PDF《本钢 180t 复吹转炉氧枪粘枪探讨》

本钢技术 年第 期20

2011 4 本钢 180t 复吹转炉氧枪粘枪探讨 李振海 (本钢炼钢厂,辽宁 本溪 117021) 摘要:为减少或避免氧枪粘枪情况的发生,通过对转炉炼钢入炉铁水条件及吹炼操作两方面分析本 钢转炉日常生产中氧枪粘枪的主要原因,并且有针对性的提出合理的操作方法、控制措施和解决办法, 为保证氧枪减少粘枪,转炉平稳生产提供了实践指导.

关键词:喷溅;

氧枪;

粘枪;

返干 中图分类号:TF748 文献标识码:B A Study on BX STEEL

180 Tons BOF Oxygen Lance Sticking LI Zhenhai (Steel Making Plant,BX STEEL,Benxi Liaoning 117021) Abstract:In order to reduce or avoid adhesion on oxygen lance, through the converter steelmaking furnace molten iron and blowing operation analysis of two steel converter in daily production of lance sticking is the main reason, and put forward a reasonable operation method, control measures and solutions, In order to ensure that oxygen lance adhesion is and converter steady production, providing a practical guide. Keywords:splash;

lance;

sticking;

back to dry 本钢 180t 转炉冶炼生产过程中, 经常会出现氧 枪粘枪的现象.作为炼钢的重要设备,氧枪将高纯 度氧气以超音速的速度吹入转炉内金属熔池上方, 在吹炼过程中, 它不但要承受反应区高达约

2 500℃ 左右的热辐射,还要承受高温的钢、渣激烈冲刷和 急冷急热作用,工作条件十分恶劣,并且由于氧枪 工操枪失误或者其他原因, 都易造成粘枪(图1), 粘 枪后枪体变粗,在氧枪水套处容易造成氧枪刮坏水 套等设备,甚至氧枪出现无法联动移枪,而枪身的 粘渣大部分是喷溅的冷钢夹着低温炉渣,严重粘枪 时厚度可达(20~220)mm(半径), 致使氧枪无法提出 氧枪口,吹枪失败时只能采用火焰切割方式毁掉氧 枪.严重影响转炉吹炼,造成生产不能正常进行, 氧枪粘枪极有可能造成铸机降速甚至断浇等生产 事故发生.氧枪喷头(表1)粘渣或钢(图2),冷却效 果降低, 很容易被烧坏. 氧枪粘枪不仅易损坏喷头, 造成氧气动力学条件改变,影响吹炼过程中的供氧 效果,同时还会缩短氧枪喷头的使用寿命,增加炼 钢成本. 图1氧枪枪身粘钢渣 Fig.1 Lance sticky residue frame 作者简介:李振海(1981~),男,炼钢助理工程师,2003 年 毕业于辽宁科技学院炼钢及铁合金专业. E-mail:[email protected] 图2喷头侵蚀-粘钢渣 Fig.2 Nozzle erosion-sticky residue 李振海:本钢 复吹转炉氧枪粘枪探讨

21 180t 表1本钢氧枪喷头主要技术参数 Tab.1 BX STEEL main technical parameters of the oxygen lance nozzle 技术参数 喉口直径 出口直径 主孔张角 数字/mm Φ41.5 Φ54 13°

1 氧枪粘钢原因分析 氧枪粘枪的主要原因是由于吹炼过程中炉渣 没有化好、化透,流动性差,金属喷溅严重,或者 枪位过低等造成的.另外,氧枪喷头结构、氧气压 力的高低,也有一定的影响. 1.1 铁水条件不稳定

2010 年炼钢厂冶炼用铁水条件如表

2 所示. 由表2可见,铁水硅含量波动很大. 表22010 年炼钢厂铁水条件 Tab.2 The conditions of hot metal of steel plant in

2010 化学成分(质量分数)/% 项目 C Si Mn 温度 /℃ 数值范围 1.50~5.47 0.10~2.22 0.08~0.85

1 147~1

485 1)铁水硅含量过低时,硅元素在很短的时间里 就被氧化掉,碳―氧剧烈反应期相应提前,而氧枪 工没有能及时变换枪位,致使渣中(FeO)含量过低, 如图

3 所示,在吹炼(6~13)min 时导致熔渣返干而 粘枪. 2)铁水硅含量过高时,硅元素的氧化时间相对 较长, 使碳、 氧剧烈反应期滞后, 同时产生的SiO2形 成大量的硅酸盐渣,氧枪工没有延迟吊枪的时间, 导致渣中(FeO)含量升高,导致在碳-氧剧烈反应 时, 造成炉渣溢渣性喷溅. 这时熔池温度迅速升高, 而喷溅过后的渣中(FeO)含量迅速降低, 导致熔渣返 干,熔渣返干后产生大量的硅酸二钙渣系,使得钢 水温度的传递受到阻碍,如图

4 所示,在吹炼(8~ 12)min时分散在熔渣中的熔融态钢水温度下降后粘 在氧枪上. 8.9 8.7 8.5 8.3 8.1 7.9 7.8 氧枪重量 /t

0 2

4 6

8 10

12 14

16 18

20 吹炼时间/min 图4铁水硅含量较高时吹炼时氧枪粘枪曲线 Fig.4 The silicon content of the hot metal is higher when the adhesion on oxygen lance blowing curve 1.2 造渣操作 1)造渣料加入时机和数量控制.如大量轻烧或 石灰在开吹至 4min 左右时加入过急,会导致温降 过大,轻烧、石灰溶解不好,造渣不良,引起大的 料坨、料球,最终引起爆发性喷溅. 2)造渣料结构.如仅采用轻烧、石灰、粒钢造 渣,易在冶炼过程中出现高温返干、喷溅现象,而 合理利用铁矿石、铁皮球等造渣材料配合造渣,不 但可以有效提高炉渣的冶金效果、降低吨钢成本, 同时还在提高炉龄和抑制喷溅方面起到较为重要 的作用.实际操作中,可以在开吹时加入轻烧以增 加前期渣中(MgO)的含量,利于前期脱磷和保护溅 渣层;

另一方面可以针对低硅铁水炉次可以加入适 量的铁矿石达到增加渣中(FeO)的目的, 降低返干程 度;

在吹炼(9~12)min 时,温度开始升高时加入一 定量的铁皮球,可以有效防止发生高温返干. 8.7 8.5 8.3 8.1 7.9 7.8 吹炼时间/min

0 2

4 6

8 10

12 14

16 18

20 氧枪重量 /t 图3铁水硅含量较低时吹炼时氧枪粘枪曲线 Fig.3 The silicon content of the hot metal is low when the adhesion on oxygen lance blowing curve 1.3 点吹 操作 终点钢水磷含量高时, 点吹 也容易导致粘 枪.其原因主要是由于磷高下料工会补加相应的石 灰以增加渣中(CaO)含量调高碱度,而点吹时间较 短,石灰无法化透,这时很容易发生粘枪现象.

2 氧枪粘渣处理 2.1 一般粘枪 氧枪粘钢、渣少时,较容易处理,一般是在吹 本钢技术 年第 期22

2011 4 炼后期用高温的熔渣涮掉.涮枪的条件是炉内温度 要高些,炉渣碱度稍低些,在保证炉渣化透的情况 下有较厚的渣层,枪位稍低些.在上述的条件下, 氧枪的粘钢、渣是容易涮掉的.粘钢、渣若一炉没 有涮干净,可在下炉继续涮,一般吹炼两炉钢基本 上粘钢、渣就可以全部涮掉. 2.2 严重粘枪 氧枪粘枪严重影响到联动换枪时,要进行吹枪 操作(图5),将氧枪下至炉内最低点后进行烤枪操 作,一般烤(4~6)min左右,开吹流量调至(6 000~8 000)m3 /h,待氧枪所粘金属燃烧后,视情况加入石 灰及提高流量至

10 000m3 /h左右,一般 12min内可 以吹净,否则必须更换氧枪.

6 图5吹枪时枪重变化曲线 Fig.5 Heavy blow lance at curve

3 避免氧枪粘枪措施 可以看出, 粘枪无论是对钢水的质量,炉衬寿 命,原材料的消耗,冶炼周期等都会有不利影响. 解决氧枪粘钢的主要措施: 1)严格执行好工艺制度、精心操作,避免粘枪 事故的发生. 2)及时获得入炉铁水成分,根据不同的铁水条 件采用不同的造渣工艺,如双渣法、留渣法等;

不 同的氧枪供氧制度. ①铁水中硅含量低于 0.30%时,采用留渣法, 并适当提前第一批造渣料的加入时机,并减少过程 中造渣料用量和次数,以确保温度、避免返干,因 为碳、氧剧烈反应期提前,采用低流量(28 000m3 /h) 供氧确保合适的(FeO)含量. ②铁水中硅含量高于 0.80%时,采用双渣法, 并适当增加造渣料的次数,加强降温料的使用频 率,达到均匀升温的目的,同时考虑到碳、氧剧烈 反应期推后,应适当延长前期压枪时间,并采用高 流量(32 000m3 /h)供氧确保合适的(FeO)含量,防止 喷溅,尽量避免后期返干. ③提高操作水平.吹炼过程枪位控制的基本原 则是:化好渣、化透渣、快速脱碳、不喷溅、保证 熔池均匀升温.在碳激烈氧化期间,尤其要控制好 枪位.枪位过低,会产生炉渣 返干 ,造成严重 的金属喷溅,导致粘枪而烧坏喷头.枪位过高,渣 中氧化铁含量较高,又加上脱碳速度快,同样会造 成爆发性大喷或连续性喷溅,造成严重粘枪. 9.4 9.2

9 8.8 8.6 8.4 8.2

8 7.8 吹炼时间/min

0 2

4 8

10 12 氧枪重量 /t

4 结论 1)铁水硅含量过低或过高时,在吹炼中期(6~ 13)min 都易导致熔渣返干而粘枪;

造渣材料的选 择、加入时机和数量不合理,也是粘的原因;

终 点钢水磷含量高时, 点吹 也容易导致粘枪. 2)当铁水中硅含量低于 0.30%时,可采用留渣 法, 并采用低流量(28 000m3 /h)供氧确保合适的(FeO) 含量;

铁水中硅含量高于 0.80%时, 可采用双渣法, 适当增加造渣料的次数, 并采用高流量(32 000m3 /h) 供氧确保合适的(FeO)含量. 3)吹炼过程枪位控制的基本原则是化好渣、化 透渣、快速脱碳、不喷溅、保证熔池均匀升温. 4)当粘枪时可以通过涮枪或吹枪保证正常生 产. ........