專利名稱：一種氬氧爐及其操作方法
技術領域：
本發明涉及一種氬氧爐及其操作方法。
背景技術：
氬氧爐在冶煉不銹鋼方面有許多顯著特點，在不銹鋼生產流程中所起作用是其它冶金設備無法取代的。但是，氬氧爐在冶煉不銹鋼時，過程溫度高、冶煉周期長、氣體攪拌劇烈、鋼渣沖刷嚴重、爐襯溫度周期性變化大等原因，造成爐襯工作條件惡劣，爐齡偏低，直接影響到產能、成本和生產組織。氬氧爐爐齡是不銹鋼生產廠面臨的一個重要問題，都在尋求一個好的解決方法。在應對氬氧爐爐襯在冶煉時許多不利因素方面，現行操作還存在以下不足
第一、在爐襯用鎂鈣磚理化指標、砌筑和烘烤方面，爐身和風槍用鎂鈣磚中SiO2 +Al2O3 + Fe2O3之和含量大于3% ;風槍布置和數量上沒在一個最佳方案；常溫下養生(放置)12h，時間短；用天然氣或煤氣以80°C /h升溫速度升溫7. 5h至600°C，升溫速度快。第二、冶煉操作方面，入爐預熔液中Si含量50%爐次大于O. 30%，溫度60%爐次小于1480°C，55%爐次帶渣量厚度大于50mm，造成氬氧爐內渣中SiO2含量升高；吹煉時爐位角度為O度，頂槍氣流與風槍側墻間距最小；頂槍和風槍供氣強度控制范圍較大，超過了O. 6Nm3/min. t ;爐渣中MgO含量在5_7%，偏低；風槍和渣線等易漏點鋼板表面溫度，在整個爐役冶煉全過程不進行監控；空爐時間在90min之內，將爐口向下搖至90度；大于120min則才在線烘烤，爐襯溫降大，易急冷。因此，現有的氬氧爐及其操作方法，氬氧爐的爐齡較低，一般為95-120次。
發明內容
為了克服現有氬氧爐的上述不足，本發明提供一種爐齡較高的氬氧爐，同時提供一種該氬氧爐的操作方法，本發明提供的氬氧爐的操作方法，在本發明的氬氧爐上操作，可將氬氧爐的爐齡延長到不低于160爐次。本發明的構思是
控制爐身、風槍用鎂鈣磚理化指標，提高工作層耐材抗蝕損和沖刷能力；控制側吹風槍總夾角和槍間距及風槍磚的砌筑，以防風槍周圍工作層耐材侵蝕加劇和風槍與風槍磚間滲鋼；上線前要對爐襯養生和烘烤，防止工作層大面積剝落；改善入爐預熔液條件，減少渣中SiO2對堿性爐襯耐火材料的侵蝕；實施爐位負角度吹煉,吹煉時可增加頂槍氣流與風槍側墻間距；控制頂槍和風槍供氣強度有利于提高脫碳速率，縮短吹煉時間；控制爐渣堿度、氧化鎂含量和過程溫度，防止工作層耐材熔損加劇；在整個爐役冶煉過程中對易漏點鋼板表面溫度實施監控；減緩空爐溫降，避免爐襯急冷，造成耐材剝落。本發明的氬氧爐包括爐殼、爐襯和風槍，爐殼有爐口、爐帽、爐身與爐底，爐襯中接觸爐殼鋼板的耐材為永久層，爐襯中內接觸永久層外接觸鋼液的耐材為工作層，風槍安裝在爐身下部一側并在同一水平面上，從爐殼外插入爐內，其特征是I所述的爐襯工作層用鎂鈣磚的理化指標滿足下述要求
W (CaO)/%30-35 ；
W (MgO)/%≤ 60 ;
KSiO2 + Al2O3 + Fe2O3)/% ^ 3 ；
顯氣孔率/%^ 16 ；
體積密度/g/cm3^ 3.0 ；
常溫耐壓強度/MPa≥50。
II所述的風槍的總夾角為108° 120°之間，風槍間距不小于380mm，配置最多等距風槍(即風槍均布在108° 120°之間);所有風槍安裝后其中心線聚焦于風槍所在水平面中心。風槍與風槍磚間、風槍磚與相鄰磚間用膠泥粘接。風槍磚砌筑方法是砌筑前，用線繩在爐內找出風槍所在同一水平面的中心點，風槍等距排布且每支風槍中心線聚焦于風槍所在水平面中心點，確定風槍磚的位置，之后再確定剩余空間所砌加工磚的尺寸。風槍與風槍磚間(風槍通過其中心的磚)、風槍磚與相鄰磚間用膠泥粘接。III所述的爐襯全部砌完后，經下述養生與烘烤
爐口上扣蓋，在常溫下養生(放置)24h ;用天然氣或煤氣以50°C ±5°C /h升溫速度升溫12h至不低于600°C，保溫4 6h ;再以80°C ±5°C /h升溫速度升溫至1050 1100°C，保溫5 8h。之后上線煉鋼。本氬氧爐的操作方法是在本發明的氬氧爐上進行的，它包括下述依次的步驟
I所有冶煉鋼種，冶煉使用的預熔液中Si含量不大于O. 30%，溫度不小于1480°C，帶渣量厚度小于50mm。II吹煉時，氬氧爐整體向后旋傾3° 7°。III脫碳I 3期頂槍供氣強度控制在O. 85 I. 40Nm3/min. t,風槍供氣強度控制在 O. 75 I. 05Nm3/min. t。IV爐渣堿度控制在I. 8 2. 2 ;鎂球(MgO添加料)在脫碳I 3期內分別按(鎂球總量的質量)25 35%、35 45%、25 35%比例加入，爐渣中MgO含量控制在8 12%;冶煉過程鋼液溫度保持在1730°C以下。V空爐時間小于90min，將爐口向下搖至120° 240° ;大于90min則在線烘烤。VI對風槍和渣線易漏點對應的鋼板表面溫度，在整個爐役冶煉過程實施溫度監控。當工作襯殘留厚度到安全界點，即爐身處爐殼鋼板表面溫度400°C 450°C或爐底處爐殼鋼板表面溫度350°C 400°C時停煉更換爐殼內爐襯。本氬氧爐控制工作層用鎂鈣磚理化指標，可提高工作層耐材抗蝕損和沖刷能力；控制側吹風槍總夾角和槍間距及風槍磚的砌筑，減輕風槍周圍工作層耐材侵蝕和風槍與風槍磚間滲鋼；爐襯養生和烘烤后，防止工作層大面積剝落。在本氬氧爐上進行本發明的操作方法，改善入爐預熔液條件，減少渣中SiO2對堿性爐襯耐火材料的侵蝕；實施爐位負角度吹煉，吹煉時可增加頂槍氣流與風槍所在側墻間距；控制頂槍和風槍供氣強度有利于提高脫碳速率，縮短吹煉時間；控制爐渣堿度、氧化鎂含量和過程溫度，防止工作層耐材熔損加劇；在整個爐役冶煉過程中對易漏點鋼板表面溫度實施監控；通過調整爐位可減緩空爐溫降，避免爐襯急冷造成的耐材剝落。本氬氧爐操作方法在本氬氧爐上實施，可將氬氧爐爐齡提高不小于160次。有利于提高不銹鋼生產能力和降低不銹鋼噸鋼生產成本。
具體實施例方式下面結合實施例詳細說明本發明的具體實施方式
，但本發明的具體實施方式
不局限于下述的實施例。氬氧爐實施例一
本實施例是裝有4支側吹風槍的45噸氬氧爐，它包括爐殼、爐襯和風槍，爐殼有爐口、爐帽、爐身與爐底，爐襯中接觸爐殼鋼板的耐材為永久層，爐襯中內接觸永久層外接觸鋼液的耐材為工作層，風槍安裝在爐身下部一側并在同一水平面上，從爐殼外插入爐內，其特征是
I爐襯的工作層用鎂鈣磚理化指標為 W (CaO)/%31. 2 ；
W (MgO)/%64. 5 ；
KSiO2 + Al2O3 + Fe2O3)/% 2. 6 ；
顯氣孔率/%8.2;
體積密度/g/cm33. 02 ；
常溫耐壓強度/MPa85.1。II風槍的總夾角為117°，風槍間距435mm，4支側吹風槍安裝后其中心線聚焦于風槍所在水平面中心。風槍磚砌筑方法是砌筑前，用線繩在爐內找出風槍所在同一水平面的中心點，風槍等距排布且每支風槍中心線聚焦于風槍所在水平面中心點，確定風槍磚的位置，之后再確定剩余空間所砌加工磚的尺寸。風槍與風槍磚間(風槍通過其中心的磚)、風槍磚與相鄰磚間用膠泥粘接。III所述的爐襯全部砌完后，經下述養生與烘烤
爐口上扣蓋，在常溫下養生(放置)24h ;用天然氣以50°C /h升溫速度升溫12h至600°C，保溫4. 5h ;再以80°C /h升溫速度升溫至1100°C，保溫6. 5h。(上述參數是某個爐役的)
操作方法實施例一
(I個爐役生產203爐鋼，每爐在控制上存在差異)
本實施例是在氬氧爐實施例一上進行的，它包括下述依次的步驟
I氬氧爐冶煉鋼種所使用的預熔液中Si含量在O. 10%，溫度1490°C，帶渣量厚度
40mmoII吹煉時，氬氧爐整體向后旋傾5°。III供氣強度
脫碳I期頂槍供氣強度I. ONmVrnin. t ;風槍供氣強度O. 96Nm3/min. t。脫碳2期頂槍供氣強度O. 89Nm3/min. t ;風槍供氣強度O. 96Nm3/min. t。脫碳3期頂槍供氣強度O. 89Nm3/min. t ;風槍供氣強度O. 96Nm3/min. t。IV 爐渣堿度控制在2. 0，鎂球(MgO添加料)在脫碳1-3期內分別按35%、35%、30%比例加入，爐渣中MgO含量控制在10%，冶煉過程鋼液溫度最高為1729°C。V冶煉前空爐時間小于90min，將爐口向下搖至150度，以防急冷。
VI對風槍、渣線易漏點鋼板表面溫度，在整個爐役冶煉過程中實施溫度監控，測量爐底處爐殼鋼板表面溫度，溫度300°C。在45噸氬氧爐上，從氬氧爐選擇爐襯工作層材質、爐襯砌筑、烘烤，到冶煉均按本方法操作，該爐役爐齡達到了 203次。氬氧爐實施例二
本實施例是裝有9支側吹風槍的180噸氬氧爐，它包括爐殼、爐襯和風槍，爐殼有爐口、爐帽、爐身與爐底，爐襯中接觸爐殼鋼板的耐材為永久層，爐襯中內接觸永久層外接觸鋼液的耐材為工作層，風槍安裝在爐身下部一側并在同一水平面上，從爐殼外插入爐內，其特征是
I爐襯的工作層用鎂鈣磚理化指標為 W (CaO)/%32. 29 ；
W (MgO)/%61. 29 ；
KSiO2 + Al2O3 + Fe2O3)/% I. 81 ；
顯氣孔率/%7.1;
體積密度/g/cm33.21 ；
常溫耐壓強度/MPa99.1。II風槍的總夾角為120°，風槍間距443mm，9支側吹風槍安裝后其中心線聚焦于風槍所在水平面中心。風槍磚砌筑方法是砌筑前，用線繩在爐內找出風槍所在同一水平面的中心點，風槍等距排布且每支風槍中心線聚焦于風槍所在水平面中心點，確定風槍磚的位置，之后再確定剩余空間所砌加工磚的尺寸。風槍與風槍磚間(風槍通過其中心的磚)、風槍磚與相鄰磚間用膠泥粘接。III爐襯全部砌完后，經下述養生與烘烤
爐口上扣蓋，在常溫下養生(放置)24h ;用煤氣以50°C /h升溫速度升溫12h至600°C，保溫5h ;再以80°C /h升溫速度升溫至1100°C，保溫8h。之后上線煉鋼。(上述參數是某個爐役的)
操作方法實施例二
本實施例是在氬氧爐實施例二上進行的，它包括下述依次的步驟
(I個爐役生產187爐鋼，每爐在控制上存在差異)
I冶煉的鋼種所使用的預熔液中Si含量在O. 20%，溫度1520°C，帶渣量厚度30mm。II吹煉時，氬氧爐整體向后旋傾3. 5°。III供氣強度
脫碳I期頂槍供氣強度I. ONmVrnin. t ;風槍供氣強度O. 75Nm3/min. t。脫碳2期頂槍供氣強度I. 06Nm3/min. t ;風槍供氣強度O. 75Nm3/min. t。脫碳3期頂槍供氣強度I. 23Nm3/min. t ;風槍供氣強度O. 90Nm3/min. t。IV爐渣堿度控制在I. 9，鎂球(MgO添加料)在脫碳1-3期內分別按35%、35%、30%比例加入，爐渣中MgO含量控制在10. 5%，冶煉過程鋼液溫度最高為1729°C。V空爐時間大于90min，發生I次，空爐時間130min，采取了在線烘烤措施，以防急冷。VI對風槍、渣線易漏點鋼板表面溫度，在整個爐役冶煉過程中實施溫度監控。測量耳軸和渣線交界處爐身處爐殼鋼板表面溫度，溫度450V停煉更換爐襯。在180噸氬氧爐上，從氬氧爐選擇爐襯工作層材質、爐襯砌筑、烘烤，到冶煉均按 本方法操作，該爐役爐齡達到了 187次。
權利要求
1.一種氬氧爐，它包括爐殼、爐襯和風槍，爐殼有爐口、爐帽、爐身與爐底，爐襯中接觸爐殼鋼板的耐材為永久層，爐襯中內接觸永久層外接觸鋼液的耐材為工作層，風槍安裝在爐身下部一側并在同一水平面上，從爐殼外插入爐內，其特征是 I所述的爐襯工作層用鎂鈣磚的理化指標滿足下述要求 W (CaO)/%30-35 ； W (MgO)/%彡 60 ;KSiO2 + Al2O3 + Fe2O3)/% ^ 3 ； 顯氣孔率/%^ 16 ； 體積密度/g/cm3^ 3.0 ； 常溫耐壓強度/MPa彡50 ； II所述的風槍的總夾角為108° 120°之間，風槍間距不小于380mm，配置最多等距風槍；所有風槍安裝后其中心線聚焦于風槍所在水平面中心；風槍與風槍磚間、風槍磚與相鄰磚間用膠泥粘接； III所述的爐襯全部砌完后，經下述養生與烘烤 爐口上扣蓋，在常溫下養生24h ;用天然氣或煤氣以50°C ±51/11升溫速度升溫1211至不低于600°C，保溫4 6h ;再以80°C ±5°C /h升溫速度升溫至1050 1100°C，保溫5 8h。
2.權利要求I所述的氬氧爐的操作方法，它包括下述依次的步驟 I所有冶煉鋼種，冶煉使用的預熔液中Si含量不大于O. 30%，溫度不小于1480°C，帶渣量厚度小于50mm ； II吹煉時，氬氧爐整體向后旋傾3° 7° ； III脫碳I 3期頂槍供氣強度控制在O. 85 I. 40Nm3/min. t,風槍供氣強度控制在O.75 I. 05Nm3/min. t ； IV爐渣堿度控制在I. 8 2. 2 ;鎂球在脫碳I 3期內分別按25 35%、35 45%、25 35%比例加入，爐渣中MgO含量控制在8 12%;冶煉過程鋼液溫度保持在1730°C以下； V空爐時間小于90min，將爐口向下搖至120° 240° ;大于90min則在線烘烤； VI對風槍和渣線易漏點對應的鋼板表面溫度，在整個爐役冶煉過程實施溫度監控。
3.根據權利要求2所述的氬氧爐的操作方法，其特征是在步驟VI，當工作襯殘留厚度到安全界點，爐身處爐殼鋼板表面溫度400°C 450°C或爐底處爐殼鋼板表面溫度350°C ·400 V時停煉更換爐殼內爐襯。
全文摘要
本發明涉及一種氬氧爐及其操作方法。氬氧爐的特征是Ⅰ爐襯工作層用鎂鈣磚的理化指標達到要求Ⅱ風槍的總夾角為108°～120°，風槍間距不小于380mm；風槍、風槍磚與相鄰磚間用膠泥粘接；Ⅲ爐襯經養生與烘烤。氬氧爐的操作方法為Ⅰ冶煉的預熔液中Si含量不大于0.30％；Ⅱ吹煉時，氬氧爐整體向后旋傾3°～7°；Ⅲ脫碳1～3期頂槍供氣強度0.85～1.40Nm3/min.t；Ⅳ 爐渣堿度1.8～2.2；Ⅴ空爐時間小于90min，將爐口向下搖至120°～240°；大于90min則在線烘烤；Ⅵ對風槍和渣線易漏點對應的鋼板表面溫度，在整個爐役冶煉過程實施溫度監控。本氧爐及其操作方法，可將氬氧爐的爐齡延長到不低于160爐次。
文檔編號C21C7/068GK102899455SQ20121033223
公開日2013年1月30日 申請日期2012年9月11日 優先權日2012年9月11日
發明者張增武, 劉亮, 陳景鋒, 馬駿鵬, 常國棟, 黃晨浩 申請人:山西太鋼不銹鋼股份有限公司