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轉爐底吹氣體控制系統
更新時(shí)間:2019-04-08 20:58:43 字号:T|T

     二十世紀七十年代誕生了(le)頂底複合吹煉工藝,經過幾十年的(de)實驗及實踐,頂底複吹工藝已基本成熟,即轉爐在冶煉過程中爐頂頂吹O
2配合爐底底吹惰性氣體,對(duì)熔池進行均勻攪拌,可(kě)使熔池反應接近平衡,不僅提高(gāo)鋼水(shuǐ)質量,降低噸鋼成本,還(hái)可(kě)增加轉爐的(de)靈活性和(hé)适應性,提高(gāo)轉爐熔化(huà)廢鋼的(de)能力,從而可(kě)按市場(chǎng)廢鋼和(hé)鐵水(shuǐ)******的(de)變化(huà)靈活改變入爐廢鋼量,從而獲得(de)經濟效益。
随著(zhe)轉爐濺渣護爐技術大(dà)大(dà)提高(gāo)了(le)轉爐爐齡,轉爐底吹供氣元件的(de)布置形式、數量、結構和(hé)材質則成爲影(yǐng)響轉爐全爐複吹的(de)關鍵,底部供氣元件是底吹工藝的(de)技術核心。

轉爐底吹氣體的(de)選擇

轉爐底吹氣體的(de)種類有很多(duō),例如N2、Ar、O2、CO2、CO、混合氣CxHy(N2+ Ar、CO2+ N2等)、CaCO3粉和(hé)天然氣等。國内煉鋼廠通(tōng)常選擇惰性氣體氮氣和(hé)氩氣作爲底吹氣體,例如武鋼、太鋼、首鋼等,也(yě)有部分(fēn)煉鋼廠選擇二氧化(huà)碳作爲底吹氣體,例如鞍鋼、寶鋼的(de)某些轉爐鋼廠。我國部分(fēn)煉鋼廠轉爐複吹類型和(hé)底吹氣體如圖1所示。
轉爐複吹系統如何選擇底吹氣體,應綜合考慮底吹氣體對(duì)鋼水(shuǐ)質量、生産成本、耐材壽命的(de)影(yǐng)響以及氣體來(lái)源等因素。不同底吹氣體的(de)優缺點如圖2所示。 

轉爐底吹供氣元件的(de)選擇

轉爐底吹技術的(de)發展過程實質上***是底吹供氣元件的(de)改進和(hé)完善的(de)過程。底吹供氣元件可(kě)分(fēn)爲噴嘴和(hé)磚型兩大(dà)類,其中噴嘴型分(fēn)爲: 單管型,套管型,環縫型(單環縫型、雙環縫型) ;磚型分(fēn)爲: 彌散型,縫隙式組合磚,直孔型,多(duō)孔型MHP,環縫管式直孔磚,類環縫式噴嘴。圖3對(duì)比了(le)幾種典型的(de)底吹供氣元件的(de)特點。
轉爐底吹系統不僅選擇好底吹氣體,還(hái)應根據底吹氣體選擇合适的(de)底吹供氣元件、底吹閥門室的(de)供氣流程布置和(hé)儀表閥門,這(zhè)樣才能增強底吹熔池攪拌,提升底吹系統的(de)使用(yòng)壽命,也(yě)會對(duì)冶煉鋼種的(de)質量和(hé)經濟效益産生一定的(de)影(yǐng)響。

轉爐底吹工藝流程

轉爐底吹工藝流程爲: 底吹氣體在底吹閥門站經壓力和(hé)流量調節後通(tōng)過轉爐托圈耳軸上的(de)旋轉接頭供給轉爐爐底的(de)各個(gè)透氣元件,在冶煉時(shí),底吹氣體通(tōng)過透氣元件吹入熔池。南(nán)鋼的(de)轉爐底吹供氣系統,如圖所示。
底吹閥門站内爲底吹系統供氣管路、控制、檢測儀表用(yòng)氣管和(hé)儀表閥門的(de)組合。控制閥門的(de)遠(yuǎn)傳信号輸入設在轉爐主控室,并在操作台上進行顯示。閥門站内主氣源有壓力調節,快(kuài)速切斷,壓力檢測等控制措施; 主氣源分(fēn)配給若幹支管,支管上均分(fēn)别安裝有流量檢測、調節,壓力測量等控制措施。
     轉爐底吹工藝優化(huà)
1、底吹模式及供氣強度的(de)優化(huà)
頂底複吹條件下(xià)的(de)均勻混合時(shí)間随頂吹氣體的(de)穿透深度和(hé)底氣比的(de)增大(dà)而減小。底吹流量增大(dà),熔池的(de)攪拌能增加,均勻混合時(shí)間随之減小。所以适量增大(dà)底吹供氣強度有利于提高(gāo)轉爐的(de)底吹攪拌效果。但如果底吹供氣強度過高(gāo),也(yě)會縮短底吹供氣元件壽命。綜合考慮多(duō)方面因素,針對(duì)目前品種結構的(de)變化(huà),将原有的(de)七種底吹供氣模式優化(huà)減少至三種,見圖所示。
2、冶煉工藝優化(huà)
1)供氧制度
吹煉中期,碳氧反應劇烈,考慮到此時(shí)的(de)底吹流量增加,渣中全鐵消耗速度變快(kuài),爲避免“返幹”的(de)出現,将槍位上調10cm-20cm。吹煉後期,底吹流量已經調整至0.12 Nm3/(t·min) ,考慮到熔池的(de)攪拌已經相當充分(fēn),終點壓槍高(gāo)度上調了(le)10cm-20cm。
2)造渣制度
生燒白雲石開吹後一次性投入,石灰分(fēn)3-4次加入,******批加入的(de)石灰不得(de)低于計算(suàn)量的(de)50%,燒結礦及渣鋼則視情況多(duō)批少量加入,要求在吹煉8min前加完。
3、爐底的(de)穩定控制
“金屬-爐渣”複合蘑菇頭具有透氣性能良好、體積大(dà)、不漏氣以及抗沖刷能力強的(de)特點。如何快(kuài)速形成且有效維護“金屬-爐渣”複合蘑菇頭,對(duì)于保護底吹供氣元件,******底吹供氣元件與爐齡同步至關重要,而終渣成分(fēn)及爐底高(gāo)度直接影(yǐng)響蘑菇頭的(de)大(dà)小和(hé)形狀。
轉爐耐火磚受高(gāo)溫低碳鋼水(shuǐ)沖刷侵蝕較爲嚴重,特别是四鋼軋300 t轉爐高(gāo)溫低碳鋼種生産比例大(dà),且要求較好的(de)底吹效果,爐役中後期爐底的(de)侵蝕尤爲嚴重。而頻(pín)繁的(de)維護爐底,必然造成爐底上漲甚至堵塞底吹,因此必須對(duì)濺渣護爐及生産組織進行優化(huà),***終的(de)目的(de)是有效控制爐底高(gāo)度,進而實現底吹與轉爐爐齡的(de)同步。
濺渣工藝的(de)優化(huà):
爲規範濺渣操作,從而達到降低氮氣消耗,縮短濺渣時(shí)間,确保底吹效果良好的(de)目的(de),對(duì)濺渣護爐工藝規定進行優化(huà)。
(a) 濺渣渣量: 目标爲15t-25t。
(b) 調渣:将生燒白雲石作爲調渣劑使用(yòng),加入量根據終點氧含量确定。
(c) 濺渣槍位、氮氣流量控制要求:根據轉爐部位的(de)不同,使用(yòng)的(de)濺渣槍位與氮氣流量有所不同,如下(xià)表所示,留渣量大(dà)時(shí),氮氣流量按上限控制; 留渣量小時(shí),氮氣流量按下(xià)限控制,确保爐内渣濺幹。
(d) 爐底料加入量控制:根據液面高(gāo)度情況,在濺渣結束後預先加入部分(fēn)渣料。