉龄一 般都可以达到万炉以上，甚至达到5万炉以上，因此，溅渣护炉工艺得以广泛推广。溅渣护炉工艺中，加入到转炉的调渣剂一般为MgO和还原剂，MgO可以提高渣的粘 度和烧结点(即耐火度)，还原剂起到还原渣中氧化铁的作用，同样提高渣的粘度和炉渣的 熔点，调质后的炉渣粘度高，有利于炉壁挂渣，且调渣后渣中MgO含量高，耐火度高；但调渣 后也有相应的问题出现问题一是炉底积渣，导致炉底上涨问题，会使炼钢炉熔池上涨，有 效容积减小，容易引发溢钢渣、喷溅等事故；问题二是炉壁倒渣侧积渣导致炉壁增厚严重， 同时出钢侧炉壁变薄，影响溅渣效果和转炉寿命，严重时导致转炉重心偏移，给操控带来困 难；引起炉底积渣的主要原因是渣太粘，熔点高，渣的流动性丧失，没有被高压氮气充分溅 射到炉壁，而是积聚在炉底，或者是渣由于熔点高，到炉壁时已经凝固，无法有效粘附；引起 倒渣侧炉壁增厚的原因也是由于出钢过程中，由于倒渣侧炉壁温度低于渣的熔点，出现粘 渣堆积，另外溅渣护炉以后，转炉倾到倒渣侧装料，也使炉渣向倒渣侧堆积，即出现了倒渣 侧炉壁增厚，而出钢侧炉壁变薄的结果。因此，目前转炉采用溅渣护炉工艺后出现的炉底积渣上涨和倒渣侧炉壁积渣变厚 的原因可以归结为调渣剂中一次加入了大量MgO，且没有使渣中较高含量的氧化铁还原， 导致渣的熔点高，过早丧失流动性，因此难以被高压氮气溅射到炉壁并形成有效粘附，这是 随着炼钢技术发展特别是炼钢炉炉容扩大、出钢时间延长以及为提高钢液质量而采取的低 温出钢和为提高溅渣料熔点而增加调渣剂中MgO的量等一系列因素导致的一个共性难题。现有技术中，中国专利技术专利(申请号03118577. 0，专利技术名称一种控制转炉炉底 上涨溅渣的方法)公开了一种利用萤石调渣并将渣中氧化镁含量控制在9%以下，该方法类 似于洗炉工艺，在使用大量萤石，熔渣中氧化镁含量低而氧化铁含量高的情况下，残渣可以 清除，但炉衬侵蚀严重，不能保证溅渣护炉效果及炉衬寿命。因此，针对目前大容量转炉炼钢出现的炉底积渣上涨和单侧炉壁积渣变厚的问 题，需要研究相应的调渣工艺及溅渣控制技术。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种控制转炉炉底上涨和炉壁积渣的调渣及溅渣护炉方法， 解决目前大容量转炉炼钢出现的炉底积渣上涨和单侧炉壁积渣变厚的问题，从而改善溅渣护炉效果，提高转炉炼钢的效率和使用寿命。本专利技术的目的是通过下列技术方案来实现的一种，其步骤特征如下(1)、在转炉炼钢过程中，倒渣取样测温，钢液的温度及成分合格后在出钢前进行调渣， 即出钢前向炉内加入硼泥-镁砂调渣剂，硼泥与镁砂的重量比控制在1:广3:1的范围，硼泥 与镁砂的最佳配比是控制调渣剂中化03为硼泥-镁砂调渣剂重量的纩3%，MgO为硼泥-镁 砂调渣剂重量的4(Γ50%，调渣剂的加入量为炉内渣重量的10 15%，然后摇正转炉，准备出 钢；(2)、出钢采用留渣不留钢操作，留渣量为转炉体积容量的6 10%；(3)、出钢后，向转炉内加入溅渣护炉用镁碳质调渣剂，镁碳质调渣剂的主要化学成分 为=MgO和焦炭粉，其中MgO可以用镁砂、菱镁球和轻烧白云石中的一种或几种组成，镁碳质 调渣剂的加入量以控制溅渣护炉前炉渣的关键成分指标为MgO为13 17%，氧化铁5 8%;(4)、加入调渣剂后，用氧枪将高压氮气吹入炉内，实施溅渣护炉，溅渣护炉采用的工艺 参数如下吹氮枪枪头与炉底渣面之间的距离控制在0. 5^1. 5m范围内；吹入氮气的压力控 制在1. 2ΜΡεΓ . 5ΜΡ ；吹入氮气的流量为10(Tl50Nm7min ；吹入氮气的时间控制在2 ;3min。采用本专利技术的典型特征是采用两步法调渣工艺，即出钢前对留在转炉的炼钢渣采 用硼泥-镁砂构成的调渣剂调渣(本专利技术中称“一次调渣”)和在出钢后对留在转炉的炼钢 渣采用镁碳质调渣剂调渣(本专利技术中称“二次调渣”)。对调渣剂作用及配加比例的确定详述如下 (1)、一次调渣一次调渣是用硼泥-镁砂作调渣剂，调渣的目的是在增加渣中MgO含量的同时，降低渣 的熔点和粘度，使渣具有较好的流动性，从而控制出钢过程炉渣在倒渣侧炉壁的凝结，主要 的原理是硼泥中的化03以及化03与硼泥中的CaO、MgO等通过复合反应形成的低熔点化合 物如MgOB2O3 (熔点988°C)和CaO-B2O3 (熔点1100°C )，因此，采用硼泥-镁砂调质，既增加 了渣中MgO含量(可减弱渣对炉衬MgO的侵蚀)，又保证了渣具有低熔点和粘度，保证了良好 的流动性，而如果单一采用增加渣中MgO，则会增加渣的熔点，造成出钢过程炉渣返干粘附 在倒渣侧炉壁内衬。硼泥与镁砂的重量比控制在1:广3:1，比较简单的优化配比是2:1，硼泥与镁 砂的最佳配比是控制调渣剂中化03 2^3%, MgO 4(Γ50%，调渣剂的加入量为炉内渣重量的 1(Γ15%，这样既可以增加渣中的MgO，减少渣对炉衬的侵蚀，又可以降低渣的熔点，控制炉壁 粘渣。一次调渣所用硼泥的技术指标脱水后硼泥粉的组成为Mg0M、0%、Si0220^35%, 化032、％，余量为Al2O3等杂质。一次调渣所用镁砂中MgO的含量要大于90%。(2)、二次调渣二次调渣是转炉出钢后，向炉内加入溅渣护炉用氧化镁和焦炭粉组成镁碳质调渣剂， 目的是进一步增加渣中的MgO到符合溅渣护炉的标准，由于渣中有B2O3存在，故可以适当增 加渣中的MgO含量到13 17%，比传统的溅渣护炉工艺中MgO含量纩1 要高，这样溅渣层的 护炉效果提高；焦炭粉的主要作用是还原渣中氧化铁，将渣中氧化铁含量降低到5 8%含量的水平，渣中氧化铁含量低，可以避免生成大量MgOTe2O高熔点物质，这样渣的熔点降低， 可以防止溅渣未完成时就冻结在炉底，造成炉底结渣上涨。二次调渣用的MgO可以用镁砂、菱镁球和轻烧白云石中的一种或几种组成。二次调渣用焦碳粉的技术指标为固定碳>90%，灰分、杂质和水分之和小于10%。本专利技术的优点与现有技术相比较，采用本专利技术的优点如下①采用出钢前和出钢后两步调渣工艺，与传统的一步调渣工艺相比，即增加了渣中 MgO含量，提高了溅渣护炉效果，又可以控制出钢过程中倒渣侧炉堆渣和炉底结渣上涨，转 炉的单炉出钢量提高15%以上；②与现有技术中用萤石洗炉相比，本专利技术不采用萤石，避免了萤石带来的氟污染和萤 石对炉衬耐火材料的侵蚀，提高了溅渣护炉效果和炉衬使用寿命，炉龄提高50%以上；③硼泥是硼砂生产企业的废渣，因此采用本专利技术实现了废弃物的再利用，节约了炉役 中后期的补炉成本，节约炉役后期的喷补料成本；④本专利技术不增加额外的设备和成本，减少了补炉、清渣等时间，提高了转炉的生产效率。综上所述，本专利技术能解决目前转炉炼钢采用溅渣护炉工艺引起的炉底上涨和炉壁 单侧堆渣问题，提高了转炉的生产效率和溅渣护炉效果，同时本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种控制转炉炉底上涨和炉壁积渣的调渣护炉方法，其特征在于：（１）在转炉炼钢过程中，倒渣取样测温，钢液的温度及成分合格后在出钢前进行调渣，即出钢前向炉内加入硼泥－镁砂调渣剂，硼泥与镁砂的重量比控制在１：１～３：１的范围，调渣剂的加入量为炉内渣重量的１０～１５％，然后摇正转炉，准备出钢；（２）出钢采用留渣不留钢操作，留渣量为转炉体积容量的６～１０％；（３）出钢后，向转炉内加入溅渣护炉用镁碳质调渣剂，镁碳质调渣剂的主要化学成分为：ＭｇＯ和焦炭粉，镁碳质调渣剂的加入量以控制溅渣护炉前炉渣的关键成分指标ＭｇＯ　１３～１７％，氧化铁　５～８％为准；（４）加入调渣剂后，用氧枪将高压氮气吹入炉内，实施溅渣护炉。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王宏明，掌道新，陈中华，乐庸亮，闫永其，张廷旺，李桂荣，赵玉涛，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：32