浅谈转炉滑板挡渣出钢技术

浅谈转炉滑板挡渣出钢技术
随着我国国民经济的发展，对钢材的消费结构正在发生变化，加之众多企业日益关注转炉生产特殊钢，这些都对低成本生产高洁净度钢水提出了越来越高的要求。

就转炉炼钢生产企业而言，为生产IF钢（超低碳钢）、石油管线钢、硅钢、轴承钢、弹簧钢等高附加值产品，减少转炉出钢时的下渣量是提高钢水洁净度，从而提高转炉钢产品的质量和档次，降低其生产成本最有效的途径。

转炉挡渣出钢技术方法
一、转炉挡渣出钢“提质降耗”
在转炉炼钢生产中，炉内冶炼时产生大量熔融状态的炉渣。

这些炉渣会随着转炉的出钢流入钢包中，进而影响钢包耐火材料的寿命；造成钢水回硫、回磷，影响钢水质量；增加炉后铁合金的消耗，增加后续工序合成渣的用量，延长精炼工序处理时间。

因此，在转炉出钢时，应采用挡渣出钢技术以严格控制转炉的下渣量。

自1970年日本新日铁发明了挡渣球以来，为了提高转炉出钢过程的挡渣效果，减少下渣量，国内外有关工作者在挡渣技术方面进行了大量的探索，相继发明了挡渣球法、挡渣塞法、挡渣料法、滑板法、气动挡渣法、出钢口吹气干扰涡流法等几十种挡渣方法，并结合炼钢生产实际情况不断加以改进，挡渣效果逐渐优化。

实践证明，转炉出钢口滑动水口挡渣技术以机械或液压方式开启或关闭出钢口，以达到挡渣目的，可以有效控制前期和后期下渣，挡渣成功率可以达到100%，相对其他挡渣技术，挡渣效果最优。

二、转炉出钢口滑动水口应合理选材
转炉出钢口内水口：铝锆碳质性能较优。

考虑到转炉的特殊冶炼环境，目前市场上转炉出钢口内水口材质主要以不烧镁碳质为主，其成分大体类似于转炉出钢口砖，其使用寿命在30炉～80炉。

已有科研工作者开始尝试研究镶嵌氧化锆复合内水口，其使用寿命有望达到120炉以上，甚至与转炉出钢口耐火砖同步。

有研究曾将不烧铝锆碳材质的内水口与不烧镁碳材质的内水口在某钢企120吨转炉进行使用对比，结果发现相同使用寿命的情况下，铝锆碳质内水口使用效果明显好于镁碳质的内水口，主要表现在扩孔小且均匀，用后子母口端面放射状裂纹相对少而小。

三、转炉出钢口滑板：重烧铝锆碳质适应性较好。

为了满足部分钢企提出的18炉～20炉甚至25炉以上长寿命的要求，滑板材质从常规重烧铝锆碳质向本体采用重烧铝锆碳滑板，镶嵌层采用锆质材料的复合结构转型。

目前，市场上主要产品有镶嵌锆环的上滑板搭配镶嵌锆板的下滑板、镶嵌锆板的上滑板搭配镶嵌锆板的下滑板、镶嵌锆环的上滑板搭配滑道止滑区镶嵌锆饼的下滑板等几种类型。

这几种不同类型的镶嵌滑板在国内120吨～300吨不同型号的转炉上，在前期挡
渣和后期挡渣都采用的情况下使用寿命大都可稳定在15炉～18炉。

如果前期挡渣采用其他挡渣手段，仅采用后期挡渣寿命可稳定在20炉次左右甚至可达到25炉次以上。

通过对国内钢企客户炼钢环境调研，并结合在某钢企120吨转炉出钢口滑动水口工业化应用实践来看，重烧铝锆碳质滑板在今后的几年内还有其存在的市场空间和价值。

鉴于此类型滑板经过高温烧成，高温性能稳定，具有高温强度高、抗冲刷和抗侵蚀性能优良等一系列优点，在120吨～300吨不同型号转炉上有较好适应性。

在前后期都采用挡渣操作的情况下，其寿命可稳定在10炉～13炉，如果仅采用后期挡渣操作使用寿命至15炉以上。

虽然镶嵌锆质滑板使用寿命比常规重烧铝锆碳滑板有一定幅度延长，但其生产工艺复杂程度大大增加，生产成本大幅度提高，且随使用寿命延长带来的不安全隐患加大，同时对实际滑动水口及机构操作和评判人员水平也提出更苛刻的要求。

因此，应针对不同钢企客户的实际炼钢环境和滑板寿命需求进行成本测算，综合权衡性价比和利润空间，选用合适的材质。

此外，市场上亦出现过少量重烧镁碳质、低温烧成铝碳质、中温烧结尖晶石碳质等出钢口滑板。

然而这几种材质均非市场主流，且对转炉炼钢环境均存在较大不适应性。

转炉出钢口外水口：不烧铝锆碳质效果较好。

目前，市场上转炉出钢口外水口的材质主要有不烧铝锆碳质、不烧铝碳质和不烧镁碳质三种，由于具有成本优势镁碳质暂据市场主流。

此三类水口大都经过浸渍沥青处理以达到封闭气孔、增强致密度及抗侵蚀性能的目的。

其使用寿命与出钢口滑板同步，可达到10次～15次。

根据有关批量工业化应用实践来看，不烧铝锆碳质使用效果明显优于不烧铝碳质，而不烧铝碳质的使用效果略优于不烧镁碳质。

不烧铝碳质外水口的主要缺点是多次使用后扩孔较大，抗钢水、钢渣冲刷和侵蚀性能较差。

不烧镁碳质的外水口主要缺点在于，转炉出钢挡渣工作结束后，外水口钢壳底部及外水口下部易挂渣或结冷钢，钢厂俗称“结胡子”，当采用机械工具清理“胡子”时，不可避免对外水口造成机械损伤，形成使用隐患。

同时与铝锆碳质相比，其高温强度偏低、热震性能较差，容易在使用8炉～10炉后于铸孔内部产生竖裂纹，存在较大安全隐患。

四、开发高档材质优化技术应用是方向
鉴于转炉出钢口滑动水口挡渣技术能够满足高附加值优质钢材料冶炼时高质量和低成本的双重优势，笔者预测，随着冶金技术、滑板技术的进步和市场的发展，会有越来越多的钢企在转炉上应用此技术。

针对目前存在的问题，结合市场的新发展，该技术今后的发展方向应侧重以下几方面：
开发滑动水口新材质。

目前转炉出钢口滑动水口常规材质仍已重烧铝锆碳为主，耐材工作者下一步应继续加大研发力度，在含锆材料引入类型和复配比例上、新型抗氧化剂合金添加剂、碳源引入类型等各方面深入探索，进一步提高滑板的综合性能，开发出更适应转炉炼钢环境的新型高档材质。

对于镶嵌锆质滑板，研
究工作者应进一步提高锆板、锆环制备的精细化水平，开发出更适应转炉炼钢环境的锆质新材料，才能够从根本上突破目前转炉滑板20炉的寿命“瓶颈”。

探索新型滑动机构。

转炉出钢口滑动水口机构较钢包滑动水口机构体积更大、更笨重，工人操作起来需要借助专用的机构吊具和专用拆装工具，劳动强度较大、效率低。

如何开发出一种劳动强度低且操作自动化程度高的新型转炉出钢口滑动水口机构，还有许多工作值得深入研究。

此外，转炉滑板在频繁出钢过程中，滑动水口机构亦要经历较钢包滑动水口机构更高温度的烘烤，对机构弹簧等部件能否持续安全使用是极大的考验，而这直接关系到机构中上下滑板之间的面压稳定性问题。

如何降低转炉滑动水口机构使用过程的表面温度，保证高效长时间安全运行，是目前面临的主要挑战。