提高转炉出钢口使用次数.docx

转炉出钢口寿命的探讨郭振宇摘 要：在西钢钒投产以来，转炉的出钢口套砖的使用寿命有长有短，经过详细的对比研究，从而达到增加转炉出钢口套转使用次数的目的。出钢口套砖具有特殊的意义，它是钢水由转炉进入钢包的唯一通道。由于通钢量大，受到高温钢液冲刷、氧化侵蚀，工作条件相当恶劣，一般情况下使用次数不高，需要不断修补或更换，不仅影响生产时间，而且直接影响钢水质量及生产稳定性。关键字：出钢口 ， 钢水温度 ， 氧化性1、前言 出钢口应保持一定的直径、长度和合理的角度，以维持合适的出钢时间。若出钢口变形扩大，出钢易散流、还会大流下渣，出钢时间缩短等，这不仅会导致回磷，而且降低合金吸收率。出钢时间太短，加入的合金未得到充分熔化，分布也不均匀，影响合金吸收率的稳定性。出钢时间过长，加剧钢流二次氧化，加重脱氧负担，而且温降也大，同时也影响转炉的生产率。2、现状调查2.1转炉出钢口采用高纯电熔镁砂或大结晶镁砂，配以高纯石墨，添加独特的抗氧化剂，以酚醛树脂为结合剂，通过等静压（整体出钢口）或机压（分体出钢口）成型。具有良好的抗氧化性、强度高、抗侵蚀性好、易更换、寿命高等特点。从材质上分，可以分成镁碳质和烧成镁质。目前认为镁碳质整体出钢口使用效果比较好，寿命长，更换方便。这种砖是以高纯原料等静压机成型的。2.2 西钢钒1#转炉X13105216到X13103826的11个出钢口使用次数统计，得出出钢口使用次数平均在117，并且出钢口的使用次数不稳定，波动较大。出钢口使用次数统计表图1 2.3 取上图中的两点进行分析（以下都是平均值）表2出钢温度出钢氧活度出钢碳含量渣中TFe81662.2731.20.045%21.3101642.3515.90.068%18.13、损坏机理3.1化学侵蚀：3.1.1钢水和钢渣中的O会从镁碳质出钢口材料中夺取碳，从而使耐火材料结构疏松而强度变差。C+OCOC+（O）COMgO+CMg+CO3.1.2炉渣碱度太低或渣中的MgO含量低，会产生以下化学反应：SiO2+CSiO+CO同样会加剧对出钢口的化学侵蚀。3.2高温钢水冲刷：出钢口是钢水由转炉进入钢包的唯一通道，由于通钢量大，高温钢水对出钢口有很强的冲刷，造成出钢口的损耗。3.3热应力：耐火材料随着温度的变化，会产生热应力。在交替的出钢和吹炼过程中，温度剧烈变化，对耐火材料进行热冲击。4、原因分析4.1为找出影响出钢口寿命的真正原因，我们从人员、原料、操作、设备四个方面进行分析，并绘出因果关系图（如下图）出钢口寿命低更换水平低人员责任心差石灰差原料出钢口质量差铁P、S高设备氧枪问题炉型不好补炉渣量少操作返干终点温度控制差造渣差，侵蚀炉衬钢水过氧化出钢温度高碱度低图24.2要因确认上图中，我们共找出八条末端因素，经过分析共有四条主要因素： 42.1出钢温度高 在出钢高温时，出钢口材料会软化，强度显著降低，甚至会熔解，造成出钢口的损毁。4.2.2钢水过氧化 钢水达到出钢条件后，一般具有较强的氧化性，尤其是炉渣的氧化性更强，因此高温、高氧化性条件下，发生以下化学反应：C+OCOC+（O）COMgO+CMg+CO 钢水和钢渣中的O会从镁碳质出钢口材料中夺取碳，从而使耐火材料结构疏松而强度变差。4.2.3炉渣碱度低 炉渣碱度太低或渣中的MgO含量低，会产生以下化学反应：SiO2+CSiO+CO同样会加剧对出钢口的化学侵蚀。4.2.4炉型不好 更换出钢口套转时，应该尽量保证出钢口的倾角为00，一方面能缩短出钢长度，减少出钢温损，降低出钢温度，减轻出钢口的高温侵蚀；另一方面，在出钢摇到出钢位后，炉内钢水能接近于自然垂直直接进人钢包，大大减轻钢水对出钢口的压力破坏，同时00角度的出钢口能够有效阻止钢水漩涡的形成，减轻钢渣的混出，减少炉渣对炉口的强氧化性侵蚀，从而提高出钢口的寿命。但在实际操作中，由于炉型的原因，往往很难做到出钢口的倾角为00。5、改进措施综合考虑各方面的因素，来有效的降低钢水、炉渣的氧化性以及温度。从而降低钢水、炉渣对出钢口的侵蚀，为提高出钢口的寿命创造条件。5.1提高拉碳水平：5.1.1相对稳定的原料条件，包括成分温度等物化指标。5.1.2 中控工的基础操作要到位，保证适宜的温度和良好的终渣，减少补吹处理和后期大幅度的调整，不管补吹的目的是啥，都会增加钢水的氧含量。5.1.3在吹炼后期，炉长必须到操作室外，观察聆听炉内情况，并针对不同问题指挥中控工进行调节，保证拉碳时达到良好的冶炼状态。炉长要对拉碳前判断准确，补吹时采取的措施得当，尽量减少补吹次数。5.2控制出钢温度高：5.2.1每炉测温，保证来料信息的准确性。及时调整废钢的加入量。5.2.2拉碳温高时，加料降温应尽量采用石灰及镁块降温。5.2.3拉碳温度低时，进行补吹提温时，正常情况下，补吹1s升1，若化渣不透，提温时间适当延长。若终渣较死，其中有未熔解的渣料，则补吹有可能因为渣料的熔解而降温，补吹后要测温，避免低温钢。此外碳高升温快，碳低升温慢，在点吹时要特别注意。5.3控制炉渣碱度：5.31及时调渣和压枪保证渣合适的流动性。5.3.2计算好石灰和白云石的加入量，保证终渣成分和碱度。5.3.3根据枪龄、炉型、原料成分变化等因素，确定基本冶炼枪位，出现返干及时提枪化渣，并根据温度情况配加渣料化渣，采用渣料和枪位两项结合的方式化渣。终点提枪时压枪大于30秒。出现异常时及时测量枪位。5.4炉型不好：541做好补炉操作和日常维护，更换出钢口时的补炉调整和平时的炉后挂渣。出钢口和炉衬的侵蚀机理相同，因此挂渣保护技术同样适用于出钢口，溅渣护炉后，往后大面挂渣，少量炉渣从出钢口通过时在出钢口附着，形成挂渣层。出钢口挂渣技术不仅提高了出钢口的寿命，还有效的维护了后大面。5.4.2在更换出钢口时炉长可根据实际情况补炉调整钢面。5.5在更换出钢口操作控制上55.1镗孔作业时，看好镗孔机的位子，一定要保证孔道的直线度。5.5.2炉长本身的更换出钢口操作，根据对炉型的把握，控制好出钢口更换的角度。5.6出钢口挂渣保护技术溅渣护炉后，从出钢面倒渣，炉渣通过出钢口时部分附着下来，形成挂渣层。这样不仅维护了出钢面，同时提高了出钢口寿命。5.7针对炉型不好转炉冶炼低碳钢时炉渣FeO达23-28%，为了加强过程护炉，提高溅渣护炉效果，必须进行稠渣出钢，出钢时MgO含量较高的炉渣在炉衬后大面挂渣，这是炉衬后大面增长的主要原因。另外分析影响后大面增长的主要条件为出钢时间。转炉的平均出钢时间为5min，新出钢口最长可达10min，出钢时间较长为后大面挂渣创造了有利条件，而出钢口使用不佳，更换频繁，进一步延长了出钢时间，后大面厚度的增加又反过来影响出钢口的维护效果，形成恶性循环。为解决炉衬后大面变厚带来的不利影响，应该对出钢口管砖的尺寸进行改进，引入扩大孔径的管砖，缩短出钢时间来控制后大面的厚度。在后大面变薄时采用孔径相对较小的管砖。6、 改进效果 采用改进措施后，西钢钒1#转炉X13105216到X13106826的11个出钢口使用次数统计，的出钢口的使用寿命明显高于以前，从以前平均117次提高到151次。并