提高AOD炉龄的措施浅析

李翰飞 邓广严 庞文坚 杨 斌

广西北港新材料有限公司 广西 北海 536000

一 、提高AOD炉龄的重要性

1.外部因素。新冠疫情影响下全球经济低迷,钢铁市场同样受严重冲击,市场形势严峻。

2.内部因素。国有钢铁企业附加成本高,民营钢铁企业靠环境治理低投入和能源浪费形成的低成本优势正在消失,环保治理的严肃性正在形成,产品质量有待提高。因此,对如何提高生产效益、提高生产质量、保证环境合格的前提下实现“节能降耗”,从而解决国有钢铁企业附加成本高的问题。炉龄的高低直接影响转炉钢产量、日利用系数及耐火材料消耗和成本等多项指标。因此,炉龄的提高对于经济指标的改善和炼钢成本的降低具有十分重要的意义。

二、影响炉龄的因素浅析

根据现场冶炼实际分析,影响AOD炉龄的因素有以下几个方面：砌筑材料与砌筑手法、高炉铁水硅含量过高、AOD操作工的技能、冶炼装入量及设备检修与维护等方面。

1.砌筑材料与砌筑手法。某钢厂AOD炉堆砌主要使用高纯镁钙砖耐火材料。高纯镁钙砖是以MGO与CAO为主要成分的碱性复合耐火制品。但是镁钙砖中杂质的多少影响镁钙砖的耐热性,主要杂质为：Fe2O3、Al2O3。Fe2O3、Al2O3与CAO反应生成低熔点的化合物,对于CAO的高温性能产生较大影响。

2.控制高炉铁水硅含量在1%以内。冶炼过程中炉渣中各种氧化物的化学侵蚀与钢水对炉衬的冲刷是炉衬侵蚀的主要原因。高纯镁钙砖为碱性复合耐火制品,AOD兑铁水后加入石灰吹炼,由于温度低以及硅与氧气的亲和度高,铁水硅会优先与氧气反应生成强酸物质二氧化硅,对炉衬产生侵蚀；当温度提升,炉内氧化钙熔化,碱度提高,炉内侵蚀变弱[1]。

3.提高AOD操作工的操作能力。AOD操作工水平不一。水平不足操作工对脱碳末期温度把控不准,容易出现渣稀、高温等情况。温度过高或者渣稀都会加剧金属氧化,炉内产生的Fe2O3与FeO在高温情况下加大对炉衬的侵蚀使炉衬破坏严重。

4.AOD炉冶炼装入量。AOD炉子在设计的时候都有一个合理炉容比,需以该值作为钢水装入量依据。超过最大装载量将增加冶炼时间,同时带来AOD设备超载安全隐患。AOD炉熔池的大小是一定的,装入量多和装入量少体现在炉内就是金液面高度的高与低,会造成枪位的不稳定,导致冲刷角度变化。

5.设备检修与维护等方面。由于设备问题、除尘问题、以及检修计划等因素导致停炉维护,使炉衬处于急冷急热状态,容易造成炉衬裂缝扩大、衬砖脱落、钢水渗透等造成炉子下线。炉体、加料设备、顶枪等设备的更换会出现角度的偏差,不加以调整会出现局部升温较快。顶枪插入AOD炉深度需要设置一个合理数值。

三、提高炉龄的措施

1.改善砌筑方法。AOD炉工作层耐火砖的堆砌也是影响炉龄的重要因素。用砖不规范,堆砌不合理等问题都将导致炉龄低化。作炉厂家需保证砌筑的镁钙砖不水化、不变形、不掉角、无裂纹、无超期。炉役下线后拆炉时进行观察和分析,对薄弱区域进行加强以适应每个炉位的冶炼条件。

2.控制高炉铁水硅含量。高炉铁水硅含量1%以内为宜。铁水硅氧化后产物是二氧化硅,这是强酸性氧化物对炉衬侵蚀比较大。石灰熔化,碱度提升需要一个时间过程。入炉石灰未熔化时,前期铁水硅越高,渣性碱度越低,侵蚀越严重。

3.提高AOD操作工技术水平与工艺优化。操作工不仅要懂得冶炼操作方法,更应加强对精炼炉内反应的把控,防止冶炼异常情况的发生。实行的扒渣测温、加第三次石灰测温制度,都是可行性比较强的方法,一定程度上减少冶炼异常的发生。提高AOD操作工操作能力采取措施：

(1)AOD内部技术人员专项技能培训。

(2)督促操作工自主学习。

(3)制定落实具体奖罚制度。

有统计表明,AOD炉耐火砖的侵蚀超过50%是化学侵蚀造成的。而化学侵蚀和AOD炉冶炼过程碱度控制有直接关系。在AOD的冶炼过程中,AOD炉内的渣成分变化很复杂,侵蚀主要发生阶段分为冶炼前期炉渣碱度偏低、脱碳反应过程中温度最高的阶段、还原阶段。针对镁钙砖炉衬特点,炉渣碱度越低,侵蚀越厉害。提高渣中氧化镁含量,可提升CAO的熔解动力学条件,促进造渣,稳定渣系,避免炉衬氧化镁向渣中转移。因而在工艺优化方面,采取两个措施：

(1)还原碱度提高0.2,由原来1.9提高到2.1[2]；

(2)冶炼过程分两批次加入镁球。某钢厂冶炼不锈钢采用双渣法操作,镁球在开始冶炼时候加入500KG,第一次倒渣完成后加入500KG,整炉钢加入镁球1吨。取渣样成分分析,渣中氧化镁含量明显提升,炉衬侵蚀速度明显降低[3]。

4.AOD装入量的控制。AOD炉要以设计的容量兑入铁水冶炼。AOD装入量要考虑炉子托圈的承受值、扭力杆的承载值以及炉底强度刚度能否承载等等一系列问题。

5.合理安排设备检修计划。AOD炉尽量保证连续性作业,避免不必要的停炉现象。停炉维护,使炉衬处于急冷急热状态,容易造成炉衬裂缝扩大、衬砖脱落、钢水渗透等降低炉龄问题。为了实现设备检修的有计划进行,从以下几方面开展工作：

(1)AOD操作工严格遵守安全操作规程,避免人为设备事故。

(2)AOD设备维护人员日常点检详细到位,发现异常及时汇报,及时维修；

(3)AOD设备保养工作落实到位。

四 、总结

提高AOD炉龄是炼钢厂降本增效的重要途径。某钢厂通过改善AOD炉堆砌方法、稳定高炉铁水硅含量、提高操作工技术水平、控制AOD装入量以及合理安排设备检修工作等措施,使AOD整体炉龄提高了13炉次,获得了较好的经济效益。