1、轉(zhuǎn)爐滑板擋渣工藝

　　冶煉潔凈鋼的關(guān)鍵技術(shù)是無渣出鋼，即采用轉(zhuǎn)爐出鋼口滑動水口擋渣工藝技術(shù)。由于滑板開閉非常迅速，能夠?qū)Τ鲣撨^程中的前期渣和后期渣有效阻擋，而且可以通過紅外下渣檢測技術(shù)與-PLC控制技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)自動判渣和擋渣，是目前轉(zhuǎn)爐岀鋼擋渣效果最佳的一種生產(chǎn)工藝技術(shù)。采用滑板擋渣技術(shù)，實現(xiàn)了快速擋渣，擋渣成功率提高，平均渣厚降低，提高了合金和脫氧劑的收得率，降低了鋼水回磷量，減少了精煉造渣劑及各種脫氧劑的消耗。

　　河北某鋼企現(xiàn)有1臺120t轉(zhuǎn)爐，自投產(chǎn)以來便采用滑板擋渣出鋼，達到了很好的冶煉效果。冶煉鋼種有60Si2Mn、Q335B、9SiCr、33MnCrTiB、50CrV、55CrMn、U71Mn、等，主要產(chǎn)品有輕軌、重軌、起重機鋼軌、礦工鋼、電梯鋼、彈簧扁鋼等。

　　2、擋渣系統(tǒng)耐材的損毀

　　轉(zhuǎn)爐擋渣系統(tǒng)耐材包括擋渣滑板和出鋼口，滑板系統(tǒng)安裝在轉(zhuǎn)爐出鋼口末端?；逑到y(tǒng)由內(nèi)水口、外水口、內(nèi)滑板、外滑板組成(圖1)。轉(zhuǎn)爐擋渣系統(tǒng)耐材使用壽命的提高，可以節(jié)省勞動強度，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率和安全性。

　　2.1 出鋼口的損毀

　　鋼水在高速流過出鋼口內(nèi)孔時，高溫鋼流與出鋼口內(nèi)孔產(chǎn)生較強的沖刷，對出鋼口造成機械損壞。鋼水或爐渣中的氧對鎂碳質(zhì)出鋼口的氧化，使耐火材料結(jié)構(gòu)變得疏松，從而引起壽命下降。

　　圖1 轉(zhuǎn)爐滑板系統(tǒng)組成

　　2.2 轉(zhuǎn)爐滑板的損毀

　　轉(zhuǎn)爐滑板在出鋼過程中，要經(jīng)受高溫鋼水、鋼渣的沖刷；多次擋渣操作過程中滑板和滑道要承受高溫鋼水、鋼渣的沖刷、磨損、氧化和侵蝕。因此，轉(zhuǎn)爐滑板多采用抗侵蝕性和抗熱震性優(yōu)良的鋁鋯碳材質(zhì)。

　　3、改進措施

　　轉(zhuǎn)爐擋渣用耐材最初出鋼口壽命在200爐左右，滑板壽命在14爐左右，耐材消耗量較大，成本較高，并且生產(chǎn)效率低下。經(jīng)過數(shù)次技術(shù)改進，轉(zhuǎn)爐擋渣用耐材達到了很好的使用效果。

　　3.1 出鋼口內(nèi)孔設(shè)計的優(yōu)化

　　出鋼口采用分體式，相比整體式出鋼口，其致密度、高溫強度、耐侵蝕性均有提高，且使用壽命更長(圖2)。

　　圖2  出鋼口設(shè)計的改變

　　原來使用的出鋼口內(nèi)側(cè)孔徑為160mm，出鋼時間6-8min，過長的出鋼時間造成以下不利影響：

　　(1)出鋼時間長對轉(zhuǎn)爐岀鋼側(cè)爐襯的蝕損加??；(2)出鋼時間長導(dǎo)致鋼溫損失較大，因而對出鋼溫度的要求更高，這也使轉(zhuǎn)爐的循環(huán)周期延長、生產(chǎn)效率降低；(3)流經(jīng)出鋼口的鋼水流與空氣的接觸時間變長，鋼液與空氣中的氮氣、氧氣之間的這種接觸使鋼水增氮和氧化。

　　經(jīng)論證后將出鋼口內(nèi)側(cè)孔徑變?yōu)?80mm，并且增大了內(nèi)孔的錐度。實踐證明，出鋼口磚的孔徑和錐度改變可以縮短出鋼時間，由6-8min縮短為3.5-5min。出鋼時間縮短提高了轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)效率，降低了出鋼過程的溫度損失。

　　試驗結(jié)果滿足生產(chǎn)要求，因此最終確定采用內(nèi)徑為150/180mm的岀鋼口。出鋼口前端壁厚未改變，但出鋼時間的縮短減少了對出鋼口內(nèi)孔的沖刷侵蝕，出鋼口平均使用壽命可從原來的200爐提高到300爐以上。由此減少了更換出鋼口的時間，降低了出鋼口噴補料的消耗。

　　3.2 出鋼口碗磚的使用

　　目前使用的出鋼口與內(nèi)水口結(jié)合處容易被鋼水沖刷侵蝕，限制了出鋼口壽命，因此在此位置安裝一個可更換的碗磚(圖3)。當(dāng)碗磚出現(xiàn)嚴重的侵蝕熔損時，可以在更換內(nèi)水口的同時更換碗磚，采用此種方法有望增加出鋼口的整體壽命達400爐以上。

　　圖3  出鋼口碗磚示意圖

　　3.3 擋渣滑板的改進

　　傳統(tǒng)鋁鋯碳滑板所用原料鋯莫來石在使用時容易分解，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)疏松和滑板耐蝕性下降，影響滑板使用壽命的進一步提高。以鋯剛玉、氧化鋯代替鋯莫來石，同時提高氧化鋯含量，可以提高材料的抗侵蝕性。優(yōu)化燒成制度和燒成氣氛，促進滑板內(nèi)SiC晶須的生長(圖4)?；|(zhì)中大量SiC晶須的生成，有利于提高材料強度，同時有助于提高材料的抗熱震性。

　　出鋼口內(nèi)孔形狀改變后，出鋼速度增大,鋼水與出鋼口之間的干擾減弱，鋼流比較平穩(wěn)，減少了出鋼口末端的湍流，避免了后期卷渣，對滑板板面的侵蝕降低。出鋼時間縮短，減少了對擋渣滑板和內(nèi)外水口的沖刷時間，使滑板和內(nèi)外水口的擴孔速率降低。采用新出鋼口后，滑板的使用壽命可由原來的14爐左右提高到18爐左右。后來試驗將水口孔徑由原來的150mm改為140mm，出鋼時間沒有明顯增加，而滑板使用壽命可以提高到20爐以上，最高可達23爐。

　　圖4  滑板材料中生成的SiC晶須

　　3.4 前后雙擋渣技術(shù)

　　采用擋渣塞擋出鋼前的前期下渣，再用滑板擋岀鋼快結(jié)束時的后期下渣。這兩種擋渣方法綜合使用，擋渣效果明顯提高。出鋼結(jié)束后用裝置將擋渣塞插入擋渣滑板的出鋼孔內(nèi)，依靠較大的摩擦力來阻止前期爐渣的沖擊，從而達到阻擋前期爐渣的目的。前擋不使用滑板擋渣，是因為擋渣塞成本較低，而且使用效果較好。

　　4、結(jié)論

　　在120t轉(zhuǎn)爐上通過優(yōu)化出鋼口內(nèi)孔尺寸和錐度，增加可更換碗磚，使得出鋼時間縮短，出鋼口的使用壽命得到提高。另外，縮小滑板孔徑、前擋使用擋渣塞、優(yōu)化滑板材質(zhì)，也可以提高擋渣滑板的使用壽命。通過采取上述措施，120t轉(zhuǎn)爐滑板的平均壽命從14爐提高到20爐以上，出鋼口的使用壽命提高到300爐以上，使用帶碗磚的出鋼口后有望將壽命提高到400爐。