转炉溅渣护炉技术课件.pptx
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1、转炉溅渣护炉转炉溅渣护炉 2017年年7月月18日日XX钢铁炼钢厂职工技术培训钢铁炼钢厂职工技术培训 炼钢工第二期炼钢工第二期v目标经济炉齡目标经济炉齡v20000炉炉v计划下炉时间计划下炉时间201X年年X月月v综合护炉综合护炉v冶炼操作冶炼操作v溅渣护炉溅渣护炉v补补 炉炉 目前,两座转炉均已进入炉役后期,各班组炼钢工要自觉执行分厂车间工段综合护目前,两座转炉均已进入炉役后期,各班组炼钢工要自觉执行分厂车间工段综合护炉措施,高效维护转炉炉况,确保转炉生产正常、稳定、快节奏运行,最大化实炉措施,高效维护转炉炉况,确保转炉生产正常、稳定、快节奏运行,最大化实现本炉役可控制、有计划经济炉齡,杜绝
2、各种恶性事故,圆满完成公司安全生产现本炉役可控制、有计划经济炉齡,杜绝各种恶性事故,圆满完成公司安全生产目标指标。目标指标。2目标经济炉龄目标经济炉龄如何延长转炉炉衬的使用寿命如何延长转炉炉衬的使用寿命v 1 转炉衬砖发展轨迹 年代炉衬寿命炉衬材质炉衬材质国内国内国际国际1970-19802005000焦油白云石大砖焦油白云石大砖1980-1990100010000普通镁碳砖普通镁碳砖1990-2000500015000高级镁碳砖高级镁碳砖2000-至今至今2000020000高级镁碳砖高级镁碳砖如何延长转炉炉衬的使用寿命如何延长转炉炉衬的使用寿命v 2 影响炉龄指标的主要因素 v镁碳砖的质量
3、镁碳砖的质量 (30)v筑炉质量筑炉质量 ( 8 )v开新炉开新炉 ( 2 )v生产组织生产组织 ( 3 )v机械设备的影响机械设备的影响 ( 2 )v冶炼工艺的影响冶炼工艺的影响 (40)v维护制度的影响维护制度的影响 ( 8 )v溅渣护炉工艺的影响溅渣护炉工艺的影响 ( 7)镁碳砖质量、转炉砌筑是基础镁碳砖质量、转炉砌筑是基础冶炼工艺、操作是关键冶炼工艺、操作是关键溅渣护炉、炉衬维护是手段溅渣护炉、炉衬维护是手段如何延长转炉炉衬的使用寿命如何延长转炉炉衬的使用寿命v 3 镁碳砖的质量镁碳砖的质量v转炉衬砖的使用特点转炉衬砖的使用特点 由于受高压氧气流的冲击,使金属液和炉渣受到激烈的搅动。由
4、于受高压氧气流的冲击,使金属液和炉渣受到激烈的搅动。炉体前后倾动,受到扭力巨大。炉体前后倾动,受到扭力巨大。装料冲击。装料冲击。冶炼周期短,炉衬温度变化大,且频繁。冶炼周期短,炉衬温度变化大,且频繁。产生烟气量和气体量大。产生烟气量和气体量大。在强氧化性条件下工作。在强氧化性条件下工作。v对对转转炉衬砖的要求炉衬砖的要求有较强的高温强度有较强的高温强度有较强的抗氧化性能有较强的抗氧化性能有较强的抗热变能力有较强的抗热变能力有良好的烧结性有良好的烧结性有较强的抗冲刷能力有较强的抗冲刷能力对护炉材质有良好的附着能力对护炉材质有良好的附着能力v对对炉衬砖损坏机理炉衬砖损坏机理高温熔损、化学高温熔损、
5、化学侵蚀、侵蚀、钢流冲刷、外力冲击钢流冲刷、外力冲击如何延长转炉炉衬的使用寿命如何延长转炉炉衬的使用寿命v 3 镁碳砖的质量镁碳砖的质量 v石墨的特征石墨的特征 :线膨胀系数小;:线膨胀系数小;:耐高温(:耐高温(700010S 失重失重0.8%);:g共存有优势共存有优势、石墨线膨胀率小,弹性模量低(、石墨线膨胀率小,弹性模量低(4900MPa)、热导率高()、热导率高(64.0W/m.K),在含在含1520的的gO-C砖中,形成连续的炭基质,高温下制品热导率增加,膨胀率显著下降,故可以砖中,形成连续的炭基质,高温下制品热导率增加,膨胀率显著下降,故可以发挥发挥g砖耐热震的优势;砖耐热震的优
6、势;、石墨熔点高(、石墨熔点高(3700),表面能较低,不与其他材料发生反应,与),表面能较低,不与其他材料发生反应,与gO(熔点(熔点2800)间无共熔关系;间无共熔关系;、石墨均匀分布在砖体中后,在高温下碳原子形成交错网络结构,使材料具有优良的高温性、石墨均匀分布在砖体中后,在高温下碳原子形成交错网络结构,使材料具有优良的高温性能;能;、石墨的表面张力大、与渣的注润湿角大、能有效地阻止熔渣渗透基于上述,、石墨的表面张力大、与渣的注润湿角大、能有效地阻止熔渣渗透基于上述,gO-C砖用砖用于炉壁,可显著提高内衬的使用寿命于炉壁,可显著提高内衬的使用寿命v制砖原料质量制砖原料质量关于镁砂纯度的要
7、求:镁砂、石墨品位,主要是防关于镁砂纯度的要求:镁砂、石墨品位,主要是防SiO2 AL2O3加加Al、Mg是为抗氧化是为抗氧化加碳是为了形成碳素骨架加碳是为了形成碳素骨架,并有抗氧化作用。并有抗氧化作用。树脂是粘合作用,加热分解后形成碳素骨架。树脂是粘合作用,加热分解后形成碳素骨架。晶粒度的影响。晶粒度的影响。如何延长转炉炉衬的使用寿命如何延长转炉炉衬的使用寿命v 3 镁碳砖的质量镁碳砖的质量 v制砖工艺制砖工艺 指标内容指标内容 工艺措施工艺措施常温耐压常温耐压 打击方式打击方式高温抗折高温抗折 抽真空抽真空体积密度体积密度 真空油浸真空油浸 原料纯度原料纯度气孔率气孔率 颗粒配比颗粒配比
8、树脂质量树脂质量 抗氧化剂数量抗氧化剂数量 氧化镁含量氧化镁含量 模具质量模具质量抗氧化性抗氧化性几何尺寸几何尺寸 碳含量碳含量如何延长转炉炉衬的使用寿命如何延长转炉炉衬的使用寿命v 4 转炉砌筑转炉砌筑 v减少衬砖损坏减少衬砖损坏v背紧靠实,砖缝背紧靠实,砖缝0.5mm-1mmv合缝位置在耳轴合缝位置在耳轴v避免倒插门避免倒插门v砌后细料扫填砌后细料扫填v开炉前减少摇炉开炉前减少摇炉 如何延长转炉炉衬的使用寿命如何延长转炉炉衬的使用寿命v 5 开新炉 开吹氧压,低开吹氧压,低0.5Kg;吹炼时间比正常长吹炼时间比正常长15分钟;分钟;不加降温剂;不加降温剂;可加少量焦炭,延长吹氧时间。可加少
9、量焦炭,延长吹氧时间。 开新炉能否很好的使炉衬表面烧结是影响炉龄的关开新炉能否很好的使炉衬表面烧结是影响炉龄的关键,避免没完全烧结的软化层剥落键,避免没完全烧结的软化层剥落如何延长转炉炉衬的使用寿命如何延长转炉炉衬的使用寿命v 6 生产组织v 生产管理生产管理 均匀生产节奏,尽量避免均匀生产节奏,尽量避免热停热停时间太长;时间太长; 做好生产组织,避免做好生产组织,避免铁水、钢水在炉内等待铁水、钢水在炉内等待; 留有转炉维护的时间,如留有转炉维护的时间,如喷补、溅渣喷补、溅渣等;等; 避免避免高温出钢高温出钢等待浇注;等待浇注; 对对漏水设备漏水设备及时维护;及时维护; 现场管理;现场管理;
10、严格严格原材料验收原材料验收制度制度v 技术管理技术管理 严格遵守工艺技术操作规程严格遵守工艺技术操作规程如何延长转炉炉衬的使用寿命如何延长转炉炉衬的使用寿命v 7 机械设备影响 炉口、烟罩等漏水;炉口、烟罩等漏水;耳轴转动对耳轴炉衬的扭力矩;耳轴转动对耳轴炉衬的扭力矩;清理炉口设备对衬砖的影响。清理炉口设备对衬砖的影响。如何延长转炉炉衬的使用寿命如何延长转炉炉衬的使用寿命v 8 冶炼工艺对炉龄的影响 冶炼工艺对炉龄有直接影响特别是目前已有溅渣炉工艺的情况冶炼工艺对炉龄有直接影响特别是目前已有溅渣炉工艺的情况下,工艺的影响远远超过砖质量的影响,其影响的因素主要是:下,工艺的影响远远超过砖质量的
11、影响,其影响的因素主要是: 造渣工艺的影响;造渣工艺的影响;出钢温度的影响;出钢温度的影响;铁水成份的影响;铁水成份的影响;冶炼钢种的影响;冶炼钢种的影响;装料制度的影响。装料制度的影响。如何延长转炉炉衬的使用寿命如何延长转炉炉衬的使用寿命v 8 冶炼工艺对炉龄的影响v 造渣工艺的影响造渣工艺的影响v 炉衬被化学侵蚀的机理炉衬被化学侵蚀的机理纯氧化物熔点如下:纯氧化物熔点如下: 纯纯MgO在炼钢温度(在炼钢温度(1800)是不易熔化。但是炼钢的炉渣中有)是不易熔化。但是炼钢的炉渣中有大量的氧化铁和二氧化硅但大量的氧化铁和二氧化硅但MgO与熔融与熔融FeO和和SiO2相结合就形成了低熔点相结合就
12、形成了低熔点FeOMgO或或MgOSiO2从而使耐火材料与钢渣接触的一面熔点急骤降低,从而使耐火材料与钢渣接触的一面熔点急骤降低,强度降低被熔化或被冲刷掉,而其强度降低被熔化或被冲刷掉,而其表面层的碳被表面层的碳被FeO(或氧气)所氧化(或氧气)所氧化2FeO+C2Fe+CO2使砖内失去碳素骨架,强度大大降低使砖内失去碳素骨架,强度大大降低 炉渣炉渣的分融现象的分融现象随着温度的升高,溅渣层中的低熔点相先行熔化,并缓慢从溅渣层中分离流出,随着温度的升高,溅渣层中的低熔点相先行熔化,并缓慢从溅渣层中分离流出,使溅渣层变薄,残留的岩相中高熔点物质(使溅渣层变薄,残留的岩相中高熔点物质(MgO、C2
13、S、C3S等)比例增高,当熔等)比例增高,当熔池温度达到池温度达到16001650时,残留物仍呈固体。这种现象叫溅渣层的分熔现象。时,残留物仍呈固体。这种现象叫溅渣层的分熔现象。 CaOMgOSiO2FeOMnOAlO3CaF22600280017531370178520301418如何延长转炉炉衬的使用寿命如何延长转炉炉衬的使用寿命v 8 冶炼工艺对炉龄的影响v 造渣工艺的影响造渣工艺的影响v MgO含量在炉衬与炉渣中的平衡含量在炉衬与炉渣中的平衡 氧化镁在炼钢渣中的饱和溶解度,渣中氧化镁在炼钢渣中的饱和溶解度,渣中FeO含量越高,炉渣碱度含量越高,炉渣碱度越小,炉渣的温度越高,越小,炉渣的
14、温度越高,MgO在渣在溶解度越大。在渣在溶解度越大。 炉渣中的炉渣中的MgO在没有达到饱和时,就要从炉衬中浸取在没有达到饱和时,就要从炉衬中浸取MgO,努力达到饱和,努力达到饱和浓度,这也叫平衡,而浓度,这也叫平衡,而MgO在炉渣中的含量和溶解度随炉渣的碱度在炉渣中的含量和溶解度随炉渣的碱度R(CaO/SiO2)的减小而迅速增大。当的减小而迅速增大。当R=3.5时,其饱和熔解度为时,其饱和熔解度为8%9%,可是刚刚开吹时,石,可是刚刚开吹时,石灰没全熔化而铁水中灰没全熔化而铁水中Si氧化成二氧化硅(氧化成二氧化硅(SiO2)量又很大,所以)量又很大,所以CaO/SiO2值很小值很小只有只有1%
15、左右,这时左右,这时MgO在渣中的熔解度远远大于在渣中的熔解度远远大于8%9%,有时达到,有时达到30%,必然,必然要大量从炉衬中浸取熔解要大量从炉衬中浸取熔解MgO使炉衬受到大量熔损。使炉衬受到大量熔损。 刚吹炼时,石灰难熔化,是因为石灰的熔化靠吹氧使铁水氧化形成的刚吹炼时,石灰难熔化,是因为石灰的熔化靠吹氧使铁水氧化形成的FeO很少,这一段时间渣的碱度上不来,故炉衬的受浸蚀量大。上述两个原因导致吹炼很少,这一段时间渣的碱度上不来,故炉衬的受浸蚀量大。上述两个原因导致吹炼前期炉衬浸蚀是最严重的。前期炉衬浸蚀是最严重的。一、刚开吹时投入含一、刚开吹时投入含FeO材料材料使炉渣中的氧化铁含量迅速
16、增加,从而促使炉渣中的氧化铁含量迅速增加,从而促进石灰迅速熔化,提高炉渣碱度,降低渣中进石灰迅速熔化,提高炉渣碱度,降低渣中MgO的饱和熔解度。的饱和熔解度。二、刚开始吹炼时加入轻烧白云石或轻烧镁球二、刚开始吹炼时加入轻烧白云石或轻烧镁球,从渣中本身就会有,从渣中本身就会有8%9%的的MgO,以减少炉渣为保持自己的饱和熔解度而对炉衬的浸蚀。,以减少炉渣为保持自己的饱和熔解度而对炉衬的浸蚀。 如何延长转炉炉衬的使用寿命如何延长转炉炉衬的使用寿命v 8 冶炼工艺对炉龄的影响v 造渣工艺的影响造渣工艺的影响1、初期渣控制、初期渣控制 R=12,渣中,渣中FeO含量含量1040%时,时,MgO饱和溶解
17、度较高,饱和溶解度较高,MgO含量的增大可将炉渣的熔点急剧下降。因此:含量的增大可将炉渣的熔点急剧下降。因此: 1)、初期渣要一次将)、初期渣要一次将MgO将入,可以促进化渣。将入,可以促进化渣。 2)、初期渣中碱度低,)、初期渣中碱度低,FeO含量高,含量高,MgO饱和溶解度高,极容易饱和溶解度高,极容易使炉衬中使炉衬中MgO进入渣中。进入渣中。 多加多加MgO有两个重大意义:尽快化渣、提高碱度,和减缓炉渣对有两个重大意义:尽快化渣、提高碱度,和减缓炉渣对镁碳砖侵蚀的重要措施。镁碳砖侵蚀的重要措施。2、冶炼过程、冶炼过程MgO控制控制 考虑到钢考虑到钢-渣之间的化学反应,渣之间的化学反应,M
18、gO的含量一定要控制在接近饱和溶的含量一定要控制在接近饱和溶解度值。绝不能超过其饱和溶解度,否则,将会有固相解度值。绝不能超过其饱和溶解度,否则,将会有固相MgO析出,使渣变析出,使渣变稠,影响化学反应进行。稠,影响化学反应进行。 如何延长转炉炉衬的使用寿命如何延长转炉炉衬的使用寿命v 8 冶炼工艺对炉龄的影响v 冶炼温度对炉衬寿命的影响冶炼温度对炉衬寿命的影响 避免出高温钢,避免出高温钢,温度越高对炉衬损伤越大,一般控制在温度越高对炉衬损伤越大,一般控制在16801680以下。当出钢温度大于以下。当出钢温度大于17001700以上时,不但上一炉的溅渣层以上时,不但上一炉的溅渣层熔损光了,而且
19、炉衬本身也将会大量被熔损。熔损光了,而且炉衬本身也将会大量被熔损。v 冶炼钢种对炉衬寿命的影响冶炼钢种对炉衬寿命的影响 钢水中碳和氧的乘积在一定温度下是定数,碳高氧低,碳低氧高,钢水中碳和氧的乘积在一定温度下是定数,碳高氧低,碳低氧高,钢水中的氧和渣中的氧化铁也是正比例关系即钢水中氧高渣中的氧化铁含钢水中的氧和渣中的氧化铁也是正比例关系即钢水中氧高渣中的氧化铁含量也就高渣中的氧化铁与炉衬砖中的量也就高渣中的氧化铁与炉衬砖中的gOgO生成低熔点的生成低熔点的gOgOFeOFeO浸蚀炉浸蚀炉衬。衬。冶炼低碳钢:冶炼低碳钢:钢水中碳低钢水中碳低钢水中氧高钢水中氧高渣中氧化铁高渣中氧化铁高炉衬浸蚀严重
20、炉衬浸蚀严重降低炉衬寿降低炉衬寿命命 冶炼合金钢:冶炼合金钢: 加合金量大加合金量大出钢温度需提高出钢温度需提高炉衬浸蚀严重炉衬浸蚀严重降低炉衬寿命降低炉衬寿命 如何延长转炉炉衬的使用寿命如何延长转炉炉衬的使用寿命v 8 冶炼工艺对炉龄的影响v 原料条件对炉衬寿命影响原料条件对炉衬寿命影响、白灰质量不好,、白灰质量不好,iO2iO2含量高(含量高(2%),2%),对炉衬浸蚀严重;对炉衬浸蚀严重;、铁水带渣量大,进入转炉、铁水带渣量大,进入转炉iO2iO2量大对炉衬浸蚀严重;量大对炉衬浸蚀严重;、铁水含硫量高,对炉衬浸蚀严重这是因为脱硫需要高温,故降低、铁水含硫量高,对炉衬浸蚀严重这是因为脱硫需
21、要高温,故降低炉衬寿命炉衬寿命v 转炉底吹转炉底吹 转炉底吹效果不好,钢中冶炼终点含氧量高,渣中氧化铁高,对炉转炉底吹效果不好,钢中冶炼终点含氧量高,渣中氧化铁高,对炉衬侵蚀严重,直接影响炉衬寿命衬侵蚀严重,直接影响炉衬寿命v 其它影响炉衬寿命其它影响炉衬寿命出钢口处,出钢时,钢水是以旋涡状流出,对炉衬冲刷严重。出钢口处,出钢时,钢水是以旋涡状流出,对炉衬冲刷严重。加废钢及兑铁水中对前大面冲刷极为严重,必须及时垫补加废钢及兑铁水中对前大面冲刷极为严重,必须及时垫补钢水搅动,使钢渣和钢水急骤冲刷炉衬,喷头角度不好也会冲刷炉衬钢水搅动,使钢渣和钢水急骤冲刷炉衬,喷头角度不好也会冲刷炉衬 如何延长转
22、炉炉衬的使用寿命如何延长转炉炉衬的使用寿命v 9 转炉的维护v 维护方式维护方式、喷补;、喷补;、换出钢口管,及内出钢口修补;、换出钢口管,及内出钢口修补;、垫补前大面。、垫补前大面。v 转炉炉衬的垫补、喷补方式转炉炉衬的垫补、喷补方式、湿法喷补料与水先混合;、湿法喷补料与水先混合;、半干法喷补料水在喷枪出口处混合;、半干法喷补料水在喷枪出口处混合;、火焰喷补料经出口火熘部分熔化。、火焰喷补料经出口火熘部分熔化。v 喷补效果影响因素喷补效果影响因素、配方;、配方;、水量;、水量;、气压;、气压;、角度;、角度;、喷补厚度。、喷补厚度。 如何延长转炉炉衬的使用寿命如何延长转炉炉衬的使用寿命v 1
23、0 溅渣护炉技术v 溅渣护炉技术的发展溅渣护炉技术的发展1、6080年代,日本发明用白云石造渣工艺护炉。年代,日本发明用白云石造渣工艺护炉。2、80年代,在加白云石基础上摇炉挂渣、护炉。年代,在加白云石基础上摇炉挂渣、护炉。3、1991年,美国年,美国LTV公司发明溅渣护炉技术。公司发明溅渣护炉技术。4、1994年,中国开始推广溅渣护炉技术。年,中国开始推广溅渣护炉技术。5、1998年,全面普及。年,全面普及。v 理论依据理论依据加白云石造渣:使渣中含加白云石造渣:使渣中含MgO量达到量达到68%,使其进入饱和,使其进入饱和状态,减少炉衬中状态,减少炉衬中MgO向渣中扩散,减轻炉渣在冶炼中对炉
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