一种转炉前大面快速护炉方法与流程

本发明涉及冶金领域，特别涉及一种转炉前大面快速护炉方法。

背景技术：

转炉前大面有多种名称，如渣面、迎钢面等。在氧气顶吹转炉炼钢中，转炉内衬受到机械撞击、交替热应力及强氧化环境下严重的化学侵蚀，炉衬会遭到侵蚀，因此需要有完善的护炉工艺完成护炉任务。转炉在整个的炼钢过程中，其前大面容易在兑废钢和兑铁水时受机械撞击而破损，是炉衬中蚀损最快的部位，也是存在穿炉隐患的关键部位。目前行业内转炉对于前大面的维护主要采用镁质类大面补炉料，利用转炉炉衬热量对补炉料进行烧结，烧结后的补炉料增加了炉衬的厚度，确保炉衬安全。但该方法补炉料烧结时间长，必须保证烧结时间＞30min，降低了转炉作业率。

现有的转炉护炉技术对护炉方法进行了一些改进。公开号cn106995866a公开了一种低成本高效转炉补炉工艺，其方法是：根据渣补大面部位将转炉摇至倾角60-70°，按80吨转炉加入200-300块补炉砖的比例，将准备好的补炉砖加入炉内，然后摇炉至85-95°，等待35-45min，使炉渣粘度升高，包裹补炉砖并粘附在炉衬上。该方法每次补炉时间需35分钟以上，使用时间8小时，因补炉时间长，生产效率不高。

公开号cn103194569a公开了一种生铁块补炉方法，所述方法为转炉吹炼结束、出钢后不进行溅渣操作，将转炉移至装料位下方，倾斜至转炉内补炉部位位于正下方，加入生铁块，静置2-3分钟后起炉，溅渣2-3分钟，倒渣后进行下一炉次的吹炼。该方法利用生铁进行补炉，虽然缩短了补炉时间，但由于生铁的熔点仅为1200℃～1300℃，因此其高温耐侵蚀能力稍差，在转炉终点温度达到1630度以上时，容易引起因生铁熔化炉衬大面积剥落的情况，反而增加了炉衬的安全风险。

公开号cn108728603a公开了一种快速补炉的方法，所述方法为：在需要补炉的炉次加入含镁物料，控制冶炼终点时炉渣中mgo含量8％-10％；放钢完成后向炉内加入生白云石或生石灰石，调整其位于待补区域，等待8-10min后进行溅渣，补炉完成。该方法在冶炼过程中加入含镁物料，保证炉渣中mgo含量8％-10％，但冶炼过程中炉渣mgo＞7.5％，很容易造成炉渣返干，不利于脱磷同时还容易造成返干喷溅。另外该补炉方法主要依靠mgo护炉，存在着抗冲击能力不足，大块废钢(重废)加入时由于巨大冲击力，仍会撞伤前大面，形成坑状凹陷，造成局部炉衬减薄。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种转炉前大面快速补炉方法，其特点在于不需要精准控制转炉终点碳含量、终渣mgo含量，每次护炉时间≤10分钟，使用时间≥24小时，抗高温侵蚀、机械冲击能力强，尤其是抗大块废钢(重废)冲击力强，一次护炉后可以在转炉平均终点温度＞1640℃的条件下使用24小时以上。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种转炉前大面快速护炉方法，首先利用出钢时机，根据转炉终点定氧氧活度值加入焦丁对终渣进行脱氧，降低炉渣氧化性；之后使用废钢料斗将菱镁矿原矿和棒材废切头从炉前倒入炉内，菱镁矿原矿在炉内高温环境下迅速分解成高熔点物质mgo，并大量吸热使炉渣中高熔点物质mgo、c2s、c3s析出冷凝，粘附棒材废切头，形成类似钢筋混凝土的结构并炉牢固结合在炉衬上，一次护炉后可以在转炉平均终点温度＞1640℃的条件下使用24小时以上，达到了快速补炉及持久使用的目的。

具体方法步骤如下：

1)吹炼结束，使用转炉副枪系统对转炉吹炼终点进行定氧操作。

2)根据终点定氧氧活度值，出钢过程中在炉后同步使用焦丁对炉渣进行脱氧调质。

其中，焦丁组成质量百分比为：灰分6％-13％、挥发分1％-6％、固定碳85％-92％。粒度：≤10mm。

120t转炉焦丁使用量为：转炉终点定氧氧活度值＜600ppm时，加入焦丁30kg；转炉终点定氧氧活度值600～800ppm时，加入焦丁40kg；转炉终点定氧氧活度值800～1000ppm时，加入焦丁50kg，转炉终点定氧＞1000ppm时，加入焦丁60kg。

3)废钢斗中根据补炉面积提前装入定量菱镁矿和轧材废切头。

其中，菱镁矿原矿主要成分是mgco3，化学组成mgo：40～46％，co2：45～50％，feo≤9％，杂质≤8％。

棒材废切头为轧线生产时产生的废钢料，其尺寸大小为：直径φ30mm～φ60mm，长度100mm～600mm。

菱镁矿和轧材废切头加入量根据补炉面积进行调整。补炉面积＞3m²时菱镁矿加入量1.3t～1.8t，轧材废切头加入量0.8t～1.2t；补炉面积≤3m²时菱镁矿加入量0.8t～1.2t，棒材废切头加入量0.5t～0.7t。具体加入量见表1。

4)出钢结束后，摇炉至60度，将废钢斗中的菱镁矿和棒材废切头迅速加入炉内。然后快速摇炉至95度左右停留10秒，最后摇炉至87～90度，静止烧结约4～6min。

5)烧结结束后执行溅渣护炉，溅渣时间≤2min。

6)溅渣后进行倒渣作业，将炉内浮动炉渣全部倒入渣罐中。

所述的补炉用物料按下表1配比：

表1

本发明转炉护炉方法，24小时为一个护炉周期，即转炉循环生产48炉后，进行一次如上所述的转炉护炉方法的操作。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明提供的方法整个护炉过程仅需时间8～10分钟就可满足护炉要求，一次护炉后可以在转炉平均终点温度＞1640℃的条件下使用24小时以上，达到了快速补炉及持久使用的目的，大幅度提高了转炉生产效率。

(2)本发明提供的方法不需要精准控制转炉终点碳含量、终渣mgo含量(mgo＞7.5％会严重影响转炉化渣情况，降低转炉脱磷率)

(3)本发明提供调整终渣feo控制方法基于大量试验，焦丁加入量根据转炉副枪系统定氧值，可以将终渣feo精准调整至7％～12％。

(4)焦丁加入时机选择为出钢过程中在炉后投入，不占用吹炼时间和补炉时间。

(5)本发明的特别效果是形成类似钢筋混凝土的结构并炉牢固结合在炉衬上，此结构抗化学和物理侵蚀能力强、尤其是抗机械冲击侵蚀能力突出，可以杜绝加入大块废钢(重废)时，因巨大冲击力撞伤前大面，形成坑状凹陷损伤的情况。大幅度提高了炉衬使用安全性。

(6)本发明利用菱镁矿原矿和轧材废切头进行补炉，其中菱镁矿原矿价格低，轧材废切头为钢厂自产废钢无需外购，因此降低了补炉成本，具有良好的经济效益。

一种转炉前大面快速补炉方法，根据转炉终点定氧氧活度加入适量焦丁，利用碳氧反应对炉渣脱氧调质；菱镁矿和棒材废切头同时加入炉内，菱镁矿原矿在炉内高温环境下迅速分解成高熔点物质mgo，并大量吸热使炉渣中高熔点物质mgo、c2s、c3s快速析出冷凝，粘附棒材废切头，形成类似钢筋混凝土的结构并炉牢固结合在炉衬上，此结构抗化学和物理侵蚀能力强、尤其是抗机械冲击侵蚀能力突出。

采用本发明的方法补炉后，护炉效果可以持续保持24小时，完全替代了使用镁质大面补炉料进行前大面补炉的方法。另外本发明方法简单，成本低，烧结时间短，护炉周期长，有利于提高转炉作业率。

本发明所述的一种转炉前大面快速补炉方法24小时为一个护炉周期，即转炉连续生产24小时后，进行一次如上所述的转炉前大面快速补炉方法的操作。

附图说明

图1为本发明工艺流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明中所述方法进行具体说明。

实施例1：

1)转炉吹炼终点，使用副枪tso定氧，氧活度为500ppm。

2)根据氧活度500ppm，确定焦丁用量30kg。在出钢1min至出钢结束期间，将焦丁投入炉内炉渣表面。焦丁组成质量百分比：灰分10％、挥发分4％、固定碳86％。粒度：≤10mm。

3)确定待补炉面积为4m²，废钢斗中提前装入菱镁矿1.5t、棒材废切头1.0t。菱镁矿成分：化学组成mgo：42％，co2：48％，feo：7％，其余为杂质。

4)出钢结束后，摇炉至60度，将废钢斗中的菱镁矿和棒材废切头迅速加入炉内。然后快速摇炉至95度左右停留10秒，最后摇炉至87～90度，静止烧结6min。

5)溅渣护炉2min。

6)溅渣后进行倒渣作业，将炉内浮动炉渣全部倒入渣罐中。

7)实际生产情况

表2

实施例2：

1)转炉吹炼终点，使用副枪tso定氧，氧活度为700ppm。

2)根据氧活度700ppm，确定焦丁用量40kg。在出钢1min至出钢结束期间，将焦丁投入炉内炉渣表面。焦丁组成质量百分比：灰分8％、挥发分6％、固定碳86％。粒度：≤10mm。

3)确定待补炉面积为2m²，废钢斗中提前装入菱镁矿1.0t、棒材废切头0.6t。菱镁矿成分：化学组成mgo：41％，co2：47％，feo：9％，其余为杂质。

4)出钢结束后，摇炉至60度，将废钢斗中的菱镁矿和棒材废切头迅速加入炉内。然后快速摇炉至95度左右停留10秒，最后摇炉至87～90度，静止烧结4min。

5)溅渣护炉2min。

6)溅渣后进行倒渣作业，将炉内浮动炉渣全部倒入渣罐中。

7)实际生产情况

表3

实施例3：

1)转炉吹炼终点，使用副枪tso定氧，氧活度为900ppm。

2)根据氧活度900ppm，确定焦丁用量50kg。在出钢1min至出钢结束期间，将焦丁投入炉内炉渣表面。焦丁组成质量百分比：灰分12％、挥发分1％、固定碳87％。粒度：≤10mm。

3)确定待补炉面积为5m²，废钢斗中提前装入菱镁矿1.5t、棒材废切头1.0t。菱镁矿成分：化学组成mgo：40％，co2：46％，feo：9％，其余为杂质。

4)出钢结束后，摇炉至60度，将废钢斗中的菱镁矿和棒材废切头迅速加入炉内。然后快速摇炉至95度左右停留10秒，最后摇炉至87～90度，静止烧结6min。

5)溅渣护炉2min。

6)溅渣后进行倒渣作业，将炉内浮动炉渣全部倒入渣罐中。

7)实际生产情况

表4

实施例4：

1)转炉吹炼终点，使用副枪tso定氧，氧活度为1300ppm。

2)根据氧活度1300ppm，确定焦丁用量60kg。在出钢1min至出钢结束期间，将焦丁投入炉内炉渣表面。焦丁组成质量百分比：灰分13％、挥发分1％、固定碳86％。粒度：≤10mm。

3)确定待补炉面积为2m²，废钢斗中提前装入菱镁矿1.0t、棒材废切头0.6t。菱镁矿成分：化学组成mgo：43％，co2：48％，feo：6％，其余为杂质。

4)出钢结束后，摇炉至60度，将废钢斗中的菱镁矿和棒材废切头迅速加入炉内。然后快速摇炉至95度左右停留10秒，最后摇炉至87～90度，静止烧结4min。

5)溅渣护炉2min。

6)溅渣后进行倒渣作业，将炉内浮动炉渣全部倒入渣罐中。

7)实际生产情况

表5

对照例1

1)转炉吹炼终点，使用副枪tso定氧，氧活度为1300ppm。

2)炉后不加焦丁。

3)确定待补炉面积为2m²，废钢斗中提前装入菱镁矿1.0t、棒材废切头0.6t。菱镁矿成分：化学组成mgo：43％，co2：48％，feo：6％，其余为杂质。

4)出钢结束后，摇炉至60度，将废钢斗中的菱镁矿和棒材废切头迅速加入炉内。然后快速摇炉至95度左右停留10秒，最后摇炉至87～90度，静止烧结15min(炉渣中氧化亚铁高，炉渣熔点低，因此需要更低的温度，必须延长烧结时间)。

5)溅渣护炉2min。

6)溅渣后进行倒渣作业，将炉内浮动炉渣全部倒入渣罐中。

7)实际生产情况

表6

对照例2

1)转炉吹炼终点，使用副枪tso定氧，氧活度为700ppm。

2)根据氧活度700ppm，确定焦丁用量40kg。在出钢1min至出钢结束期间，将焦丁投入炉内炉渣表面。焦丁成分：灰分8％、挥发分6％、固定碳86％。粒度：≤10mm。

3)确定待补炉面积为2m²，废钢斗中提前装入菱镁矿1.0t。菱镁矿成分：化学组成mgo：41％，co2：47％，feo：9％，其余为杂质。

4)出钢结束后，摇炉至60度，将废钢斗中的菱镁矿迅速加入炉内。然后快速摇炉至95度左右停留10秒，最后摇炉至87～90度，静止烧结4min。

5)溅渣护炉2min。

6)溅渣后进行倒渣作业，将炉内浮动炉渣全部倒入渣罐中。

7)实际生产情况

表7