溅渣护炉这项新技术有着不容置疑的优点,但是采用每一项新技术都会不可避免地出现一些问题,由于各个厂的实际情况不同,不同程度地存在氧枪结瘤、炉底上涨及钢水磷含量增加等问题。下面分别讨论国内外关于这方面问题的解决办法
一、氧枪结瘤
氧枪结瘤是转炉溅渣护炉实践中,国内外钢铁厂普遍遇到的问题。在进行溅渣喷补前虽然也存在氧枪结瘤问题,但采用这一技术后,问题显得更为突出。由于溅渣过程氧枪被炉渣覆盖,如果转炉内残留钢水,会更加剧氧枪结瘤的程度。
美国LTV公司印地安纳港厂有效地解决了这一问题。首先,给氧枪以充足的冷却水可避免氧枪结瘤。其次,如果拆除用于吹炼钢水的热态氧枪,更换上一支冷态氧枪,安装在支架上进行溅渣喷补,可基本消除结瘤问题。上述结果表明,氧枪结瘤可能与温度或传热相关。似乎炉渣不能极好地与一支冷枪表面粘结。如果溅渣补炉过程中不存在钢水,则不会在氧枪表面形成粗糙表面,这样炉渣也不能粘附其上。喷补后,将溅渣补炉用枪停放在支架上,所形成的渣壳将会冷却与氧枪剥离,最后脱落。
美国Algoma钢厂采用了两根相同的主副枪交换的办法,把喷枪结瘤减少到最小程度。其方法是主枪用于吹氧,副枪用于吹氮,副枪在转炉上方的位置由炼钢操作者来确定,正常的吹氧枪高度在钢液面上2m,而吹氮枪的高度定为0~2m,实践结果表明,枪位在渣液面上1.1m溅渣效果更好,可以保证转炉耳轴区溅到一定的渣量。
国内各钢厂解决氧枪结瘤问题的关键是溅渣前终渣内尽可能地不留残钢。
二、炉底上涨
炉底上涨是溅渣工艺不容忽视的问题,对冶炼操作十分不利。由于炉底涨高,枪位控制在较高的位置,容易造成喷溅、返干,氧枪消耗增加。
在溅渣补炉过程中,炼钢工作者必须十分小心,炉底不能盖有过量炉渣。氮气流量要很高,才可吹散转炉底部的炉渣,通过喷嘴或搅拌元件喷入的气体压力或流量也需要改变。
美国印地安纳港厂的两座252t碱性氧气转炉,在炉底部使用环形风嘴,以加强熔体搅拌。该厂在炉底涨得太高时,采用减薄炉底技术,即通过增加风嘴气体的压力与流量,这种新方法是以风嘴位置为中心钻Φ152mm的孔,然后把高氧化镁耐火材料灌浆到风嘴周围,以减少风嘴的侵蚀,因为风嘴不被炉渣包围,在不堵塞风嘴的情况下使已被侵蚀的炉底渣化。
太钢二钢的溅渣实践表明,吹渣时间的长短不仅影响挂渣效果的好坏,还影响到炉底的状况,吹渣时间越长,炉衬挂渣越多,但过长会使炉底、熔池面挂渣过多,造成炉底上涨。最佳吹渣时间保证在215~315min。
酒钢炼钢厂根据不同的炉底状态,配合以不同的溅渣工艺参数。当炉底上涨时,氧枪头与熔池液面距离为1.5m的情况下,溅渣枪位下降至1500mm,氮气喷吹压力增至0.85~0.90MPa,氮气流量最高达9000~10000Nm3/h,溅渣时间2.5~3.5min。
三、钢水增磷
根据炼钢理论和实际经验,在溅渣护炉工艺中,溅起并附着在炉衬上的熔渣成分是至关重要的,其中主要是MgO和FeO的含量。FeO含量高,熔渣流动性好,溅渣后炉渣不易挂在炉衬上。为了获得较好的护炉效果,控制冶炼过程MgO含量和调整吹渣前炉渣成分是溅渣工艺所必须的,通过加入稠渣剂使渣中MgO含量由原来的6.5%提高到8%以上,炉渣MgO含量的典型使用范围在8%~14%之间,这样既减轻了冶炼过程对炉衬砖或溅渣层的侵蚀,又能保证溅渣层有一定的MgO含量。因此高MgO炉渣操作对炼钢工作者确实是一个挑战,由于炉渣粘度增大,将给钢中磷含量带来潜在的问题。
美国LTV公司印地安纳港厂铁水平均含磷量是0.075%。采取高MgO炉渣必须与整个炼钢过程相平衡的方法,对于要求严格脱磷的钢种,在保持高粘度渣的前提下降低渣中MgO含量来解决磷的问题,对于不重要的钢种,可用高MgO含量的渣,并开发了粘度比变化与加入MgO量关系的图表。
美国内陆钢公司等厂家的经验值得借鉴,当铁水磷高后吹超过两次的炉次,即可放弃溅渣操作。因此选择控制磷来源较佳的方法时可考虑采取对铁水的预处理工艺,在铁水未进入转炉之前,将磷硫含量降至较低水平。(榕霖)