60t转炉炉底上涨原因分析及处理措施

■黄 海，向时广 ■江西萍钢工程技术有限公司，江西 萍乡 337019

在钢铁冶炼生产过程中，60t的转炉常会出现炉底上涨的状况，特别是炼钢冶炼过程中广泛地采用溅渣护炉技术，炉底上涨的情况变得越来越严重。这给冶炼生产带来了极大的不便，造成能源材料的大量损失，增加了企业的生产成本。因此，企业要全面分析转炉炉底上涨的各方面原因，采取合理有效地措施，控制炉底上涨，从而达到降低企业生产成本的作用。

1 60t转炉炉底上涨的原因分析

1．1 溅渣护炉技术的应用，碱度过高造成炉底上涨

溅渣护炉主要是在转炉产出钢铁后，将熔渣中的MgO含量调整到一定的饱和程度，在利用N2吹溅使其附着在转炉的炉衬，形成一种氧化脱碳的溅渣层，以保护炉衬，提高60t转炉的使用时间。但是，由于溅渣的碱性过高，MgO的饱和值达到一定程度，倒炉出钢后的转炉内温度迅速降低MgO就会产生一定的结晶，高熔点的C2S、C3S也会同时析出。同时熔渣不能完全附着于炉衬，余下部分的熔渣留在了炉底，与MgO的结晶以及C2S、C3S一起引起炉底的上涨［1］。某钢铁企业在钢铁冶炼过程中，由于生铁的装入量过大，60t转炉冶炼前期温度过低，倒炉出钢时温度过高，熔渣的碱度也特别高，过程化化渣很难控制［1］。

表1 2013年9～10月转炉终渣成分(%)

在连续的钢铁冶炼过程中，随着溅渣护炉技术的应用，余留在炉底的炉渣温度相对较低，碱性也比较高，很容易凝固并析出高熔点的矿物质，对炉衬进行保护。另外，在冶炼中添加废钢和兑铁水时，由于机械的冲刷，物理的溶解容易对转炉的炉底产生一定的损耗，一旦炉底结渣的速度快于炉底的损耗速度，炉底就很容易产生上涨。

1．2 氧气射流冲击的深度不够导致炉底上涨

在氧气气流冲击的过程中，氧气以高速射流的形式对熔池进行搅拌，促使炉内的金属实现循环，达到供氧与化渣的目的。但是，由于氧枪喷头还存在缺陷，大量的氧枪参数较为落后，致使氧气射流对熔池的搅拌力度减小，冲击的深度不够，达不到准确的供养效果，致使转炉的炉底上涨。例如，某企业在去年9～10月的氧压变化就十分明显。操作氧压为0．7～1．0MPa，操作氧压和炉底的关系如图1所示。

图1 60t转炉操作氧压和炉底关系

1．3 废钢的块度体积过大造成炉底上涨

有些钢铁企业在60t转炉内装入的废钢很不合理，有的废钢块度体积过大，很容易使得这类废钢直接沉入熔池的底部，难以溶化，从而降低停滞区内的金属液体温度，甚至还产生粘结炉底的现象，造成炉底上涨。

1．4 炉渣质量差以及操作不恰当造成的炉底上涨

在钢铁冶炼操作的过程中，炉渣的质量不好以及工作人员的操作不恰当，使得化渣的效果达不到理想程度，最终的炉渣形成过于粘稠或者太稀的现象。在溅渣的实践操作中，工作人员调渣没有合理的依据炉渣的实际情况进行操作，难以准确控制氧气枪的枪位高低以及氮气射流的强度，对炉渣的冲击力度达不到理想的效果，致使大部分炉渣不能充分飞溅至炉膛内衬表面，冷却依附于炉底，导致炉底上涨。

综合上述几点，由于溅渣护炉技术的应用，碱度过高，氧气射流冲击的深度不够，废钢的块度体积过大，炉渣质量差以及操作不恰当等诸方面的因素，导致60t转炉的炉底上涨。

2 炉底上涨的防止与处理措施

2．1 规范溅渣护炉的操作技术，合理进行终渣控制

60t转炉终渣合理选择炉渣的相熔点，保障炉底不产生上涨现象以及抱枕溅渣取得理想的效果［2］。熔渣的碱性度数应该选择合理的范围内，2．7～3．1是很好的一个碱度范围，终渣MgO的含量在保证倒炉出钢温度的前提下控制在9%～10%的饱和值超过量。这可以使得终渣的C2S以及C3S能够达到71% ～76%之间，提高溅渣层的耐火度数。

另外，在复吹60t转炉溅渣护炉的实践操作中，首先要注意加强对炉渣的控制。在倒炉出钢之后，对FeO的含量进行分类，依据FeO的含量添加适量的调渣改质剂，控制MgO的含量。其次，要充分保护60t转炉底部的供气元件。在60t转炉的最初使用过程中，利用粘渣和喷气孔的热平衡，使供气元件处形成透气蘑菇头，保证60t转炉底气喷孔的供气。第三，要严格控制60t转炉膛的内型以及炉底的形状。保证转炉膛的内型合理，炉底供气顺畅。同时还可以根据钢铁冶炼的实际情况调整和控制炉底的高度。通过这些方法，可以合理地减少炉底上涨的现象。

2．2 合理控制氧气枪的枪位

在氧气枪喷头的参数固定时，氧枪喷头距离熔渣的液体面距离影响着氧枪的冲击深度。合理的氧气枪枪位控制对溅渣的操作有着十分重要的作用。在实际的钢铁冶炼生产过程中，企业要定时对炉底进行实测，及时掌握60t转炉炉衬和炉底侵蚀的情况，调整氧气枪的枪位和造渣的实际操作制度。

2．3 动态地调整60t转炉的装入辆和和废钢块度

在60t转入的铁水和废钢装入过程中，要依据60t转炉的使用情况的炉底上涨的情况，适时减少铁水和废钢的总装入量［3］。能够保证氧气射流最大程度的冲击到熔池的底部位置，进行供氧和搅拌，使得炉底的废钢充分熔化，从而达到降低炉底上涨的现象。另外，在装入废钢时，不能装入块度过大，容易沉入炉底的钢块，以保证废钢能够完全的熔化。标准废钢块度不能超过500mm，单块的重量最好在200kg以下。

3 炉底上涨的具体处理实践措施

本钢铁厂在炉底上涨问题产生时，主要采用吹扫炉底和兑铁吹炉的实践措施。首先，在转炉出钢结束以后，倒出炉内的钢渣，使转炉摇回零位，氧气抢达到下极限点，然后控制氧气枪的流量，尽量保持在30000m3/h，供氧20－30s对炉底进行吹扫。使用氧气枪对上涨部分进行侵蚀熔化，倒出吹扫出来的熔渣。对60t转炉炉底进行吹扫，能够在炉底上涨时进行补救，不影响转炉的正常运作。其次，当60t转炉的炉底出现上涨时，本钢铁厂采用了侵蚀力度更大的兑铁吹炉，对炉底进行补救处理。吹炉底必须要在转炉的温度降低以后，在炉内兑入4t左右的铁水，同时风机的速度要快，供氧流量必须要严格控制在一定的范围内，开吹阶段控制在3000—4000m3/h，中间过程尽量保持在4000—6000m3/h，最高的供氧流量不能超过7000m3/h，保证转炉内的铁水充分氧化。在炉内的温度升高后，适当的把枪位提高250mm左右，保证炉膛形状规整。当吹炉底供氧提枪结束时，关闭转炉的挡火门，把转炉慢速向前摇，以防止炉渣在摇动的过程中溅出，工作人员离开工作平台，以防炉渣溅出灼伤。

4 结束语

在钢铁冶炼生产过程中，60t转炉炉底上涨的现象普遍存在。炉底上涨主要是由溅渣护炉技术的应用，碱度过高，氧气射流冲击的深度不够，废钢的块度体积过大，炉渣质量差以及操作不恰当等诸方面的因素造成的。通过对炉底上涨的原因进行分析。能够有效对炉底上涨的问题进行及时的防止与处理，通过规范溅渣护炉的操作技术，合理进行终渣控制以及氧气枪的枪位等措施，能够有效保证钢铁冶炼生产的正常运行。

［1］张盛昌，刘勇，杜超伶．转炉炉底上涨的原因及预防措施［J］．河南冶金，2012，7(6):43 －45．

［2］陈元学，张义才．复吹转炉溅渣护炉工艺优化［J］．炼钢，2012，12(6):65－67．

［3］魏宝森，转炉炉底上涨原因分析及防治实践［J］．冶金能源，2012，31(5):44－47．