近10年,中國鋼鐵工業(yè)迅速發(fā)展,采用轉(zhuǎn)爐長壽復(fù)吹工藝,碳氧積波動在0.0023～0.0030,渣中TFe降低4%～6%,鋼中氧降低(100～250)×10-6。
2.2長壽復(fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉工藝
采用長壽轉(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。如何進一步延長爐底噴嘴壽命，在高爐齡條件下實現(xiàn)100%復(fù)吹，是全世界鋼鐵廠亟待解決的重大技術(shù)難題。美國發(fā)明了濺渣護爐技術(shù)，但沒有解決延長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。日本和西歐各國為了保證復(fù)吹工藝效果，至今尚未采用濺渣護爐技術(shù)。
爐底噴嘴長壽命的技術(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%。這是對國際鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的重大貢獻。
2.2.1爐渣“蘑菇頭”保護底吹噴嘴
采用“蘑菇頭”保護爐底噴嘴的思想最早由歐洲人提出，德國發(fā)明的KMS和K20BM工藝，用天然氣進行冷卻，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。由于金屬“蘑菇頭”熔點低、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底吹噴嘴，獲得良好的冶金效果。爐渣和金屬蘑菇頭對熔池攪拌效果的比較。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。其特點是:氣孔不連通，隨機形成，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,爐厚度約400mm,4只底吹噴嘴清晰可見,完好無缺。說明爐渣蘑菇頭對底吹噴嘴的保護效果極佳。
2.2.2底吹噴嘴的維護
長壽復(fù)吹轉(zhuǎn)爐底部噴嘴的維護,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)常觀測爐底高度,防止?fàn)t底上漲;
(2)爐底嚴(yán)重上漲時,應(yīng)用氧氣及時處理;
(3)采用低槍位濺渣,可抑制蘑菇頭生長;
(4)提高吹煉后期底部供氣強度可抑制蘑菇頭生長;
(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,及時疏通噴嘴。
采用上述底吹噴嘴的維護技術(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,采用測定吹煉終點時碳氧濃度積,衡量底吹噴嘴的工作狀態(tài)。武鋼第二煉鋼廠1號轉(zhuǎn)爐(爐齡30368爐)整個爐役期內(nèi)熔池碳氧積的測定結(jié)果。整個爐役期內(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長壽復(fù)吹轉(zhuǎn)爐的冶金效果
目前,中國己有近30座大中型轉(zhuǎn)爐采用長壽復(fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉工藝,獲得良好的冶金效果,采用長壽復(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。采用長壽復(fù)吹工藝,可以得到以下經(jīng)濟效益:
(1)降低終點鋼水氧的質(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)市場需求是中國鋼鐵工業(yè)迅速發(fā)展的推動力,中國鋼產(chǎn)量迅速增加,始終不能完全滿足國內(nèi)的需求。
(2)技術(shù)進步是中國鋼鐵工業(yè)飛速發(fā)展的保障。通過技術(shù)進步,中國鋼鐵廠的各項技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)己經(jīng)達(dá)到國際先進水平。
(3)中國轉(zhuǎn)爐鋼廠進一步發(fā)展和完善了濺渣護爐工藝技術(shù)。國內(nèi)95%以上的轉(zhuǎn)爐鋼廠采用濺渣護爐工藝,最高爐齡超過30000爐。隨著爐齡的提高,生產(chǎn)成本進一步降低。
(4)中國轉(zhuǎn)爐鋼廠發(fā)明的長壽復(fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉工藝,利用爐渣蘑菇頭保護爐底噴嘴。爐齡達(dá)到30368爐時,底吹噴嘴完好,仍能保證復(fù)吹的冶金效果。
(5)目前,中國己有10家鋼廠30余座轉(zhuǎn)爐采用了長壽復(fù)吹工藝,平均爐齡達(dá)到9929爐。在平均終點w(c)=0.1061%時,鋼中碳氧積平均為0.00266，終渣w(TFe)平均為12.15%,經(jīng)濟效益明顯。
(來源：鋼鐵產(chǎn)業(yè))
