转炉炉底动态控制

攻关项目总结

《转炉炉底动态控制》项目从07年12月开始进行，到现在为止已有一年时间。转炉炉底控制主要是希望通过调整炉渣成分和溅渣参数，来达到控制炉底的目的，动态的含义在于能不断地根据转炉的实际情况来调整炉渣成分和溅渣参数，以便获得稳定的炉底高度，达到良好的冶金效果。

一、项目工作进展情况

1动态调整炉渣成分

07年9月针对转炉炉底炉底经常波动的情况，制定了《3#转炉炉底维护方案》，后对实际效果进行跟踪发现，3#炉的实际效果并不是太理想，3#炉炉役后，炉底持续下降。原方案中没有充分考虑不同液面下对炉渣碱度与MgO的要求，仅仅是对应了终点的碳含量。后对《维护方案》进行了修改，经过试验，此方案效果比较明显，炉底不断上涨，但是随之又带来一些其它问题，出现化渣困难、粘烟罩等问题。此时只通过调节渣中的MgO和碱度很难再将炉底将下来，唯一好的办法就是采用化炉底操作。之后又对炉底维护方案进行了第二次修改，修改后的方案在溅渣调渣上又做了具体的划分，不同液面高度时，调渣量加入量和种类有所不同，对应的终点碳水平也做了更细地划分。同时加入了化炉底操作的标准，保证在炉底偏高时，急时有效地降低炉底。

到08年初，在调整炉渣方面已经基本形成规范。接下来几个月根据形成的规范对炉型进行控制。从实际效果来看，如果转炉连续冶炼普碳钢，溅渣按照正常操作，炉渣成分对炉底影响较为明显。如果转炉冶炼低碳钢较多时，炉渣则对炉底控制起辅助作用，关键还在于溅渣操作，如果溅渣效果不好，炉底熔池侵蚀速度非常迅速。另外喷补也十分重要，如果能在冶炼低碳钢间隙有一定的喷补时

间，那么溅渣效果也会有一定改善。

3月23日1#转炉进行炉役，炉龄8995。为了尽量避免炉役期间冶炼品种钢，在这之前基本上每天都要生产一个浇次的X80，另外还有供顺义冷轧的低碳品种，这样对转炉影响较大，为此作业区同生产技术室制定了针对1#炉炉役之前的护炉措施。3月20日又制定下发了双炉生产期间的护炉措施。双炉生产期间冶炼大部分都是普碳钢，所以根据以往经验判断，炉底应该呈上涨趋势，所以终渣MgO按8~10%控制。根据实际情况来看，炉底不仅上涨，而且速度较快，两座转炉都多次进行了化炉底操作。双炉期间由于周期原因，所以将补炉时间压缩到40分钟，然后通入氧气助燃烧结。在这次双炉生产中，普碳钢炉底控制问题仍然没有得到很好的解决。主要矛盾在于：周期紧张没有充足时间对熔池渣线部位进行喷补，而炉底在不断上涨，出现了“底厚边薄”的现象。如果此时再化炉底，会进一步加剧熔池和渣线部位的侵蚀。

1#炉开炉时由于低吹管路旁通打开，低吹枪部分堵塞，所以前几十炉没有溅渣，低吹管通了以后，开始溅渣。4月17日测厚熔池870mm，所以决定隔炉溅渣，一直到4月25日，溅渣的力度都不大。熔池厚度770mm，侵蚀速度偏快，对岗位强调了溅渣的质量，强调了炉渣MgO的控制，4月28日测厚熔池基本没有继续侵蚀，4月30日，熔池厚度增长到800mm。从以往的操作来看，岗位对新炉的维护重视程度还不够，炉龄较低时熔池侵蚀速度较快，就是忽视了溅渣护炉的结果。1#炉的炉底始终都保持在1000mm左右，还是比较理想的，如果保证熔池渣线的厚度，炉底可能会有所增长，但是只有这种控制手段才能保证转炉整体炉况稳定，否则很容易造成炉底和熔池同时的快速侵蚀。

2#炉和3#炉在1#炉炉役期间由于品种较为单一，出钢温度也不高，所以炉

底一直都保持在较高为止，并从转炉液面来看，一直也都成上涨趋势。炉役期间两个炉子都化了2到3次的炉底来控制炉底的高度。根据以往的经验，炉底上涨后都很难降低，这个月也是同样，1#炉开炉后一周，虽然终点碳有所减低，但是炉底还是较高，依然保持上涨，尤其是2#炉在1#炉开炉后其每班计划炉数降低，炉底最高时达到1400mm，受炉底影响，熔池状况十分良好，厚度一直都保持在600mm以上。3#炉在1#炉开炉后，计划炉数略有降低，随着品种钢的增多，化了一次炉底后，在1周时间内炉底没有上涨。

从转炉的测厚图与炉渣对应趋势上看，终点碳平均值和TFe的高低与转炉炉底高低没有明显的对应关系，分析认为炉底的高低控制关键在于炉渣成分调整和溅渣的枪位调整，而且很大程度上还取决于品种钢安排的冶炼方式，如果品种钢过于集中冶炼，就对炉衬影响很大，所以生产中应该尽量避免一个炉座连续冶炼低碳品种，也应该避免一个炉子过多冶炼普通品种，最好能进行交替冶炼，这样最有利于炉底与其它部位炉衬的控制。

1#由于是新炉子，往往容易被忽视，特别是前期，如果控制不好，在现在的品种结构下，很容易造成快速的熔池炉底侵蚀，一旦熔池炉底控制不住，对于今后的维护来说将更加困难。所以在5月份1#炉一直都是关注的重点，通过不断地督促岗位的溅渣操作，前1000炉过后，1#的炉况还算不错

2试验溅渣枪位

整个6月份1#转炉炉底控制较为稳定，基本保持在900cm，前半月熔池呈现了下降趋势，后半月也基本稳定在了600mm左右。总体来说，随着炉龄增大，1#炉主要部位的厚度还一直呈现下降趋势，尤其是炉底一直保持900cm，这是一个控制的边缘厚度，从转炉目前所冶炼的品种来看，更希望炉底能有所上涨，对于冶炼低碳钢来说更加有把握，另外也可以起到保护低吹的作用。针对目前1#炉状况，对1#炉溅渣做了临时规定，要求溅渣枪位严格按照高-低-高-低控制，

并且要求保证高枪位溅渣时间，高枪位溅渣时间要占总溅渣时间的一半以上，要在起渣好时提高枪位。这种方法的目的是，让熔池部位可以得到充分的修补，并且可以保持炉底的平整性，防止炉底出现较深的凹坑。

措施实行了一段时间后观察，这种方法对熔池维护有明显作用，熔池厚度有所增加，但是由于低碳品种较多，很难保持稳定。6月份渣线位置的厚度十分稳定，根据这点判断，提高枪位后对渣线的维护效果较好，枪位可能还应适当的提高，这样才能保证熔池部位充分的挂渣。

3转炉溅渣后渣样分析

3.1第一种方式

表1 没有调渣的溅渣前后炉渣成分对比表

表1中所示的炉次没有进行调渣处理，只是经过简单的溅渣处理。经溅渣后有3炉的炉渣TFe都高于溅渣前，炉渣的二氧化硅含量略有增加，氧化镁含量却是降低的，而且有这样一种趋势，溅渣时间越长，氧化镁降低的越多。碱度也都基本上是降低。综合分析这种溅渣方式认为，炉渣没有经过调质，渣中TFe是不会降低的，由于炉内可能有一部分没有出尽的钢水，所以TFe的含量反倒有所增加。这样高TFe的炉渣熔化温度肯定不高，再加之炉渣氧化镁含量下降，这种炉渣的护炉效果是比较差的。

3.2第二种方式

表2中的炉次都是经过调渣处理的，而且都加入了镁碳球，镁碳球中含有大约13%的碳，可以与炉渣中的氧化铁进行反应，再加之加入了渣料，稀释了炉渣，按理论来说，这样可以降低炉渣的TFe含量。可是经过实际的试验发现，炉渣的TFe含量基本没有降低，只有一炉是降低的，其它4炉的TFe都是升高的，并且第一炉升高的比例还很大。这说明在转炉内肯定是剩有一部分钢水的。这部分钢水决定这炉渣TFe的百分比。但是通过第五炉可以判断出，加入镁碳球是可以降低炉渣TFe的。镁碳球中还有相当一部分的氧化镁，但是从溅渣后的渣成分来看，炉渣的氧化镁含量还是呈下降的。分析认为，这是由于镁碳球并没有充分熔化在渣中，而是集中存在的结果。

3.3第三种方式

表3 改进后的溅渣方式溅渣前后炉渣成分对比

虽然此次试验只有两炉数据，但是从这两炉可以看出，炉渣TFe虽然没有明显降低，但是这两炉的氧化镁发生了显著变化，没有像传统方式那样降低，而是略有升高的，可以初步预测，这种溅渣方式可以促进调渣剂的熔解，从而达到使炉渣氧化镁升高的目的。

4渣样化学全分析

取了4组转炉渣样，分别包括溅渣前样和溅渣后样，钢种为SPHC。委托首钢技术研究院进行化学分析，确定渣样的化学成分变化，结果如表1所示。

表1溅渣前后炉渣化学成分分析比较

08303933炉次，溅渣前后对比，炉渣中MgO含量降低了，FeO含量略有降低，Fe2O3含量却是升高的，T Fe基本上没有变化，渣中的碳含量升高。渣中碳的升高说明加入的镁碳球确实提高了炉渣中碳，但是Fe2O3含量升高，T Fe 没有变化，说明镁碳球并没有起到降低炉渣氧化性的效果，也就是这次调渣的效果并不理想。此炉加入了544kg的轻烧白云石和1019kg的镁碳球，镁碳球分两批加入，一批573kg，一批436。氮气压力流量稳定。

08303933炉次溅渣枪位和加料过程

08305409炉次渣中Fe2O3降低，这说明镁碳球起到了降低炉渣氧化性的作用，T Fe降低也可以说明这点，而MgO依然是降低的，说明可能镁碳球并没有充分的熔化。溅渣氮气压力流量正常，溅渣时间276s，一次性加入镁碳球1090kg，后加入轻烧686kg。整体情况不理想。