武钢复吹转炉溅渣护炉工艺技术由武汉钢铁集团公司和钢铁研究总院共同研究开发，它是将溅渣工艺技术与复合吹炼技术相结合，利用顶吹氮气溅渣和底吹氮气辅助溅渣的系统工艺技术，这项工艺技术可使底部供气元件一次性寿命同溅渣后的高炉龄同步长寿，产生最大经济效益。

　 该工艺技术曾荣获２００１年国家科技进步二等将和冶金科学技术奖特等奖。２００２年，武钢复吹转炉创造了炉龄２９９４２炉的世界新纪录，复吹比１００％。目前在运行中的转炉底吹状况良好。长寿复吹转炉溅渣护炉技术开发成功后，不仅在武汉钢铁公司得到成功应用，而且先后在国内许多钢厂推广应用。有关技术人员撰文介绍相关情况如下：

　 该项目承担单位经过大量研究，提出利用“炉渣—金属透气磨菇头”保护底吹供气元件，实现长寿的工艺思想，并形成系统的工艺技术，保证炉渣?金属蘑菇头具有良好的透气结构、供气面积和生长高度及抗氧化、耐高温性能；底吹供气流量的调节控制技术，保证炉渣?金属蘑菇头具备足够的流量调节范围，并能在线调整气流量；复吹工艺优化技术，保证炉渣—金属蘑菇头供气达到熔池最佳搅拌条件并取得良好的冶金效果；复吹转炉长寿技术，将溅渣护炉工艺与底吹供气元件维护技术相结合，大幅度提高复吹转炉炉龄。

　 上述技术用于武钢二炼钢装入量为９０吨的复吹转炉，１９９９年创造了１５２０８炉世界复吹转炉最高炉龄纪录，２０００年再创１９２３８炉的世界新纪录，２００２年再创２９９４２炉的世界新纪录。

　 该项目的主要研究内容如下：

　 该项目的关键技术为大幅度地提高复吹转炉底吹供气元件的寿命。大量的研究和实践已证明，复吹转炉底吹供气元件的熔损机理是：

　 气泡反击：吹入熔池的气流以气泡方式进入熔池。气泡脱离供气元件瞬间气流对供气元件周围耐火材料进行冲击的现象称为“气泡反击”。

　 水锤冲刷：是气泡脱离供气元件时引起四周钢水流动，冲刷供气元件周围耐材的现象。气流量越大，水锤现象引起的钢水冲刷侵蚀越严重。

　 凹坑熔蚀：由于气体与钢水的冲刷，在供气元件周围形成凹坑。凹坑越深，对流传热越差，加剧侵蚀作用。

　 为了实现底吹供气元件长寿，使底吹供气元件寿命与溅渣后转炉炉龄同步，应避免底吹供气元件的熔蚀。为实现这一目标，利用溅渣技术，在供气元件端部生成一种“炉渣一金属蘑菇头”。实现以下目标：

　 可以显著减轻“气泡反击”、“水锤冲刷”侵蚀，避免形成“凹坑”；

　 炉渣—金属蘑菇头具有较高的熔点和抗氧化能力，不会在吹炼中熔损；

　 炉渣—金属蘑菇头具有良好的透气性能，可满足炼钢过程中底部供气灵活调整的技术要求；

　 炉渣—金属蘑菇头具备良好的防堵塞性能，不易发生因堵塞使气体流量减小现象；

　 炉渣—金属蘑菇头流出的气体对熔池有良好的搅拌作用。

　 为保证良好的复吹冶金效果，大量研究结果表明，底吹供气元件应符合以下要求：能够按工艺要求及时调节和控制底吹气体流量；底吹气流对熔池产生良好搅拌，缩短混匀时间；流量稳定，压力与流量关系基本保持不变。

　 为适应上述技术要求，生成的炉渣—金属蘑菇头应保持良好的内部结构。

　 金属蘑菇头一气囊带：是开炉初期，由于气流冷却作用，在金属毛细管端部冷凝形成单一的小型金属蘑菇头并在每个金属蘑菇头间形成气囊。

　 放射性气孔带：是在溅渣过程中，气流以射流形式穿透渣层，冷凝后形成。嘲迷宫式弥散气孔带：在放射性气孔带上方，炉渣继续冷凝，由于炉渣—金属蘑菇头长大对气流的阻力加大，使气体的流动受炉渣冷凝不均匀的影响，随机改变流动方向；形成弥散细小的气孔带。

　 迷宫式气孔带流出的气流流股极细，冷凝后形成的气体通道φ≤ｌｍｍ，不仅增加了气流阻力，而且由于炉渣一钢水界面张力的作用，钢水难以浸润，避免了堵塞现象。同时，由迷宫式气孔带流出的气体被炉渣加热？，冷却能降低，使炉渣—金属蘑菇头难以长大。具有上述透气结构的炉渣一金属蘑菇头，可通过控制喷吹压力灵活调整气体流量。炉渣一金属蘑菇头供气和传统集束管式透气砖所形成的气流有明显差别：供气面积增大数倍，单位面积供气强度大幅度降低，无数细小气流汇合成流速很低的气柱。

　 通过水模型测定发现：在同一气量条件下，随供气面积增大，气孔直径变小，熔池混匀时间显著缩短，炉渣一金属蘑菇头供气对熔池的搅拌效果优于集束管式或单管式底吹供气元件。该项目取得以下主要研究成果：

　 一是炉渣—金属蘑菇头快速生成技术：在炉役初期，应尽快形成具有良好透气结构的炉渣一金属蘑菇头，避免底吹供气元件耐火材料的严重侵蚀。因此，要求新炉在短期内尽快形成炉渣一金属蘑菇头。采用溅渣技术，可促进炉渣一金属蘑菇头生长：溅渣时，炉内没有过热金属，炉温低，有利于气流冷却形成炉渣一金属蘑菇头；溅渣过程中顶吹氮气射流迅速冷却液态炉渣—金属蘑菇头，降低了炉渣的过热度；溅渣中可大幅度提高底吹供气强度，有利于形成放射性气泡带发达的炉渣—金属蘑菇头。

　 二是炉渣—金属蘑菇头生长控制技术：炉役中后期采用溅渣工艺往往会造成炉底上涨（炉渣—金属蘑菇头过高），堵塞底吹供气元件，影响复吹的冶金效果。为解决这一问题，采用炉渣?金属蘑菇头生长控制工艺技术，以保证炉渣?金属蘑菇头的透气性。其技术关键在于：控制炉渣—金属蘑菇头的生成结构，要具有发达的放射性气泡带；控制炉渣?金属蘑菇头的供气面积，要求≥５００ｃｍ２；控制炉渣?金属蘑菇头的生长高度，要求炉底升高≤２５０ｍｍ。

　 炉渣—金属蘑菇头透气性好坏的评价标准主要通过炉内冶金反应，特别是钢渣平衡值来确定。一旦发现炉渣?金属蘑菇头透气性不好，影响冶金效果，采用以下三种工艺控制炉渣?金属蘑菇头生长：调整冶炼钢种，即当蘑菇头过分发达时，应尽可能安排超低碳钢种冶炼，达到洗炉底的目的；调整溅渣频率，即通过适当减少溅渣次数避免炉底上涨；采用顶吹氧洗炉工艺，即当炉底上涨过分严重时，可采用该项技术，但要严格控制，避免炉底烧损。特殊情况下，如发生气源断气，造成底吹供气元件堵塞时，可采用复通技术。

　 三是炉渣-金属蘑菇头供气流量控制技术：炉渣?金属蘑菇头通气能力的控制与调节是保障复吹转炉冶金效果的技术核心。采用炉渣一金属蘑菇头实现底吹供气元件长寿，并采用以下工艺方法调节与控制底吹气体流量：控制炉渣?金属蘑菇头的生长结构，保证透气性；控制炉渣?金属蘑菇头的高度，避免气体流动阻力增大；控制炉渣?金属蘑菇头具备足够的通气面积；在上述条件下，可通过改变供气压力，调节底吹气体流量。

　 通过水模实际测试炉渣一金属蘑菇头在各种流量范围内的透气性能，结果均反应其具有良好的透气效果。