專利名稱：一種轉爐濺渣護爐前的調渣處理方法
技術領域：
本發明屬于鋼鐵冶金領域，特別涉及到轉爐煉鋼為提高爐襯壽命而采取的一種轉爐濺渣護爐前的調渣處理方法。
背景技術：
美國LTV鋼公司首先發明了轉爐濺渣護爐方法，該方法是在轉爐出鋼后留下部分終渣，并加入適量的調渣劑，使爐渣具有合適的粘度和較高的耐火度，然后用高壓氮氣噴吹爐渣，使爐渣濺射粘附到爐壁形成新的耐火抗蝕層，從而達到保護爐襯和提高爐齡的目的； 一般而言，不采用濺渣護爐時的爐齡很少超過5000爐次，但實施濺渣護爐工藝后，爐齡一般都可以達到萬爐以上，甚至達到5萬爐以上，因此，濺渣護爐方法得以廣泛推廣。濺渣護爐工藝中，最關鍵的環節是爐渣的調渣處理，現有技術中加入到轉爐的調渣劑一般為MgO和還原劑，MgO可以提高渣的粘度和燒結點(即耐火度)，還原劑起到還原渣中氧化鐵的作用，同樣提高渣的粘度和爐渣的熔點，調質后的爐渣粘度高、熔點高，有利于爐壁掛渣，且調渣后渣中MgO含量高，耐火度高，粘渣層抗高溫侵蝕能力增強。對于大型轉爐煉鋼，為提高鋼質量，采取低溫出鋼(一般低于1630°C)，渣溫低且渣中氧化鐵含量低，往往引起爐底上漲和爐壁積渣，中國發明專利(申請號201110037848，發明名稱“控制轉爐爐底上漲和爐壁積渣的調渣護爐方法”)，提出了通過二次調渣的方法，解決了因渣粘度高、熔點高導致的爐底積渣上漲和爐壁積渣的問題，但是，目前我國的中小轉爐煉鋼存在的突出問題是為滿足連鑄需要，出鋼溫度要求高，往往在1700°C甚至更高，導致渣溫過高，而且高溫出鋼時為保證脫磷，冶煉終渣中氧化鐵含量經常保持在20-40%的范圍，如此高的渣溫度和氧化鐵量，導致渣的粘度非常低，流淌性太強，使得濺渣護爐的效果非常差，爐壁掛渣困難，即使掛渣，其抵抗高溫和渣侵蝕的能力也差，這導致爐襯壽命難以提高。采用現有的調渣技術，包括進一步增加渣中MgO和增加還原劑加入量來降低渣中氧化鐵量都難以克服目前轉爐煉鋼高溫出鋼后渣溫高、氧化鐵含量高導致的掛渣困難的問題。因此，對于目前轉爐煉鋼，特別是在出鋼溫度高(>1680°C)和渣中氧化鐵含量高 (>20%)的情況下，調渣處理時必須采用新的調渣方法，克服渣溫高、粘度低、掛渣效果差、濺渣層抗高溫及渣熔蝕性能差的問題。
發明內容
本發明的目的是提供一種轉爐濺渣護爐前的調渣處理方法，解決目前中小轉爐煉鋼在出鋼溫度高、冶煉終渣中氧化鐵含量高的情況下實施濺渣護爐時存在的渣溫高、粘度低、掛渣效果差、濺渣層抗高溫及渣熔蝕性能差的問題。本發明采用焦粉、鎂砂、鈦白粉作調渣劑，焦粉可以降低留渣中的氧化鐵，并可以與鈦白粉反應生成高熔點的碳化鈦，碳化鈦與鎂砂協同作用提高渣的粘度和熔化溫度，因此，采用本發明可以顯著提高渣在爐壁上的粘附穩定性和抵抗高溫及渣鋼熔蝕性，改善濺渣護爐效果，使轉爐爐襯壽命大幅度提高。
本發明的目的是通過下列技術方案來實現的 一種轉爐濺渣護爐前的調渣處理方法，其特征如下
轉爐煉鋼出鋼采用留渣不留鋼操作，留渣量為轉爐體積容量的6 10%，出鋼后，向轉爐內加入焦粉、鎂砂和鈦白粉作調渣劑對爐內留渣進行調渣處理，焦粉可以降低留渣中的氧化鐵，并可以與鈦白粉反應生成高熔點的碳化鈦，碳化鈦與鎂砂協同作用提高渣的粘度和熔化溫度，焦粉的加入量以控制渣中的氧化鐵占渣總重量分數的6 10%范圍內；鎂砂的主要作用是提高渣的粘度和熔化溫度，提高掛渣量和掛渣層的耐火耐蝕性能，鎂砂的加入量以控制渣中的氧化鎂占渣總重量分數的9 15%范圍內；鈦白粉的加入量以控制渣中的含鈦化合物(Tih+TiC+TiN)占渣總重量分數的2 5%范圍內。本發明的調渣方法中各物質的選擇和加入量確定的根據說明如下
焦粉焦粉的作用有兩方面，一是焦粉作為還原劑，還原渣的氧化鐵，將渣中的氧化鐵控制在適宜掛渣的范圍內，因此焦粉的加入量根據渣中氧化鐵的量確定，原則是將渣中的氧化鐵控制在占渣總重量分數的6 10%范圍內；焦粉作為還原劑的優勢是高溫還原性強， 且還原反應吸熱，對降低過熱的渣溫度有利，這是焦粉作還原劑由于Al、Al-Si等還原劑的優勢之一；另外，焦粉還可以還原調渣劑中的TiO2,生成高熔點的TiC (熔點3160°C)提高渣的粘度和耐火耐蝕性；加入焦粉量過多，渣中氧化鐵太低，同樣掛渣效果差，因此，焦粉的加入量以將渣中的氧化鐵控制在占渣總重量分數的6 10%范圍內為最佳。鎂砂鎂砂主要成分是MgO，提高渣中的MgO可以提高渣的熔點和粘度，有利于濺渣掛渣和提高掛渣層的耐火耐蝕性能；鎂砂的加入量以控制渣中的氧化鎂占渣總重量分數的9 15%范圍內，渣中MgO低于8%，對爐襯耐火材料是不利的，但MgO高于15%，同樣不利于掛渣。鈦白粉鈦白粉的主要成分是TiO2,本身熔點高，可以提高渣系的熔點，同時，鈦白粉與焦粉反應，還原出部分Ti，濺渣時氮氣反應生成氮化鈦，鈦和碳也會生成高熔點的碳化鈦，因此，對于高溫出鋼的高氧化鐵含量渣，加入鈦白粉可以利用Ti02、TiC和TiN的，提高渣在爐壁上的粘附穩定性和抵抗高溫及渣鋼熔蝕性，改善濺渣護爐效果，使轉爐爐襯壽命大幅度提高，鈦白粉的加入量以控制渣中的含鈦化合物(Ti02+TiC+TiN)占渣總重量分數的 2 5%范圍內。調渣用焦碳粉的技術指標為固定碳>90%，灰分、雜質、水分之和小于10%。調渣用鎂砂中MgO的含量要大于90%。調渣用鈦白粉用工業純級別。本發明的方法特征是采用焦粉、鎂砂、鈦白粉作調渣劑，焦粉可以降低留渣中的氧化鐵，并可以與鈦白粉反應生成高熔點的碳化鈦，碳化鈦與鎂砂協同作用提高渣的粘度和熔化溫度，因此，采用本發明可以顯著提高渣在爐壁上的粘附穩定性和抵抗高溫及渣鋼熔蝕性，改善濺渣護爐效果，使轉爐爐襯壽命大幅度提高。本發明的優點
與現有技術相比較，采用本發明的優點如下
①本發明針對出鋼溫度高、冶煉終渣中氧化鐵含量高的情況下實施濺渣護爐前采用焦粉、鎂砂、鈦白粉作調渣劑，克服了渣溫高、粘度低、掛渣效果差、濺渣層抗高溫及渣熔蝕性能差的問題，有效提高了掛渣效果及掛渣層的耐火耐蝕性能，保證爐襯壽命在兩萬爐以上。②對與高溫出鋼后的高氧化鐵渣，本發明采用焦粉作還原劑，比現有技術中用 Si、Al相比，不僅節約了成本50%以上，而且提高了還原效率，保證了渣中氧化鐵含量的穩定性。③鈦白粉與焦粉反應，生成TiC，濺渣過程部分還會生成部分TiN，這些高熔點的鈦化物提高了掛渣效果與掛渣層壽命，爐齡提高80%以上。④本發明不增加額外的設備和成本，減少了補爐、清渣等時間，提高了轉爐的生
產效率。綜上所述，本發明能解決目前轉爐煉鋼高溫出鋼時濺渣效果差的諸多問題，提高了轉爐的生產效率和濺渣護爐效果，節約了煉鋼成本，具有顯著的經濟效益和社會效益，具有推廣價值。
具體實施例方式以下結合實施例對本發明作進一步的闡述；實施例僅用于說明本發明，而不是以任何方式來限制本發明。針對國內某廠20噸轉爐冶煉，實施本發明 實施實例1
實施本發明的操作步驟如下
(1)、轉爐吹煉結束時，轉爐搖到倒渣側，取樣分析，渣中氧化鐵為30%；
(2)、在1700°C下出鋼，出鋼采用留渣不留鋼操作，留渣量控制在轉爐體積容量的6%， 根據計算渣量為600Kg左右；
(3)、出完鋼后，搖正轉爐，向爐內加入濺渣護爐用調渣劑，調渣劑為焦粉40Kg，鎂砂60Kg，鈦白粉20Kg，經后續分析得知調渣后渣的成分為Mg015%，氧化鐵7. 7%，鈦化物 3. 5% ；
(4)、加入調渣劑后，用氧槍將高壓氮氣吹入爐內，實施濺渣護爐，濺渣護爐采用的工藝參數如下吹氮槍槍頭與爐底渣面之間的距離控制在0. 5^1. 5m范圍內，采取變化槍位；吹入氮氣的壓力控制在1. 3MPa ；吹入氮氣的流量為120Nm7min ；吹入氮氣的時間為^iin。實施效果濺渣護爐完成后，從爐口觀測爐內濺渣情況，發現爐壁濺渣層厚度均勻，與現有技術相比，裸磚及磚脫落現象消失，爐襯壽命提高到21007爐次，比不采用本發明的最高爐齡壽命9047爐次提高一倍以上。實施實例2
實施本發明的操作步驟如下
(1)、轉爐吹煉結束時，轉爐搖到倒渣側，取樣分析，渣中氧化鐵為25%；
(2)、在1720°C下出鋼，出鋼采用留渣不留鋼操作，留渣量控制在轉爐體積容量的8%， 根據計算渣量為SOOKg左右；
(3)、出完鋼后，搖正轉爐，向爐內加入濺渣護爐用調渣劑，調渣劑為焦粉30Kg，鎂砂70Kg，鈦白粉2^(g，經后續分析得知調渣后渣的成分為Mg010%，氧化鐵6. 1%，鈦化物 3. 0% ；
(4)、加入調渣劑后，用氧槍將高壓氮氣吹入爐內，實施濺渣護爐，濺渣護爐采用的工藝參數如下吹氮槍槍頭與爐底渣面之間的距離控制在0. 5 1. 5m范圍內，采取變化槍位；吹入氮氣的壓力控制在1. 3MPa ；吹入氮氣的流量為120Nm7min ；吹入氮氣的時間為^iin。
實施效果濺渣護爐完成后，從爐口觀測爐內濺渣情況，發現爐壁濺渣層厚度均勻，與現有技術相比，裸磚及磚脫落現象消失，爐襯壽命提高到22000爐次，比不采用本發明的傳統濺渣護爐方法爐齡壽命9047爐次提高一倍以上。
權利要求
1.一種轉爐濺渣護爐前的調渣處理方法，濺渣護爐前對爐內留渣進行調渣處理，其特征在于采用焦粉、鎂砂和鈦白粉對爐內留渣進行調渣處理，焦粉的加入量以控制渣中的氧化鐵占渣總重量分數的6 10%范圍內，鎂砂的加入量以控制渣中的氧化鎂占渣總重量分數的纊15%范圍內，于鈦白粉的加入量以控制渣中的含鈦化合物(Ti02+TiC+TiN)占渣總重量分數的2 5%范圍內。
2.如權利要求1所述的一種轉爐濺渣護爐前的調渣處理方法，其特征在于所述焦碳粉的技術指標為固定碳>90%，灰分、雜質、水分之和小于10%，所述鎂砂中MgO的含量要大于90%，所述鈦白粉為工業純級別。
全文摘要
本發明屬于煉鋼技術領域，提供一種轉爐濺渣護爐前的調渣處理方法，解決目前高溫出鋼后的高氧化鐵渣濺渣護爐掛渣效果差、爐襯壽命低的問題。本發明的方法特征是采用焦粉、鎂砂、鈦白粉作調渣劑，焦粉可以降低留渣中的氧化鐵，并可以與鈦白粉反應生成高熔點的碳化鈦，碳化鈦與鎂砂協同作用提高渣的粘度和熔化溫度，因此，采用本發明可以顯著提高渣在爐壁上的粘附穩定性和抵抗高溫及渣鋼熔蝕性，改善濺渣護爐效果，使轉爐爐襯壽命大幅度提高。
文檔編號C21C5/36GK102392097SQ20111035858
公開日2012年3月28日 申請日期2011年11月14日 優先權日2011年11月14日
發明者周玉, 張冕, 曹磊, 朱祥, 李桂榮, 楊麗莉, 王宏明, 肖杰, 蔡云, 袁雪婷, 趙加愛 申請人:江蘇大學