改善钒钛转炉渣对提高炉衬寿命的影响

D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1982.02.021 北京钢铁学院学报 1982年第2期 “1 改善钒钛转炉渣对提高炉衬寿命的影响 北京钢铁学院赵万智* 履仁 攀钢研究所李和辅 攀钢炼钢厂贺永来 耿立忠 摘 要 本文着重介绍，通过改进VTi铁水及半钢炼钢的造渣工艺，调整炼钢炉渣的矿 物组成，从而减轻炉渣对炉衬的浸蚀作用，达到提高转炉炉衬寿命的目的。使攀钢 最高炉龄由375炉提高到578炉。 一、前 言 攀钢有三座120吨氧化顶吹转炉，设计炉龄250炉。71年10月1日投产以来，采用焦油白 钢产童 1 铜产登，万吨 一一一一2最高炉射，次 120 600 -3 平均炉敏，次 耐火材料消耗，公斤/吨解， 10025 500 80 20400 6015300 40 10200 20 上00 75 76 77 78 80上半年试验炉 年度 图11*试验炉与攀钢历年炉龄、钢产量及耐火材料消耗 ◆参加这一工作的还有炉龄攻关组全体同志，此文1981年11月收到。 1

北 京 钢 铁 学 院 学 报 年第 期 改善钒钦转炉渣对提高炉衬寿命的影响 北京钢铁 学院 赵 万 智 攀 钢 研 究 所 李和辅 攀 钢 炼 钢 厂 贺永来 ，服仁 耿 立 忠 摘 要 本文 着重介绍 ， 通过 改进 铁水 及半钢炼钢 的造渣工艺 ， 调 整炼钢炉渣 的矿 物组 成 ， 从而减轻炉渣对炉衬 的浸 蚀作用 ， 达 到提高转炉炉衬寿 命的 目的 。 使 攀钢 最 高炉龄由 炉提高到 炉 。 一 、 前 ， 一 曰 攀钢有三 座 吨氧化顶 吹 转炉 ， 设 计炉龄 炉 。 年 月 日投产 以 来 ， 采 用 焦油 白 附 ︸ 幼娜产 拓梢材料火 ‘ 了 了夕 ‘夕户 产夕 饭 爪 飞 年 度 图 试 验 炉与攀钢历 年 炉龄 、 上半年 试 脸护 钢产 量 及 耐 火材 料消 耗 参加 这一 工 作 的还 有炉龄攻关 组 全 体 同 志 ， 此 文 年 月收到 。 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1982．02．021

云石砖为炉村。经多次试验，1978年之后，平均炉龄超过设计水平，1980年10月最高炉龄为 375炉，平均炉龄为311炉，吨钢耐火材料消耗降低到11.33公斤的水平（图1）。 在这个时期，攀钢公司曾多次组织炉龄攻关，取得了一定的经验〔1,2)。1980年初与北 京钢铁学院合作，开展了攀钢转炉渣对炉衬侵蚀机理的试验研究(3一8)。初步认识到，在现 有生产流程条件下，为了提高转炉炉龄，在造渣方面必须降低A1:O。和适当地提高终渣中 SiO2、MgO、MO的含量，以提高终渣的熔点和粘度，尽快化好初期渣。在此基础上， 1980年10月开始，在1转炉上进行提高炉龄的工业试验。在炉村材质基本不变、原材料和生 产比较苛刻的条件下，冶炼31天，创造了578炉的炉龄最高纪录。其各项经济技术指标，如 表1所示。 表1 试验炉主要技术经济指标对比 序号 项 、目 单 位 80-1-13炉役试验炉 1-10月各项指标平均 1 炉 龄 次数 578 305.2 2 钢产量 吨 69126.48 67700 耐火材料消耗 公斤/吨钢 7 11.33 日历利用系数 吨/吨昼夜 15.16 12.33 日历作业率 % 49.35 41.16 平均日炼钢炉数 炉数 19.23 18.51 7 每炉产钢量 吨/炉 120 119.26 钢锭合格率 % 99.06 99.03 9 镇静钢比 41 38.32 10 低碳钢比 93.59 11 冶炼周期 分/炉 42.08 43.78 12 供氧时间 分/炉 17.8 18.26 13 成本 元/吨钢 —0.80 在这些指标中，虽比平均指标有所提高，但是由于铁水供不上、成本不稳定、操作不熟 练等因素的影响，指标不够理想，再加上操作控制不好，粘枪较多，因此，稳定和巩固这一 成果，把平均炉龄搞上去，尚有大量的理论和实践工作要作。 二、试验及原材料概况 1.试验方察要点 这次试验在炉村材料方面采用了现有的焦油白云石砖，只是注意了控制加油量，炉底传 冷脱棋，炉帽砖的大颗粒由原来的24毫米降至15毫米，并加强熟料的检选。 在造渣工艺操作方面采用了如下措施：用安山岩代替火砖块造渣，加锰矿和轻烧白云石 造渣，降低萤石和中、后期铁皮用量，控制终渣的∑FO,加强护炉和补炉。 2.炉村 焦油白云石砖用的白云石生、熟料的化学成分见表2。焦油白云石砖的物理参数见表 3。 子

云石 砖为炉衬 。 经 多次试验 ， 年之后 ， 平均护龄超过设计水平 ， 。 年 月最高护龄为 炉 ， 平均炉龄为 炉， 吨 钢 耐 火 材料 消耗降低到 公斤 的 水平 图 。 在这个时期 ， 攀钢公司 曾多次组织 炉龄攻 关 ， 取得 了一定 的经验 〔 ， 幻 。 年初与北 京钢铁学院合 作 ， 开 展 了 攀钢 转炉渣对炉衬侵 蚀机理 的试验研究 〔 〕 。 初 步认识到 ， 在现 有生产 流程 条件下 ， 为 了提高转炉护龄 ， 在造 渣方面 必须 降低 和适 当地提 高终渣 中 、 、 的 含量 ， 以 提高终渣 的 熔点 和 粘度 ， 尽快化好初期渣 。 在此 基 础上 ， 。 年 月开 始 ， 在 书转炉上进 行提高炉龄的工业 试验 。 在炉衬材质 基本不 变 、 原材料和生 产比较 苛刻的条件下 ， 冶炼 天 ， 创造 了 炉的炉龄最 高纪录 。 其 各项经济技术指标 ， 如 表 所示 。 表 试验 炉主要 技术经 济指标对 比 序 号 项 目 单 位 卜，一 ‘ 炉 役试验炉 一 月各项指标平均 八工 八石甘内 五 … 任玉甘 纽自丹甘了月 炉 龄 钢 产 量 耐火材料消耗 日历利用系数 日历作业率 平均 日炼钢炉数 每炉产钢盘 钢锭合格 率 镇静钢 比 低碳钢比 冶炼周 期 供氧时 间 成 本 次 数 吨 公斤 吨钢 吨 吨 昼 夜 炉 数 吨 护 分 炉 分 护 元 吨钢 一 在这些指标 中 ， 虽比平均指标有所提高 ， 但是 由于铁水供不 上 、 成本不 稳定 、 操作不 熟 练等因素的影响 ， 指标不 够理 想， 再加上操作控制不好 ， 粘枪较多 ， 因此 ， 稳定和 巩固这一 成果 ， 把平均炉龄搞 上去 ， 尚有大 的理论和实践工作要作 。 二 、 试 验及 原 材料概况 试验方 案要点 这次试验在炉衬材料方面采 用 了现有的焦油 白云石砖 ， 只 是 注意 了控 制加油 ， 护底砖 冷脱模 ， 炉 帽砖的大颗粒 由原来 的 毫米降至 毫米 ， 并加 强熟料 的检选 。 在造渣工 艺 操 作方面采 用 了如下措施 用安 山岩代替火砖块造渣， 加锰矿和轻烧 白云石 造 渣， 降低萤石和 中 、 后 期铁皮 用量 ， 控 制终渣 的 艺 ， 加 强护炉和 补炉 。 护 衬 焦油 白云石砖用 的 白云石生 、 熟料的化学成分 见 表 。 焦油 白 云石砖的 物理参数见 表

表2 大水井白云石生料和熟料的化学成分 成分，% CaO MgO SiO, A1203 Fe2O3 ΣFAS 灼 减 体密 名称 克/厘米 生 料 30.83 21.40 0.38 0.24 0.25 0.89 47.14 热 料 54.13 34.52 2.52 2.06 0.76 5.34 5.69 2.96 熟 料 56.9639.99~ 3.98 3.19 1.6 8.77≈ 7.19~ 3.19 52.15 32.24 1.06 0.87 0.42 7.35 2.77 2.95 试验炉炉身及炉底采用大砖，炉帽有四环小砖，炉身最下两层大砖留有台阶，砌筑情况 如图2所表。砌炉时，大砖按编号择优用在关键部位，对号入座。砌缝材料按粒度要求，填 满热实。 表3 试验炉炉衬砖物理参数 砖号单重，公斤 块数 粒度配比 油量（外加%） 体密，克/厘米 砌筑部位 6 1160 113 6:1:3 6.78一7.05 t 2.800 炉 身 7 1100 17 么 6.6-7 2.860 炉 身 10 700 55 6.8-7.5 2.842 炉 帽 11 400 58 8-6.78 2.842 炉 帽 15 910 39 6.6-7 2.884 炉 底 中2200 2513 φ4230 中3750 图2试验炉砌筑剖面示意图 3.原材料 (1)铁水和半钢：本次试验全半钢冶炼占55.9%、全铁水冶炼占8.2%、混合冶炼占 ,35.9%。硫的频率分布如图3。铁水和半钢的化学成分及入炉温度如表4。 。②)）造渣剂：包括石灰、锰矿、安山岩、铁皮、董石和轻烧白云石，其化学成分见表 5

表 成分 ， 名称 、 ， 生 料 熟 料 熟 料 大水井白云石生料和熟料的化学成分 …一 …一 … …一 …一 …一 …二 穿 ·翼 · “ · ‘ ‘ · ‘ “ … “ · ‘ … · ‘ … 。 · ， 。 · ” ‘ · “ ” · ‘ ” · … “ · … “ · “ ” · “ · ” “ · ” ” · 。 “ · ’ “ · “ ‘ ’ · ” ” · ” ” · · 月 “ · · 气 二 ， 试验炉炉身及炉底采用大砖 ， 炉 帽有四 环小砖 ， 炉身最 下两 层大砖留有台阶 ， 砌筑情况 如图 所表 。 砌 炉 时 ， 大砖按 编号择 优 用在关键部位 ， 对号入座 。 砌缝材料按粒 度要求 ， 城 满捣实 。 表 试 验炉炉衬 砖物理 参数 砖 号 。 单 重 ， 公斤 块 数 粒度 配 比 油量 夕卜加 体密 ， 克 厘米 ， 砌筑 部位 甲 炉 底身帽帼 ， 匕八曰占人比 口口‘ ， ，’ 产 ， ， 。 小 「 ’ ’ 气 一 伽 · 图 试 验 炉砌 筑 剖面示 意图 原材料 铁水和半钢 本次 试验 全半钢 冶炼占 、 全 铁水 冶炼 占 、 混合 冶炼占 。 硫的频率分布如图 。 铁水和半钢 的化学成分 及入护温度如表 。 · 造渣 剂 包 括石灰 、 锰矿 、 安 山岩 、 铁皮 、 萤石和轻烧 白云石 ， 其化学成分见表 吞， 令

20 10 <40 7路的8下 >83 S个数 炉数n=493 均值X=62.3 标谁离差gn-1=10.9 图3 铁水、半钢硫频率分布图 表4 铁水、半钢的化学成分及入炉温度 成分，% C Si Mn P S Ti 入炉温度 原料 ℃ 铁 水 4.36 0.09 0.17 0.045 0.074 0.32 0.12 1235 半 钢 3.86 ≤0.050.058 0.075 0.030 ≤0.01 1280 表5 造渣原料的化学成分 成 分， % 原料 UWL 出 O n n 灼减 安山岩 69.1211.01 痕 4.17 0.015 0.096 4.432.14 2.73 白灰 0.030.1883.592.52 0.045~0.055 痕 0.59 13.79 锰 矿 4.341.438.06 一 46.50 0.012 0.0451.23 19.25 铁皮 4.021.531.07 一 0.97 0.031 痕169.3762 7.55 萤石 2.541.1264.351.12 0.53 85.51 轻烧白云石2.701.1249.6332.05 0.043 0.012 13.92 造渣剂的改变是这次试验的重要内容。用安山岩代替了火砖块造渣，使炉渣成分中SO2 增加，A12O.降低。用锰矿和轻烧白云石是为了增加渣中MO和MgO,促进早化渣和终点 炉渣作粘。 4

次︶ 哥燕 匕 个数 。 一 二 一、 价，， 卜呼叻 叫叻， 心的 囚婚嗡 的 份卜 卜， 公价卜 护 效 二 图 均值 二 标 准 离差 铁 水 、 半钢硫 颇率分布 图 表 铁水 、 半钢 的化学成分 及入炉温度 成分 ， 原 料 入炉温度 ℃ 一 一 ︷ 《 《 半铁 钢水 表 造渣原料的化学成分 成 分 ， “ 灼减 吕目 ‘“ 口妈月目 卜偏。 妈。 月﹃︸ 冈 昙口 月 昙 月 省叫 原 料 的﹃ 自﹄舀甘﹄口 … 曰，甘厅内‘ 甘八︷，︸ 二， 匕丹 ，卫‘ 安 山岩 痕 勺甘甘曰 月」丹比‘ ︸，上 痕 痕 旧 … “ ‘ ’ 占嘴 勺二，几 ‘，自 任丹 任甘 ‘二上 八内︸尸 ，，曰任月 … 通任占，曰 萤锰铁白 石矿皮灰 轻烧 白云石 造 渣 剂的改 变是这次试验的 重要 内容 。 用安 山岩代替 了火砖块造渣 ， 使炉渣成分 中 增 加 ， ， 降低 。 用锰矿 和轻 烧 白云石是为 了增 加渣 中 和 ， 促进早化渣和 终点 炉渣 作粘

4.治炼情况 (1)开新炉 采用铁水、焦炭烘炉，连续冶炼三炉，才开始正常冶炼。本次试验开炉情况良好，仅炉 身3~4环剥落30~50毫米二块砖大小。 (2)造渣操作 ①总渣料量控制在65~75公斤/吨铁，头批料为总渣量的1/2~3/4。 ②终点渣碱度(CaO/SiO,)控制在4~7。 ③少加或不加萤石，中、后期不许加铁皮。 ④每护配加1.5-一2,5吨轻烧白云石。 :!⑤每炉配加锰矿200一400公斤（实际达到每炉800公斤）。 全半钢冶炼配料比（公斤/吨半钢)如表6所示 表6 全半钢治炼的配料比 炉数 白灰 铁皮萤石 锰矿 安山岩 轻烧白云石 合计 12 47 2.22 2.73 2.79 5.01 10.22 69.97 (3)终点控制 因为攀钢没有付枪和风动送样设备，再加上半钢量变化大，所以只能采用“高拉补吹” 冶炼，因而，终点控制不理想。本次试验-一次拉碳率只有3.1%，二次拉碳率占59.5%，所 以点吹次数较多。 全炉役拉碳温度平均为1627℃，大于1645℃的占27.33%，大于1700℃的占2.4%。 (4)取样与测粘度 为了获得完整的生产数据，用倒炉取样法取15炉铁水、半钢、炉渣、钢水的样品并测定 温度，供化学分析、岩相鉴定等使用。 为了考察炉渣的粘度，用铁管沾渣法，称量一定长度的炉渣重量，作相对的炉渣粘度， 出钢后观察砖缝的显露情况，判断炉衬是否有挂渣的现象。 6.炉体维护 维护的重点是大面和炉帽，采用料槽扣补和湿法喷补的办法，进行予防性补炉。 料槽扣补主要是补大面，每槽装料2.2吨，扣补后烧结45分钟，本次试验从68炉开始扣 补，共扣补48次。 `法喷补主要是补炉帽，喷补料是镁火泥，用六偏磷酸钠作粘结剂。本次试险从71炉开 始喷补，每次300公斤。由于喷补设备较小，效率较低，但效果还是明显的。 三、试验数据与效果分析 1.降低A12O,含量，提高Si02含量 樂钢多年来一直使用火砖造渣，渣中A1,0。一般为5一6%，有时可高达13.3%。实践表 明，这种火砖块由于本身的熔点高，所以初期渣化的较慢。一且熔化之后，如此高的A:O ·‘含量的炉渣，到达终点时，又会“象水一样”的稀，因此又很难稠化（表7)。不论初渣化 .的慢，还是终渣稀如水，对于炉衬的寿命都是不利的。 a代

冶旅价况 开新护 采用 铁水 、 焦炭烘炉 ， 连续 冶炼三 炉 ， 才开始正 常冶炼 。 本次试 验开炉情况 良好 ， 仅 炉 身 环剥 落 毫米二 块砖大小 。 造渣操作 ① 总渣料盘 控 制在 公斤 吨 铁 ， 头批料为 总渣盆 的 。 ② 终点渣碱度 控 制在 ③ 少加或不 加萤石 ， 中 、 后 期不 许加 铁皮 。 “ 、 ‘ ④ 每炉配加 一 吨轻烧 白云石 。 户， ⑥ 每炉配加锰矿 一 公斤 实际 达到每 炉 公斤 。 全半钢 冶炼配料 比 公斤 吨半钢 如表 所示 表 全半钢 冶炼的 配料 比 炉 数 白 灰 铁 皮 萤 石 锰 矿 安山岩 轻烧 白云石 合 计 】 · 。 … 。 。 · 。 终点控 制 因为攀钢 没有付枪和风 动送样设备 ， 再加 上半钢里 变化大 ， 所 以只 能采 用 “ 高拉 补吹” 冶炼 ， 因而 ， 终点控制不 理 想 。 本 次试验一次拉碳率只 有 ， 二次拉碳率 占 ， 所 以点吹次数较多 。 全炉役拉碳温度平均为 ℃， 大于 ℃ 的 占 ， 大于 ℃ 的 占 。 取样与测粘度 为了获得完整的生产数据 ， 用倒炉取样法取 炉铁水 、 半钢 、 炉渣 、 钢 水的样品 并侧定 温度 ， 供化学分析 、 岩相 鉴定等使用 。 为 了考察炉渣 的粘度 ， 用铁管 沾渡 法 ， 称里一定 长度的炉渣 重最 ， 作相 对的 炉渣粘度 ， 出钢后 观 察砖缝 的显露情况 ， 判断炉衬是 否有挂渣的现象 。 肠 炉 体维护 维护 的 重点是大面 和 炉帽 ， 采 用料槽扣补和 湿 法喷 补的办法 ， 进行予防性 补炉 。 料槽扣补主要是补大面 ， 每槽装料 吨 ， 扣补后 烧结 分 钟 ， 本次试验 从 炉开始 扣 补、 共扣补 次 。 、 ’ 一 纽法喷补主要是补炉情 ， 喷补料是镁火泥 ， 用六偏磷 酸钠 作粘结 剂 。 本次试脸从 护开 始咦补 ， 每次 公斤 。 由于 喷补设备较小 ， 效 率较低 ， 但效果 还是 明显的 。 厂 “ 丈 三 、 试 验数据与效果分 析 降低 含， ， 提 高 旧 含 鞠 多年来一 直使 用火砖造 渣 ， 渣中 ‘ 一般 为 一 ， 邻端御脚鲜 · 实践表 明 ， 这 种 火砖 块 由于 本身的熔点 高 ， 所 以 初期 渣 化的较 慢 。 一旦 熔化之后 ， 如此 高 的 一 ‘ 含 的炉渣 ， 到 达 终点 时 ， 又 会 “ 象水一 样” 的稀 ， 因此 又很难稠 化 表 。 不 论 初渣 化 冬 的愧 ， 还是终渣稀 如水 ， 对 于炉衬 的寿命都是 不 利 的 。 系 ’ 、决