高旭，于瑞波，王懷剛
（濰坊特鋼集團(tuán)有限公司煉軋總廠，山東濰坊261000）
摘要：濰坊特鋼120t轉(zhuǎn)爐底吹磚類型由毛細(xì)孔磚優(yōu)化選型為雙環(huán)縫底吹槍,通過對轉(zhuǎn)爐底吹供氣系統(tǒng)程序的優(yōu)化、環(huán)縫槍的透氣性維護(hù)，有效提高了熔池攪拌能力和脫磷率，降低了終渣中全鐵含量和轉(zhuǎn)爐吹損，實(shí)現(xiàn)了成本、質(zhì)量的雙提升。
關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)爐；環(huán)縫槍；模型；供氣強(qiáng)度；透氣性
1前言
濰坊特鋼集團(tuán)有限公司120t轉(zhuǎn)爐原底吹元件類型采用毛細(xì)孔磚式，8塊底吹磚在爐底熔池1/2半徑處均勻環(huán)形排列。在爐役的300-1 000爐，因元件透氣性相對較差而相繼堵塞，底吹能力消除。爐役中、后期冶金動力學(xué)條件不足，吹損相對較大，且出現(xiàn)轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)熔池溫度、成分均勻性差的情況。國內(nèi)鋼鐵企業(yè)如青島特鋼、新興鑄管（武安）、鞍鋼、武鋼等在80t及以上轉(zhuǎn)爐應(yīng)用較多的是環(huán)縫式噴嘴底吹元件,底吹元件一次通氣壽命均能達(dá)到5 000爐以上。環(huán)縫式噴嘴底吹元件分為單環(huán)縫型和雙環(huán)縫型兩種。雙環(huán)縫型由多層空心無縫鋼管套裝而成,氣流通過兩層鋼管間的環(huán)縫進(jìn)入爐內(nèi)，投入工業(yè)使用較為廣泛。雙環(huán)縫型優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在蘑菇頭對供氣元件的保護(hù)、防堵塞、大幅度氣量調(diào)節(jié)、堵塞時的快速復(fù)通及其大供氣壓力下的低壓力損失等方面。
2轉(zhuǎn)爐底吹系統(tǒng)優(yōu)化措施
2.1轉(zhuǎn)爐底吹選型的優(yōu)化
濰坊特鋼煉鋼廠120 t轉(zhuǎn)爐底吹氣源使用2/Ar氣體，氣源類型可由底吹系統(tǒng)的供氣模型設(shè)定自動切換,并配有單獨(dú)的。2氣源利于復(fù)通。為提高底吹元件的使用壽命，提高透氣穩(wěn)定性和冶金動力學(xué)條件,在新爐役上,采用雙環(huán)縫型噴嘴底吹元件進(jìn)行應(yīng)用，目前底吹元件一次透氣性達(dá)到7 000爐以上。
2.2供氣系統(tǒng)自動化程序的優(yōu)化
原供氣系統(tǒng)自動化模型在轉(zhuǎn)爐供氧過程中底吹供氣強(qiáng)度只有兩個階段可調(diào)，切換強(qiáng)度的時刻與底吹氣體類型轉(zhuǎn)換時刻相一致。只有轉(zhuǎn)爐傾角達(dá)到負(fù)值時，才可以切換到下一個底吹供氣環(huán)節(jié)，從而連鎖調(diào)整底吹流量。
對于吹煉過程中的硅猛氧化期、碳氧反應(yīng)初期、碳氧反應(yīng)劇烈期、碳氧反應(yīng)末期各個階段熔池反應(yīng)劇烈程度的不同，底吹供氣強(qiáng)度有優(yōu)化匹配的空間，可以達(dá)到更佳的熔池動力學(xué)條件。在硅鎰氧化期、碳氧反應(yīng)末期，熔池反應(yīng)的劇烈程度相對小，可以提高底吹供氣強(qiáng)度，增加動力學(xué)條件，提高前期脫磷率和轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)的溫度、成分的穩(wěn)定性。在碳氧反應(yīng)初期、碳氧反應(yīng)劇烈期，熔池反應(yīng)的劇烈程度相對較大，可以降低底吹供氣強(qiáng)度，減少爆發(fā)性噴濺。
現(xiàn)供氣系統(tǒng)自動化模型將吹煉過程中底吹供氣強(qiáng)度分為4個階段，以供氧時間為轉(zhuǎn)換條件，程序自動調(diào)整供氣強(qiáng)度值，與硅猛氧化期、碳氧反應(yīng)初期、碳氧反應(yīng)劇烈期、碳氧反應(yīng)末期的氧槍供氧強(qiáng)度相對應(yīng)，供氣強(qiáng)度在0.05 - 0.12 m3/（fmin）調(diào)節(jié)。底吹氣體類型轉(zhuǎn)換時刻單獨(dú)控制，取消跟供氣強(qiáng)度的連鎖。加入底吹供氣強(qiáng)度和氧槍氧氣閥門關(guān)閉的連鎖,實(shí)現(xiàn)測溫、取樣時底吹強(qiáng)度自動降低的目的。降低出鋼前等待過程中的熔池脫碳速度，更利于精確配碳，為下道工序服務(wù)。在底吹電腦畫面上增加了 “后攪”按鈕，點(diǎn)擊按鈕后，流量升高至預(yù)設(shè)值，且持續(xù)60s。60s結(jié)束后的供氣強(qiáng)度按當(dāng)前的供氣階段（連鎖是供氧時間）執(zhí)行相應(yīng)流量，極大程度提高了低碳鋼轉(zhuǎn)爐吹煉末期熔池動力學(xué)條件，增強(qiáng)轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)穩(wěn)定性。以轉(zhuǎn)爐冶煉胎圈鋼絲鋼種為例，冶煉過程各環(huán)節(jié)的底吹氣源種類切換時間、氣源流量和供氣強(qiáng)度如表1所示。
3底吹環(huán)縫槍的透氣性維護(hù)
為了提高轉(zhuǎn)爐爐役過程中底吹環(huán)縫槍的透氣爐數(shù)，轉(zhuǎn)爐砌筑期的填縫、日常生產(chǎn)中的維護(hù)尤為重要。
1）為確保底吹元件透氣性，在砌筑前確認(rèn)集束管的通暢性，砌筑后用鎂砂粉填縫，填滿金屬槍與底吹磚耐材之間的縫隙。2）爐齡20 - 100爐，隔一爐一濺渣；100 - 300爐，爐爐濺渣，槍位采用“低-高-低”模式。后續(xù)爐次的濺渣槍位以穩(wěn)定控制爐底高度+100 ~ +300為原則，爐底上漲，則增加低槍位濺渣的相對時間。爐役過程動態(tài)調(diào)整白云石和鐵礦石的加入量,從而保證爐底厚度的動態(tài)穩(wěn)定。3）轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)提高一倒率和不等樣出鋼率，等待時爐子傾角控制在70-80°。盡量縮短倒?fàn)t時間和出鋼時間，避免鋼水長時間泡爐襯的情況。4）為了將廢鋼的沖擊區(qū)轉(zhuǎn)移，加廢鋼時轉(zhuǎn)爐傾角由40 ~ 45°優(yōu)化為50°。
4底吹系統(tǒng)優(yōu)化后的效果
實(shí)際生產(chǎn)中，選取了底吹通暢爐座和底吹堵塞爐座各100爐轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)相對一致的生產(chǎn)爐次數(shù)據(jù)進(jìn)行技術(shù)指標(biāo)對比。使用CE/200AL-S（低氧）賀利氏定氧探頭，出鋼前進(jìn)行定氧操作，并關(guān)注鐵水條件、轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)、脫碳速度等情況。各經(jīng)濟(jì)指數(shù)指標(biāo)提升情況如下：1）轉(zhuǎn)爐底吹通暢爐次，定氧值同比低8.2 X 10-6；終渣Tfe含鐵量低1.02%，鐵損相對較低。2）轉(zhuǎn)爐底吹通暢爐次,鐵水猛收得率同比高2.7%。 3）脫磷率同比高0.88%。4）脫碳速度同比快20 s/爐。
5結(jié)語
生產(chǎn)實(shí)踐中，頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐比頂吹轉(zhuǎn)爐在冶金效果上具有明顯優(yōu)勢，已被廣泛認(rèn)可，如何提高底吹元件一次透氣壽命，更是冶金工作者關(guān)注的熱點(diǎn)。如何從底吹元件的非均勻分布、底吹元件選型、供氣種類和非均勻供氣方面結(jié)合自身轉(zhuǎn)爐容積，調(diào)整企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，達(dá)到更好的冶金效果，還有待于更多冶金工作者的共同實(shí)踐。