重钢复吹转炉长寿化机理及控制技术研究

摘要

重钢在铁水预处理、LF炉外精炼配套技术完善以后，为进一步的保证优质、低耗的连铸钢水，开发了长寿复吹转炉冶炼技术。复吹转炉技术的实现其关键是如何保证底吹喷嘴寿命与炉龄同步的问题。溅渣护炉技术、及渣金蘑菇体喷嘴技术的开展，使复吹转炉长寿化成为可能。本课题针对重钢复吹转炉设备及钢种特点，利用实验室物理模拟实验与现场工业性实验研究方法，对维护喷嘴寿命的底吹供气参数、复吹条件下溅渣护炉工艺参数、炉渣性能进行分析研究，以为重钢复吹转炉长寿化提供理论及实践基础。 对底吹喷嘴临界供气参数计算表明，在重钢装入量条件下，重钢底吹喷嘴气流最低入口压力为0.32MPa(表压)。 通过对蘑菇头稳定存在的底吹气体流量计算，得出了保证一定量大小蘑菇头稳定存在的最低底吹气体流量。 复吹转炉溅渣护炉物理模拟实验表明，顶枪枪位是影响溅渣效果的主要因素。与顶吹相比复吹条件下的枪位应比纯顶吹低；随熔渣粘度增加，同一高度上的溅渣量减小，总溅渣量减少，溅渣均匀性减弱；随留渣量、顶吹流、底吹流量的增加，溅渣量增加。 转炉终渣性能分析研究表明，顶吹终渣MgO的含量比复吹终渣含量低，顶吹终渣中的Tfe含量比复吹终渣的含量高；随着渣中MgO含量的增加，渣的熔点显著增大。转炉终渣主要是以颗粒状C2S为主，并有一定量的板状的C3S，另外还有铁酸钙和铁酸镁的固溶体，以及RO相。随渣中Tfe含量的增加，低熔点的铁酸钙增加。 开发的终渣改质剂对降低渣中Tfe含量更为有效。并且其熔化性优于原改质剂，有利于对终渣快速改质，保证了改质后熔渣的均匀性，有利于溅渣护炉效果的提高。目前使用的两个复吹转炉炉龄均达到16000炉次。