悬挂式挡渣棒挡渣技术在安钢150t转炉上的应用

悬挂式挡渣棒挡渣技术在安钢150t转炉上的应用刘磊吕亚王小峰金灿中（安阳钢铁集团有限责任公司第二炼轧厂，河南安阳455004）摘要介绍了悬挂式挡渣棒挡渣技术的原理,及悬挂式挡渣棒挡渣技术在安钢第二炼轧厂150吨转炉上的应用和效果,并就如何提高挡渣成功率进行了探讨。关键词挡渣悬挂式应用与探讨THESUSPENDEDSLAYSLAGSTOPPINGRODTECHNOLOGYUSEDin150tConverterinAnyangIron&SteelGroupLiuLeiLüYaWangXiaofengJinCanzhong（NO.2Steel-MakingandRollingPlantofAnyangIron&SteelGroupCo.,Ltd,Anyang,Henan,455004）ABSTRACTThispaperintroducetheapplicationofthesuspendedtypeslagblockingrodtecknologyin150tConverterinAngangNo.2steelandironcorporate.Italsodiscussestheeffectandsignificanceoftheincreaceofthesuccessratioofslagblocking.KEYWORDSslagblockingsuspendedtypeuseanddiscussion0前言随着现代技术的发展和用户对钢的质量要求越来越高，其中包括对钢中磷含量及夹杂物含量的要求，与之相配套的冶金设备和生产工艺也引起了国内同行业的高度重视。转炉的挡渣工艺是高洁净钢生产工艺中重要的一环，挡渣效果不好，会直接造成钢水杂质高、回磷量大，后续精炼处理量大，消耗高等后果。因此，各大钢铁企业都在通过不同的方法减少转炉出钢时的下渣量，从而达到改善钢水质量的目的。悬挂式挡挡渣机构是目前应用较为广泛的挡渣方法之一，根据安钢第二炼轧厂的悬挂式挡渣挡渣机构的应用情况，进行合理分析，并对该装置合理使用的意义进行了讨论。1悬挂式挡渣方法的原理悬挂式挡渣方法是挡渣方法的一种，具体操作步骤是在转炉出钢后期启动挡渣设备；安全锁松开，旋转卷扬机放下悬挂主梁，夹持机构夹紧挡渣棒，冷却介质开通；旋转卷扬机工作，悬挂主梁倾斜到一定角度；移动小车将挡渣棒由转炉炉口插入出钢口；夹持机构松开挡渣棒并退出炉外。利用挡渣棒的比重介于钢水和熔渣之间的特点使挡渣棒漂浮于出钢口的钢渣之间。当出钢接近结束时，挡渣棒立即堵住出钢口，阻止熔渣流入钢包。悬挂式挡渣方法操作的形式如图1所示：图1150t转炉悬挂式挡渣机构布置示意图2悬挂式挡渣方法的应用2.1工艺装备安钢第二炼轧厂现有2套150t铁水脱硫站；3座150t顶底复吹转炉，3套吹氩站；3套150tLF精炼炉；悬挂主梁安全锁提升机构隔热屏夹持机构导向辊移动小车冷却系统1套150tVD精炼炉；2套170tRH精炼炉。铁水脱硫工艺采用达涅利公司在线混合喷吹法进行铁水脱硫处理，主要特点是喷吹时间短、温降少、粉剂用量少、喷溅小、综合成本低，并且脱硫预测性强，最低硫含量可脱至0.001%等优点。150t顶底复吹转炉主要先进工艺包括顶底复吹工艺、副枪及动静态模型控制技术、溅渣护炉技术和汽化冷却及煤气回收技术。150tLF精炼炉采用达涅利公司双钢包车三工位交流精炼炉，三臂可单独升降，设有钢包底吹氩气和事故顶吹氩气装置。150tVD精炼炉引进达涅利公司先进设备和工艺，其主要处理工艺为脱气、脱硫和去除夹杂等。170tRH精炼炉由上海宝冶承建，其主要处理工艺为脱气、脱碳、减少杂质和均匀温度和成分等。2.2挡渣机构所用耐材的要求及相关参数为了保证良好的挡渣效果，悬挂式挡渣机构对耐材有一定的要求，包括挡渣棒的理化指标和技术参数，具体数据见表1和表2：表1挡渣棒理化指标Al2O3/%显气孔率/%残余水分/%体积密度/g/cm3耐压强度(110℃×24h)/MPa≥85≤26≤0.5≥3.0≥30表2挡渣棒技术参数挡渣方式挡渣介质投入次数操作周期操作人数操作场所控制方式炉后悬挂内插式挡渣棒(人工装棒)1次/炉40s～50s2人炉后机旁操作手动和联动2.3应用中出现的问题安钢第二炼轧厂的悬挂式挡渣机构在使用初期，使用情况较差，直接影响挡渣效果，具体现象有以下几个方面：1)在挡渣棒使用过程中，由于挡渣棒的耐材密度较小、挡渣棒的金属杆直径较细和挡渣棒的锥体直径不合适，在挡渣过程中会出现挡渣失败和出钢不净的现象；2)由于挡渣机构的点检和维护和使用前的调整不到位，在挡渣机构在使用过程经常出现下列故障：挡渣夹紧装置出现不夹紧不释放现象；挡渣机构出现伸入臂伸入炉内后不下降现象；挡渣机构出现伸入臂伸入炉内后浸入钢液面现象；挡渣机构伸入到炉内后，把挡渣棒拉出；3)挡渣机构的投放为自动投放系统，其要求调整的精度较高，在出钢过程中，偶尔会有挡渣棒加入时对不正出钢口的情况，后分析发现主要集中在更换出钢口套管后，这说明在更换出钢口时存在有更换不标准的现象。因此，每次更换出钢口后，出钢口位置的变化会导致挡渣的精度下降，都会使挡渣的成功率下降。另外职工培训不到位导致部分操作工不能正确调整挡渣机构，也对挡成功率造成一定的影响。2.4整改措施通过上述现象进行分析并采取措施，并对目前影响挡渣机构挡成率的因素进行合理的整改，主要表现在以下几方面：1)针对挡渣棒在使用过程中存在的问题以及分析得到的结果，对挡渣棒的工艺参数进行优化,优化前后参数对比见表3：表3挡渣棒工艺参数优化前后对比表固定金属杆直径/mm总长度/mm导向杆长度/Mm锥体直径/mm锥体高度/mm重量/kg密度/g/cm3优化前141300850～900250～260250～270253.0～3.2优化后16148085025025032.5≥3.52)针对挡渣机构出现的故障，协调电气与设备人员，成立挡渣机构维修组，逢检修和铸机浇次之间对挡渣机构进行维护和保养,加强对挡渣机构的设备维护和保养，并对挡渣机构的程序进行了适当调整，保证了挡渣的效果。同时加大对挡渣机构的岗检，发现异常及时通知相关维修人员进行处理，防止出现设备损坏造成的停机现象。3)针对挡渣机构使用要求，对出钢口的更换标准进行学习，使每个班组在更换出钢口时，尽可能减少出钢口位置的偏差，缩短对挡渣机构的调整；要求职工不定期对转炉炉口进行清理，保证挡渣装置能顺利进出转炉；通过每周一题的形式把挡渣机构的原理和操作技术要领教给每一位职工，并把挡渣机构出现的一些常见现象的描述进行说明，并采取现场培训的方式，提高操作工的操作技能。2.5效果在认识到挡渣效果对开发品种的影响后，对该装置进行一定的工艺研究，并采取一些有效的整改措施，优化了挡渣工艺。通过对挡渣参数及挡渣工艺的优化，我们取得了一定的成绩，主要表现在以下几个方面：1)挡渣机构的运行情况得到了改善。挡渣机构运行情况有明显改善，挡渣棒使用率及挡成率逐步得到改善和稳定，挡渣机构使用率由原来的90.84%提高到99.53%。2)下渣量得到了控制，回磷控制率得到了提高。挡渣挡成率逐步提高，转炉出钢时下渣量逐步下降，钢包内渣层厚度由原来的平均50mm下降到平均30mm，回磷量逐步下降，回磷控制率由原来的93.36%提高到98.72%。3)低碳低硅钢SPHC回硅量得到了有效的控制：在SPHC钢冶炼初期，Si含量的控制常有超过0.03%的炉次，且硅超过0.05%的炉次也偶有发生，后分析原因与转炉下渣有一定的关系，对SPHC的冶炼影响也较大；挡渣成功率的提高，使Si含量超标的炉数有了明显的减少。4)由于下渣量得到了控制，减少了脱氧产物的产生，减少了钢中因脱氧而产生的夹杂物含量，提高了钢水的实物质量，为连铸提供了更洁净的钢水，提高了成品板材的探伤合格率。3讨论悬挂式挡渣机构与其它挡渣机构相比，具有不占用炉后场地，不影响其它作业；设备结构紧凑、重量轻；便于人工调整，投棒命中率高；操作方便简单，劳动强度低等多种特点。通过对挡渣机构的应用和改进，取得了一定的效果，同时也对挡渣机构的结构和合理使用以及因挡渣成功率提高而产生的效益有了一定的认识，现简要分析如下：3.1挡渣成功的关键悬挂式挡渣机构挡渣成功率之所以高,关键是挡渣时出钢口的角度与夹持机构上挡渣棒的位置配合；出钢角度可由操作台上的转炉倾动角度显示调整定位；挡渣棒的安装位置正确，夹持角度合理；每次更换出钢口套管后，出钢口位置会有一定范围的偏移，要求重新调整挡渣行程，即先将转炉定位(投棒位)调整移动小车行程确定纵向位置，再将浮动托辊上侧导板的左右移动调整横向位置，实现挡渣棒与出钢口的对中。3.2挡渣成功率提高的意义1)由于下渣量的减少,有效的降低了脱氧剂和合金料消耗：转炉终点的炉渣主要是氧化性较强的渣,在出钢时所加入的脱氧剂除一部分用于脱去钢水中的氧以外,还有一部分用来脱去下到钢包中炉渣中的氧,所以,转炉氧化渣下渣量的多少,直接影响脱氧剂的脱氧效果和合金料的吸收率；笔者认为在精炼对转炉渣进行改质，将氧化性的转炉终渣通过脱氧的方式变成还原渣，保证精炼有良好的还原性气氛，为精炼脱硫创造良好的条件，通过有效控制下渣量，可使脱氧剂用量得到降低，合金料的吸收率得到提高。【1】2)由于下渣量的减少，保证了品种钢对磷要求：安钢第二炼轧厂目前所冶炼的品种钢对磷含量的要求普遍较高，特别是管线钢、低碳贝氏体钢，磷含量大都要求成品磷含量控制在0.015%以下，有部分钢种要求成品磷含量小于0.012%,在这些钢种冶炼过程中，单加入的合金就使钢中磷含量增加0.004%～0.005%,终点磷含量一般都在0.005左右,所以下渣量的多少，直接关系到品种钢能否炼成。笔者认为通过对挡渣装置的合理应用，以及挡渣成功率的提高，可有效减少下渣量，使钢中磷含量得到控制，为生产磷含量要求较高的钢种冶炼奠定基础。3)由于下渣量的减少，减轻了转炉终渣在出钢过程中对出钢口的冲刷，也减轻了钢包中高氧化性转炉终渣对钢包渣线的浸蚀，在一定程度上也可以提高转炉出钢口寿命和钢包使用寿命，降低炼钢耐火材料的成本。4)无形挡渣技术是挡渣技术的发展趋势，但由于目前无形挡渣技术还不完善，所以现在悬挂式挡渣棒挡渣技术在国内还存在较大的市场，且通过合理使用，可在一定程度上提高产品质量和降低生产成本。4结语悬挂式挡渣棒挡渣技术之所以在冶金行业中应用较为广泛，是因为该挡渣技术较为成熟，且操作和维护较为简单。但挡渣棒挡渣是人为控制挡渣棒的加入时间，挡渣的成功率与人的操作有较大的关系，这与将来的自动化炼钢的发展趋势不一致。目前国内外的挡渣技术正在逐步从有形挡渣法向无形挡渣法方向发展，通过无形挡渣技术的应用，可减少耐火材料的应用，这是实现挡渣技术效益最大化的要求，也是挡渣技术发展的方向。5参考文献[1]炼钢-连铸新技术800问/本书编辑委员会编.炼钢-连铸新技术800问.北京:冶金工业出版社,2003:32-40.作者简介：刘磊（1984-），男，助理工程师，陕西汉中人，大学本科学历，2007年毕业于青海大学，冶金工程专业。现任安钢集团有限责任公司第二炼轧厂炼钢车间转炉炉长。联系方式：联系人：刘磊联系电话：[phone]联系地址：河南省安阳市安阳钢铁集团有限责任公司第二炼轧厂炼钢车间邮编：455004电子邮件：[e-mail]