近10年,中國(guó)鋼鐵工業(yè)迅速發(fā)展,采用轉(zhuǎn)爐長(zhǎng)壽復(fù)吹工藝,碳氧積波動(dòng)在0.0023～0.0030,渣中TFe降低4%～6%,鋼中氧降低(100～250)×10-6。
2.2長(zhǎng)壽復(fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉工藝
采用長(zhǎng)壽轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝后，轉(zhuǎn)爐爐齡普遍提高到10000爐，最高爐齡達(dá)到30000爐。如何進(jìn)一步延長(zhǎng)爐底噴嘴壽命，在高爐齡條件下實(shí)現(xiàn)100%復(fù)吹，是全世界鋼鐵廠亟待解決的重大技術(shù)難題。美國(guó)發(fā)明了濺渣護(hù)爐技術(shù)，但沒有解決延長(zhǎng)爐底噴嘴壽命的技術(shù)難題。爐齡大幅度提高后，復(fù)吹比顯著降低，最終導(dǎo)致放棄復(fù)合吹煉工藝。日本和西歐各國(guó)為了保證復(fù)吹工藝效果，至今尚未采用濺渣護(hù)爐技術(shù)。
爐底噴嘴長(zhǎng)壽命的技術(shù)難題，使底吹噴槍的壽命與轉(zhuǎn)爐爐齡同步，復(fù)吹比達(dá)到100%。這是對(duì)國(guó)際鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的重大貢獻(xiàn)。
2.2.1爐渣“蘑菇頭”保護(hù)底吹噴嘴
采用“蘑菇頭”保護(hù)爐底噴嘴的思想最早由歐洲人提出，德國(guó)發(fā)明的KMS和K20BM工藝，用天然氣進(jìn)行冷卻，在吹煉初期可在噴口端部生成“蘑菇頭”。這種“蘑菇頭”的主要成分為金屬鐵，碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在110%～213%之間波動(dòng)。由于金屬“蘑菇頭”熔點(diǎn)低、體積小、抗氧化能力弱，在吹煉后期往往被熔化，達(dá)不到保護(hù)底吹噴嘴的良好效果。受濺渣工藝的啟發(fā)，采用冶煉和濺渣過程中生成爐渣蘑菇頭代替金屬蘑菇頭保護(hù)底吹噴嘴，獲得良好的冶金效果。爐渣和金屬蘑菇頭對(duì)熔池?cái)嚢栊Ч谋容^。爐渣蘑菇頭的巖相分析，證明了爐渣蘑菇頭具有良好的透氣性，其結(jié)構(gòu)為:(1)金屬一氣囊?guī)?位于爐襯磚與蘑菇頭的交界面，說明在蘑菇頭的生成初期，由于氣流的冷卻而生成少量金屬蘑菇頭;在隨后的濺渣過程中，氣體迅速冷凝爐渣。因氣體具有可壓縮性，故破壞了氣流的連續(xù)而形成氣囊;
(2)放射性氣泡帶:氣囊中氣體壓力升高，使氣體以微細(xì)射流的形式?jīng)_破熔融渣層，并進(jìn)一步冷凝熔渣，形成放射性氣泡帶;
(3)迷宮式彌散氣泡帶:氣流經(jīng)放射性氣泡帶，動(dòng)能消耗殆盡。氣體只能以微小氣泡的方式從熔渣中逸出，爐渣冷凝后生成迷宮式彌散氣泡帶。其特點(diǎn)是:氣孔不連通，隨機(jī)形成，但有較好的透氣性;
(4)爐渣蘑菇頭并非一次形成。新生成的蘑菇頭完全覆蓋了原有的蘑菇頭，但其結(jié)構(gòu)基本相似。透氣良好的蘑菇頭應(yīng)具有發(fā)達(dá)的放射性氣泡帶和一定厚度的迷宮式彌散氣泡帶。如果迷宮式氣泡帶過于發(fā)達(dá),就有可能會(huì)造成噴嘴堵塞。結(jié)構(gòu)良好的蘑菇頭,生產(chǎn)中可根據(jù)工藝要求.通過調(diào)整供氣壓力,靈活調(diào)整底部供氣強(qiáng)度。
武鋼第二煉鋼廠2004年3月7日爐齡達(dá)到30368爐(最后一爐)時(shí),爐厚度約400mm,4只底吹噴嘴清晰可見,完好無(wú)缺。說明爐渣蘑菇頭對(duì)底吹噴嘴的保護(hù)效果極佳。
2.2.2底吹噴嘴的維護(hù)
長(zhǎng)壽復(fù)吹轉(zhuǎn)爐底部噴嘴的維護(hù),主要是控制爐渣蘑菇頭頂部迷宮式彌散氣泡帶的厚度,避免噴嘴堵塞。方法主要是嚴(yán)格控制蘑菇頭的高度,具體措施為:
(1)經(jīng)常觀測(cè)爐底高度,防止?fàn)t底上漲;
(2)爐底嚴(yán)重上漲時(shí),應(yīng)用氧氣及時(shí)處理;
(3)采用低槍位濺渣,可抑制蘑菇頭生長(zhǎng);
(4)提高吹煉后期底部供氣強(qiáng)度可抑制蘑菇頭生長(zhǎng);
(5)一旦發(fā)生噴嘴堵塞,可采用“復(fù)通”技術(shù),即噴吹氧化性氣體,及時(shí)疏通噴嘴。
采用上述底吹噴嘴的維護(hù)技術(shù),可保證全爐役期內(nèi)底吹噴嘴正常工作,獲得良好的冶金效果。通常,采用測(cè)定吹煉終點(diǎn)時(shí)碳氧濃度積,衡量底吹噴嘴的工作狀態(tài)。武鋼第二煉鋼廠1號(hào)轉(zhuǎn)爐(爐齡30368爐)整個(gè)爐役期內(nèi)熔池碳氧積的測(cè)定結(jié)果。整個(gè)爐役期內(nèi),熔池碳氧積基本保持在010028以下,說明底吹噴嘴始終工作正常。
2.3長(zhǎng)壽復(fù)吹轉(zhuǎn)爐的冶金效果
目前,中國(guó)己有近30座大中型轉(zhuǎn)爐采用長(zhǎng)壽復(fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉工藝,獲得良好的冶金效果,采用長(zhǎng)壽復(fù)吹工藝后,各轉(zhuǎn)爐平均爐齡達(dá)到9929爐,復(fù)吹比100%。平均出鋼w（C）為0.061%,平均碳氧積為0.00266,平均終點(diǎn)w(P)=0.0135%，w(N)=0.0021%,終渣w(TFe)平均為12.5%,鋼水質(zhì)量明顯改善。采用長(zhǎng)壽復(fù)吹工藝,可以得到以下經(jīng)濟(jì)效益:
(1)降低終點(diǎn)鋼水氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(100～250)×10-6
(2)降低終渣TFe的質(zhì)量分?jǐn)?shù)4%～6%;
(3)噸鋼可降低生產(chǎn)成本3.5～15元。
3結(jié)論
(1)市場(chǎng)需求是中國(guó)鋼鐵工業(yè)迅速發(fā)展的推動(dòng)力,中國(guó)鋼產(chǎn)量迅速增加,始終不能完全滿足國(guó)內(nèi)的需求。
(2)技術(shù)進(jìn)步是中國(guó)鋼鐵工業(yè)飛速發(fā)展的保障。通過技術(shù)進(jìn)步,中國(guó)鋼鐵廠的各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)己經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
(3)中國(guó)轉(zhuǎn)爐鋼廠進(jìn)一步發(fā)展和完善了濺渣護(hù)爐工藝技術(shù)。國(guó)內(nèi)95%以上的轉(zhuǎn)爐鋼廠采用濺渣護(hù)爐工藝,最高爐齡超過30000爐。隨著爐齡的提高,生產(chǎn)成本進(jìn)一步降低。
(4)中國(guó)轉(zhuǎn)爐鋼廠發(fā)明的長(zhǎng)壽復(fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉工藝,利用爐渣蘑菇頭保護(hù)爐底噴嘴。爐齡達(dá)到30368爐時(shí),底吹噴嘴完好,仍能保證復(fù)吹的冶金效果。
(5)目前,中國(guó)己有10家鋼廠30余座轉(zhuǎn)爐采用了長(zhǎng)壽復(fù)吹工藝,平均爐齡達(dá)到9929爐。在平均終點(diǎn)w(c)=0.1061%時(shí),鋼中碳氧積平均為0.00266，終渣w(TFe)平均為12.15%,經(jīng)濟(jì)效益明顯。
(來源：鋼鐵產(chǎn)業(yè))
