前言
本钢炼钢厂自动化改造完成以后,采用了五孔氧枪,造渣与化渣效果得到明显的改善,整个操作更加平稳,有利于副枪和二级机的正常运行。但最突出的一个问题就是容易造成炉底上涨,给整个冶炼操作带来一系列问题,如粘枪、枪口结渣、烟罩和锅炉结渣、喷溅等。本钢炼钢厂在采用五孔氧枪造渣与化渣效果得到明显改善的同时,又对炉底上涨的预防与控制工艺进行了研究,取得了明显的效果,保证了生产的稳定顺行。
1 炉底上涨的危害
炉底上涨以后,给整个冶炼操作带来一系列问题,若不能及时的控制和解决,不但会造成操作困难,甚至会引起生产或安全事故。
(1)炉底上涨可造成喷溅增加,降低金属回收率,增加钢铁料消耗。另外,喷溅严重时,容易引起安全事故或设备事故。
(2)炉底上涨以后,操作工仍按照以往的枪位操作,此时枪位过低,容易导致烧枪。
(3)操作枪位过低会导致吹炼过程中返干现象严重。喷头被侵蚀后,氧气利用率低,造成过吹,终点氧含量较高。另外,氧枪严重粘枪后,提枪时会拉坏氮封口,甚至氧枪提不出氮封口,造成生产热停。
(4)炉底上涨以后,枪口及烟罩、锅炉结渣,炉内烟气排出不畅。另外,由于重力的作用,结渣脱落后可造成卡枪和刮坏炉口、烟罩、炉后水冷梁等一系列事故。
2 炉底上涨的预防措施
2.1 造渣工艺研究
(1)原材料要求
本钢炼钢厂的主要造渣材料为石灰和轻烧白云石。由于供货厂家比较多,原材料的质量和成分差别比较大,个别厂家轻烧白云石和石灰的有效CaO比较低,活度也比较低。为了保证炉渣(MgO)、碱度和脱磷、脱硫效果,只能多加入散装料,结果炉渣过粘,导致炉底上涨。为了保证轻烧白云石和石灰的质量,确保造渣操作顺利进行,特别规定了轻烧白云石、活性石灰、冶金石灰的化学成分,分别见表1,2,3。
表1 轻烧白云石的化学成分要求/%
CaO |
MgO |
SiO2 |
烧碱 |
水分 |
≥40 |
≥30 |
≤3 |
<15 |
<0.5 |
表2 活性石灰的化学成分要求/%
CaO |
SiO2 |
P |
S |
生过烧率 |
活性度 |
≥89 |
≤1.5 |
≤0.05 |
≤0.05 |
≤6 |
≥330 |
表3 冶金石灰的化学成分要求/%
CaO |
SiO2 |
P |
S |
生过烧率 |
活性度 |
≥80 |
≤4 |
≤0.05 |
≤0.12 |
≤15 |
≥200 |
(2)造渣制度
根据不同钢种采用不同的造渣操作工艺,碳保炉渣具有良好的流动性,避免炉渣过稠,避免炉底上涨,同时根据炉渣的实际情况作适当的调整。炉渣终点成分见表4所示。
表4 炉渣终点成分
钢种 |
终渣碱度R |
终渣(MgO)/% |
终渣(FeO)/% |
低碳钢种
(出钢[C]≤0.06%) |
3.0~3.2 |
10.0~12.0 |
≤15.0 |
正常钢种
(出钢[C]≥0.07%) |
2.8~3.0 |
8.0~10.0 |
≤13.0 |
中碳钢种
(出钢[C]≥0.20%) |
2.7~2.9 |
7.0~8.0 |
≤11.0 |
(3)温度控制
①当废钢配不到位时,可用铁质降温料调整温度,随头批料加入,每次料投入不大于2t。如果大于2t则要分批加入,控制好过吹喷溅及溢渣。
②根据铁水条件及炉渣终点成分的要求,合理加入各种散装料。当过程温度过高时,在保证炉料终点成分要求的前提下,尽量用铁质降温料进行降温,避免炉渣过粘。
③出钢前加料降温操作必须进行点吹。一是避免过多地加料,加入料漂浮于炉渣表面时,不能彻底熔化而未能真正起到降温的作用;二是避免降温料漂浮于炉渣表面,导致溅渣时炉渣过稠,不能起到良好的溅渣效果,同时也很容易造成炉底上涨。
2.2 溅渣工艺控制
(1)溅渣前必须根据渣况倒出部分渣,一是确保合适的溅渣量,二是避免渣子过稠,调渣时间过长,加入改渣剂量过大,导致炉底上涨。所以要求每次加入的改渣剂不能超过300kg,每次溅渣时的加入量不能超过600kg,时间不超过4min。
(2)由于溅渣后炉渣过稠,所以要求溅渣后必须将炉渣倒净,将炉子大控,避免粘渣滞留炉底,引起炉底上涨。
(3)溅渣后,若炉渣过粘,可采用在吹炼下极限吹氧30s,将粘附在炉底的粘渣吹稀,避免粘渣滞留炉底,造成炉底上涨。
2.3 吹枪加料控制
吹枪制度按吹枪操作要点执行。在吹枪过程中,根据实际情况要求不加料或少加料,避免加料过多引起炉底上涨。同时要求吹枪过程中尽量带炉底,但以不损坏炉衬溅渣层为原则。
3 炉底上涨的处理方法
3.1 炉底吹扫
倒渣结束以后,在不影响生产的前提下,炉子回到零位,氧枪下到下极限点,开氧30~50s吹扫炉底,然后将吹扫出来的渣子倒掉。
3.2 兑铁吹炉底
(1)吹炉底前提条件
①炉底上涨超过200mm时,应及时吹炉底。
②吹炉底的炉次要具备良好的溅层厚度和高压氮气条件。
③吹炉底必须在补炉或炉体温度降低之后进行。
④处理炉底前需提前准备1~2个空渣罐。
(2)吹炉底操作
①向炉内兑入铁水1~2t,同时风机升高速。
②开吹氧气流量3000~4000m3/h,过程氧气流量为4000~6000m3/h,最高供氧流量≤7000m3/h。
③开氧后枪位控制在下极限,保证炉内铁水充分氧化。待炉内铁水基本氧化完全,炉内温度升高后,适当提高枪位到200~300mm,保证炉膛内的炉渣能够充分冲刷所需要处理的位置,保证炉膛形状规整,便于吹炼和造渣。枪位变化不要过快、过急、过频。
④供氧时间不大于15min,每次吹炉底不大于二次供氧。
(3)吹炉底注意事项
①吹枪后如炉内有液态渣时,必须倒出后方可加废钢、兑铁,以防兑铁放炮和烧车;若炉内有料,必须通过摇炉将炉底粘料摇掉后,再兑铁,避免开吹不着火或吹炼中炉底粘渣浮起产生喷溅和烧枪,炉内投料未成陀可不倒出。
②吹炉底停止提枪后,关闭挡火门,用一档速度缓慢向前摇炉,以防炉渣涌出(此时平台不准有人)。倒渣前根据渣况向炉内投入适量的铁矿石或渣钢,并进行吹氮降温,以防倒渣时烫漏渣罐,待炉内渣全部倒出后方可加废钢,然后兑铁水。
③吹炉底后必须重新测液面。
4 结论
本钢炼钢厂在对炉底上涨采取了各种预防与处理措施以后,炉底上涨得到了明显的控制,上涨最大幅度不超过300mm,使整个操作更加平稳,避免了许多事故的发生,并且在降低钢铁料消耗等方面收到了明显的效益。