底吹透气砖在线热更换技术在150 t转炉上的应用*

申斌 王三忠 李安钢 刘海强

(安阳钢铁股份有限公司)

底吹透气砖在线热更换技术在150 t转炉上的应用*

申斌 王三忠 李安钢 刘海强

(安阳钢铁股份有限公司)

介绍了底吹透气砖在线热更换设备的组成、主要功能及在150 t转炉生产中的应用情况。通过对底吹系统进行改造，实现热更换功能后，降低了终点碳、氧积，降低了终渣TFe含量，钢铁料、合金料消耗降低，取得了很好的经济效益。

转炉 底吹 在线热更换

0 前言

底吹效果的好坏，对低碳钢的冶炼影响极大，良好的底吹效果是确保低碳钢正常冶炼的前提，特别是对一些夹杂物要求严格的钢种，良好的底吹可使终点氧大幅度降低，源头上大幅度减少脱氧产物等夹杂，对提高钢水纯净度有重要意义。同时，良好的底吹效果可以提供搅拌钢液的动力，改善碳氧反应的动力学条件，加速冶金反应过程，使反应更加接近平衡，可使终渣TFe和钢中氧含量大幅度降低，可明显降低合金料和钢铁料消耗，缩短吹炼时间，降低消耗，均匀钢水温度和成分，纯净钢质。

1 概况

安钢第二炼轧厂有3座150 t顶底复吹转炉，平均炉龄大于10000炉，但底吹供气元件使用寿命却很难与炉龄同步，在4000～5000炉左右时，底吹不透、钢水过氧化现象显著增加，此后底吹效果不佳，终渣TFe含量升高，钢铁料与合金料消耗升高。已经严重制约了品种钢的生产，对转炉低成本运行带来了困难。

为充分发挥顶底复吹转炉的优势，降低冶炼成本、提高产品质量，安钢150 t转炉对底吹系统进行改造，对炉底进行开孔并安装配套法兰等装置，采用在线快速更换透气元件方式，对堵塞的透气砖进行在线更换，实现了全炉役底吹效果。

2 底吹透气砖在线热更换技术介绍

2.1 底吹透气砖在线热更换设备及原理

转炉底吹透气砖在线热更换设备主要由电机、电控柜、轨道、钻头、机架、水冷管道、连接法兰、水阀等设备组成。

底吹透气砖在线热更换系统是将更换设备安装到转炉炉底透气砖部位，使更换设备的法兰与炉底延长法兰紧密贴合并用螺栓固定，开启电机，通过控制钻杆前进对炉底进行钻孔操作，钻孔完成后将新透气砖装入，达到更换目的。

2.2 底吹透气砖在线热更换技术特点

在线热更换的技术难点是在炉役期间要快速、安全的对底吹元件进行更换，早期有采用拉拔的方式对底吹元件进行更换，但底吹元件在炉役中期已经与炉底牢固的结合在一起，采用拉拔的方式很容易将底枪拉断，不能成功的进行更换，而采用目前采用的这种钻孔的方式，可以满足底吹更换需要。具有如下特点:

1)更换过程简单，能在3 h～4 h更换完毕，实现了在线热更换，保证了转炉的冶炼节奏。

2)特殊的设计可保证新更换的供气砖和以前的供气砖的位置相同，气体的流量、流态一致，保证冶金效果不偏移。

3)特殊材质的设备既可顺利取出透气砖枪芯，也可取出富铁的渣层，保证钻孔的圆滑，与新安装的供气砖尺寸可非常吻合，使配合的间隙小，可防止漏钢造成事故。

4)可多次、重复更换，保证转炉全程顶底复吹，实现高效、低耗冶炼。

3 底吹透气砖在线热更换技术的应用及效果

为实现底吹透气砖在线热更换功能，安钢第二炼轧厂先后对3座转炉的底吹系统进行改造，在炉役中、后期对透气效果不佳的透气砖进行更换。

3.1 降低终点［C］·［O］积

转炉冶炼终点［C］·［O］积是判断底吹效果好坏的重要的依据，良好的底吹效果可以促进钢中残氧与碳的反应，降低钢中氧含量，从而降低［C］·［O］积［1］。测定了100炉某牌号钢种终点［C］和自由［O］含量，终点温度平均为1650℃，终点［C］含量为0.04～0.05%，更换透气砖前的［C］·［O］积平均为 0.00316，更换透气砖后的［C］·［O］积平均为0.00233。更换前后的［C］·［O］积对比如图1所示。

图1 终点钢水［C］和［O］含量关系

由图1可以看出，透气砖更换后的［C］·［O］积明显低于更换前的，这是由于更换透气砖后的底吹效果比较好，加强了钢渣之间的搅拌，很大程度上消除了渣中的氧势与金属的不平衡状况，使得钢渣的反应更接近于平衡。

3.2 增加终点残余［Mn］含量

随着终点［C］含量的增加，终点钢液中残Mn含量增加。主要原因是由于渣中(FeO)含量的下降，抑制了如下反应的进行:

终点钢水［C］与［Mn］含量的关系如图2所示。

由图2可以看出，更换后的终点残余［Mn］含量高于更换前，终点残Mn含量平均增加0.08%。终点钢液中残Mn含量增加可以减少脱氧和合金化锰铁的用量，提高钢水质量［2］。

图2 终点钢水［C］与［Mn］含量的关系

3.3 降低终渣TFe含量

终点钢水［C］和TFe含量的关系如图3所示。

图3 终点钢水［C］与TFe含量的关系

从图3可以看出，更换透气砖前，底吹效果不佳时终点渣中的TFe含量大多为16%～18%，而更换后则多为14%～16%，并且随熔池［C］含量的增加，终点渣中TFe含量降低。更换透气砖后，渣中TFe含量平均下降了3.5%。

3.4 应用中需注意事项

底吹透气砖更换设备能够实现透气砖的在线热更换，更换堵塞的透气砖，实现顶底复吹的冶金效果，但在使用过程中，需注意以下情况。

1)透气砖的使用效果与炉底的高度关系非常紧密，在炉底上涨较高的情况下，厚的溅渣层很容易将透气堵塞，使透气砖失去冶金效果。所以，必须严格的控制炉底上涨，将炉底高度控制在±20 mm。

2)钻床的电机故障率偏高，对电机需进行改进，减少故障率，提高更换效率。

4 结语

为解决底吹与炉役同步难题，满足冶炼高附加值钢种的需要，安钢第二炼轧厂3座转炉进行了底吹系统改造，实现底吹透气砖在线热更换。经过更换实践，底吹效果运行良好，钢铁料与合金料消耗成本可降低约2元/t钢，为冶炼高附加值品种钢奠定了基础，具有较好的技术创新性及推广价值。

［1］刘浏，佟溥翘，崔淑贤，等.长寿复吹转炉工艺技术开发.钢铁，2002，37(10):13 －15.

［2］冯捷，张红文.转炉炼钢生产［M］.北京:冶金工业出版社，2008:156－173.

ON－LINE REPLACING TECHNOLOGY OF THE BOTTOM BLOWING GAS－PERMEABLE BRICK AT 150 t CONVERTER

Shen Bin Wang Sanzhong Li Angang Liu Haiqiang
(Anyang Iron and Steel Stock Co.，Ltd)

The constitution，main functions about on－line replacing equipments of the bottom blowing gas－permeable brick and its application in 150 t converter are introduced.After renovating bottom blowing system and implementing hot exchange function，it reduced the amount of carbon and oxygen，the TFe content of the terminal slag and the consumption of ferrous materials and alloys，at last achieved very good economical benefits.

converter bottom blowing on－line replacing

2011—12—30