專利名稱：對轉(zhuǎn)爐爐壁濺渣護(hù)爐的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于為提高轉(zhuǎn)爐爐齡對轉(zhuǎn)爐爐壁濺渣護(hù)爐的方法，是關(guān)于用頂吹噴槍噴射氣體使融渣飛散、均勻附著到歷來采用的爐體傾動渣覆蓋護(hù)爐的方法中所不可能修補(bǔ)的爐腹和至爐口頸縮部的耳軸側(cè)，而延長爐齡的對轉(zhuǎn)爐爐壁濺渣護(hù)爐的方法和實(shí)施該濺渣護(hù)爐的轉(zhuǎn)爐的轉(zhuǎn)爐爐底管理方法。
作為轉(zhuǎn)爐的爐底和爐壁的修補(bǔ)技術(shù)之一，有歷來被稱呼為所謂渣覆蓋護(hù)爐的技術(shù)，這是一種將轉(zhuǎn)爐精煉產(chǎn)生的渣直接用來保護(hù)下一爐熱的爐底和爐壁耐火材料的技術(shù)，無論頂吹轉(zhuǎn)爐還是頂?shù)状缔D(zhuǎn)爐都能夠適用，作為迅速修補(bǔ)法是十分方便的，而且目前正盛行利用(例如，參照特開昭53-37120號公報(bào))。
這種修補(bǔ)方法具體地說就是，轉(zhuǎn)爐精煉的鋼液出鋼后，排渣時將至少一部分熔融渣殘留在爐內(nèi)，一邊將白云石等固化劑添加到該殘留渣中，一邊以耳軸為中心搖動，使渣附著在爐底和爐壁的耐火物上。這里，渣的固化劑用來提高渣的熔點(diǎn)、降低它的流動性，以提高它的附著效果。但是有以下的缺點(diǎn)，在轉(zhuǎn)爐的結(jié)構(gòu)上、配設(shè)耳軸的位置(以下、稱作耳軸側(cè))的下方成為搖動的死角，渣不能充分附著，對耐火物的保護(hù)幾乎沒有用。
所以，象特開昭57-16111號公報(bào)公開的那樣，提出了在底吹轉(zhuǎn)爐和頂?shù)状缔D(zhuǎn)爐中，從底吹噴嘴吹入惰性氣體、由底吹噴嘴用惰性氣體將爐內(nèi)的殘留渣吹飛到上方，使其附著在爐壁耐火物上的渣覆蓋護(hù)爐的方法。采用這種方法，不論是耳軸側(cè)還是爐底和爐壁都能夠被渣覆蓋。但是，在這種方法中，即使一邊控制惰性氣體的流量一邊實(shí)施，也的確很難定下渣的飛散位置，渣在爐壁耐火材料上均勻附著是十分困難的。
另外，在特開平7-41815號公報(bào)中，由本申請人提出了對于頂吹轉(zhuǎn)爐和頂?shù)状缔D(zhuǎn)爐，不從底吹噴嘴而從頂吹噴槍吹入惰性氣體的濺渣護(hù)爐方法。根據(jù)這種方法，可以對耳軸側(cè)、特別是修補(bǔ)困難的爐喉(頸)部(爐底和爐壁的邊界處)以及爐底實(shí)行濺渣護(hù)爐。但是，該方法不是最合適的修補(bǔ)方法，這是由于用惰性氣體吹入，使渣吹起并集聚到爐壁側(cè)，再使?fàn)t壁上升來實(shí)施渣覆蓋護(hù)爐，因此濺渣護(hù)爐的范圍受到限制，對爐壁耐火物上的濺渣護(hù)爐不能夠十分均勻，特別是對耳軸側(cè)的爐腹的渣覆蓋護(hù)爐不十分均勻，而且渣覆蓋要達(dá)到爐口頸縮部是困難的。
如上所述，特開昭53-37120號公報(bào)所公開的、在爐內(nèi)殘留一部分熔渣、添加固化劑、以耳軸為中心搖動、使渣在爐底或爐壁耐火材料上附著的方法，存在著無法修補(bǔ)耳軸側(cè)的問題。
而特開昭57-16111號公報(bào)公開的、從底吹噴嘴用惰性氣體將爐內(nèi)殘留渣吹飛到上方，附著在爐壁耐火物上的方法，存在著難以確定渣飛散位置的問題。
又特開平7-41815公報(bào)公開的、在殘留渣中添加固化劑、從頂吹噴槍吹入惰性氣體、使渣吹起并集聚在爐壁側(cè)、并附著在爐壁耐火材料上的方法，存在著濺渣護(hù)爐范圍有限以及噴槍高度、氣體流量、添加固化劑造成的渣的性狀難以明確地進(jìn)行控制、渣覆蓋護(hù)爐常?？赡懿痪鶆虻葐栴}。
本發(fā)明的目的是提供一種對轉(zhuǎn)爐爐壁濺渣護(hù)爐的方法，該方法解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問題，對于煉鋼用轉(zhuǎn)爐，由頂吹噴槍在出鋼后的爐內(nèi)殘留渣中噴射氣體，使渣飛散附著在爐壁上，并在附著之時，使噴槍高度、氣體流量、添加渣固化劑等造成的的渣的性狀適宜化，籍此能夠使渣飛散并均勻地附著至歷來爐體傾動的濺渣護(hù)爐方法不可能修補(bǔ)的爐腹耳軸側(cè)和到爐口頸縮部的側(cè)壁之間、能夠穩(wěn)定、均勻地使全爐壁內(nèi)覆蓋，從而延長了轉(zhuǎn)爐的爐齡。
另外，在轉(zhuǎn)爐中反復(fù)實(shí)施濺渣護(hù)爐操作時，渣在爐底凝固，造成轉(zhuǎn)爐爐底厚度增加。本發(fā)明提供了對轉(zhuǎn)爐爐壁濺渣護(hù)爐實(shí)施時的轉(zhuǎn)爐爐底管理方法，能夠檢測轉(zhuǎn)爐爐底厚度的增加，而且能夠調(diào)整轉(zhuǎn)爐爐底的厚度。
在解決上述課題時，本發(fā)明人對在煉鋼用轉(zhuǎn)爐中，出鋼后使轉(zhuǎn)爐爐底殘留熔渣，由頂吹噴槍噴射氣體，使渣飛散，附著在爐壁上的爐內(nèi)覆蓋護(hù)爐方法進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，為了使渣飛散到爐內(nèi)所需修補(bǔ)處，控制噴槍距爐底的高度和控制氣體流量在所定的適當(dāng)范圍，在惰性氣體噴射開始后至所定時間后，根據(jù)渣的組成，添加含有MgO或CaO的渣固化劑以控制渣固相率在所定的適當(dāng)范圍，通過調(diào)節(jié)渣的飛散高度和對爐壁的附著性，能夠使全爐壁均勻覆蓋，從而完成了本發(fā)明。
也就是說，本發(fā)明提供了一種對轉(zhuǎn)爐爐壁濺渣護(hù)爐的方法，其特征在于，在煉鋼用轉(zhuǎn)爐中，出鋼后使轉(zhuǎn)爐爐底殘留熔融渣，由頂吹噴槍噴射氣體，使渣飛散、附著在爐壁上，此時控制噴槍高度距爐底0.7m以上至不足3.0m，并且控制氣體流量在250～600Nm3/min，使渣向爐內(nèi)修補(bǔ)處飛散，根據(jù)氣體噴射后殘留渣的組成，添加含有MgO或CaO的渣固化劑，以控制渣的飛散高度及對爐壁的固著量。
另外，本發(fā)明提供了一種對轉(zhuǎn)爐爐壁濺渣護(hù)爐的方法，其特征在于，在煉鋼用轉(zhuǎn)爐中，出鋼后使轉(zhuǎn)爐爐底殘留熔融渣，用頂吹噴槍噴射惰性氣體，使渣飛散、附著在爐壁上，此時控制噴槍高度距爐底1.0m以上至不足3.0m，并且控制惰性氣體流量在250～600Nm3/min，使渣向爐內(nèi)修補(bǔ)處飛散，根據(jù)惰性氣體噴射后殘留渣的組成添加含有MgO或CaO的固化劑，調(diào)節(jié)渣的固相率為0.5～0.7，以控制渣的飛散高度及對爐壁的固著量。
這里，前述向爐內(nèi)殘留渣添加渣固化劑最好是在氣體噴射開始之后至2分鐘后進(jìn)行。
另外，在前述氣體噴射中，表示渣中氧位的T.Fe〔％〕在22％以上時，最好除了加入渣固化劑，還添加還原劑，以提高渣的固相率至0.5～0.7。
這里，所說T.Fe指的是渣中的全鐵分，從粒鐵、氧化鐵(FeO、Fe2O3、Fe3O4等所有的形式)中求出。
另外，為使前述渣飛散所用的前述氣體最好是惰性氣體、空氣和/或其混合氣體，前述惰性氣體是氮?dú)?、氬氣?或其混合氣體。
另外，最好根據(jù)修補(bǔ)處距爐底的高度控制流量，使得當(dāng)所需修補(bǔ)處距爐底高度在3m以下時，氣體流量削減至250Nm3/min，距爐底高度在7m以上的爐口頸縮部時，用最大流量600Nm3/min，使使用的成本為最小。
本發(fā)明還提供了一種對轉(zhuǎn)爐爐壁濺渣護(hù)爐實(shí)施時的轉(zhuǎn)爐爐底管理方法，其特征在于，實(shí)施濺渣護(hù)爐的轉(zhuǎn)爐操作時，檢測出從轉(zhuǎn)爐底吹風(fēng)口供給爐內(nèi)的氣體壓力的風(fēng)口背壓，由該風(fēng)口背壓上升檢測出轉(zhuǎn)爐爐底厚度的上升。
本發(fā)明同時還提供了一種對轉(zhuǎn)爐爐壁濺渣護(hù)爐實(shí)施時的轉(zhuǎn)爐爐底管理方法，其特征在于，因?yàn)R渣護(hù)爐反復(fù)操作造成的轉(zhuǎn)爐爐底厚度上升時，在出鋼后轉(zhuǎn)爐爐底殘留的熔融渣中添加使該渣熔點(diǎn)降低的熔劑、并用底吹風(fēng)口及/或頂吹噴槍攪拌渣。
以下在附圖所示的適宜實(shí)施方式的基礎(chǔ)上詳細(xì)說明本發(fā)明對轉(zhuǎn)爐爐壁濺渣護(hù)爐方法。


圖1是說明實(shí)施本發(fā)明的對轉(zhuǎn)爐爐壁的濺渣護(hù)爐方法(以下簡稱濺渣護(hù)爐方法)的煉鋼用轉(zhuǎn)爐一個實(shí)施方式的斷面說明圖。圖2(a)、(b)和(c)分別是本發(fā)明濺渣護(hù)爐方法的一例的各工序的說明圖。
在圖1中，符號1為煉鋼用頂?shù)状缔D(zhuǎn)爐、符號3是轉(zhuǎn)爐1內(nèi)配置的吹入惰性氣體用噴槍、符號6為投入渣固化劑或還原劑的投入貯槽、符號7是支持轉(zhuǎn)爐1的可搖動的耳軸、符號5是轉(zhuǎn)爐1的包括設(shè)置耳軸7的側(cè)面爐壁(爐腹)部分和爐口頸縮部5’在內(nèi)的耳軸側(cè)范圍、符號10表示底吹噴嘴。另外，符號2是殘留在轉(zhuǎn)爐1內(nèi)的殘留渣、符號4是吹入的氣體、符號8是因從噴槍3噴射的氣體4而跳起向爐壁飛散的濺渣、符號9是由濺渣8形成的渣覆蓋層。
在本發(fā)明的濺渣護(hù)爐方法中，首先，如圖1和圖2(a)所示那樣，出鋼后在轉(zhuǎn)爐1內(nèi)、即爐底殘留適量的渣2、例如一部分或全部作為殘留渣2。接著，如圖1和圖2(a)所示那樣，將噴槍3降到轉(zhuǎn)爐1內(nèi)一定的位置并設(shè)置在距爐底一定的高度。其次，在渣2上方以一定的流量從噴槍3噴射氣體4，同時如圖1和圖2(b)所示那樣，從貯槽6投入白云石等渣固化劑11，調(diào)整渣2的渣固相率為一定范圍。由于采用以上措施，如圖1和圖2(c)所示那樣，一定固相率的渣2飛散為濺渣8，在轉(zhuǎn)爐爐壁、特別是修補(bǔ)困難渣難以附著的耳軸側(cè)5處也形成了渣覆蓋層9。
這里，本發(fā)明濺渣護(hù)爐方法的特征在于，將噴槍3距爐底的高度(以下稱噴槍高度)、從噴槍3噴出的惰性氣體的流量(以下稱氣體流量)、添加渣固化劑11或固化劑11和還原劑所調(diào)整的渣2的固相率均控制在一定范圍內(nèi)，即控制噴槍高度為0.7m、最好1.0m以上至不足3.0m，氣體流量在250～600Nm3/min，之內(nèi)，渣的固相率在0.5～0.7之內(nèi)，這樣以調(diào)整渣2飛散的高度和對爐壁的固著性。
首先，本發(fā)明法所使用的噴槍3，只要是能夠盡可能地使固相率調(diào)整在上述適當(dāng)范圍內(nèi)的渣2飛散到轉(zhuǎn)爐內(nèi)爐壁的必要的修補(bǔ)部分的、因而是能夠確保氣體流量在上述適當(dāng)范圍內(nèi)的，而且能夠符合轉(zhuǎn)爐內(nèi)的渣2的性狀將距爐底的高度調(diào)整到上述適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)的噴槍，就不受特別的限制，何種噴槍均可。例如，也可以以濺渣護(hù)爐為目的設(shè)置滿足這樣條件的專用的噴槍，但通常可以在濺渣護(hù)爐中使用象圖1所示的頂?shù)状缔D(zhuǎn)爐或頂吹轉(zhuǎn)爐吹煉用的噴槍。
另外，本發(fā)明法適用的轉(zhuǎn)爐1不受特別的限制、例如象圖1和圖2所示的頂?shù)状缔D(zhuǎn)爐或頂吹轉(zhuǎn)爐為最佳。這是因?yàn)檫@些頂吹轉(zhuǎn)爐或頂?shù)状缔D(zhuǎn)爐備有吹煉用的噴槍、能夠與濺渣護(hù)爐用噴槍3共用。還有，在設(shè)置濺渣護(hù)爐專用吹氣體噴槍3時，本發(fā)明法不僅適用于上述頂吹轉(zhuǎn)爐和頂?shù)状缔D(zhuǎn)爐，而且適用于底吹轉(zhuǎn)爐?？墒?，在將本發(fā)明在用于頂?shù)状缔D(zhuǎn)爐或底吹轉(zhuǎn)爐時，由于爐底配設(shè)有底吹用噴嘴，所以必須對底吹噴嘴升高氣體壓力，使這些噴嘴不受由頂吹氣體造成的任何的影響。
其次，在本發(fā)明法中設(shè)定的噴槍高度的適當(dāng)?shù)南拗品秶?.7m以上至不足3.0m，較佳是1.0～2.9m，更佳是1.8～2.8m。這里對噴槍高度限定在0.7m以上至不足3.0m的理由進(jìn)行說明。
圖4示出了改變氣體流量和噴槍高度進(jìn)行實(shí)施時，噴槍高度與濺渣到達(dá)高度(距爐底的高度)之間的關(guān)系。氣體流量越大、并且噴槍高度(距爐底高度)越低，濺渣到達(dá)高度增大。因而，噴槍高度盡可能地低、氣體流量盡可能地大的方法是比較好的。
首先，對噴槍高度的適當(dāng)范圍進(jìn)行說明。
圖4中虛線表示的噴槍0.7m高度位置表示轉(zhuǎn)爐爐底與噴槍的間隔。該值小時，則不得不考慮轉(zhuǎn)爐爐底與噴槍的沖突，本發(fā)明中從保護(hù)設(shè)備等考慮，至少取為0.7m。
圖5(a)示出了在本發(fā)明中濺渣護(hù)爐的發(fā)生原理。由噴槍噴射氣體，殘留渣生成凹坑，由其周圍隆起的殘留渣形成了濺渣。這里如果接近噴槍，則如圖5(b)所示，由噴射氣體生成的殘留渣凹坑變大，則由氣體噴射產(chǎn)生的濺渣護(hù)爐效率有可能降低。
這是因?yàn)椋蓢姌?噴射惰性氣體4在殘留渣2中生成的凹坑的深度超過殘留渣2熔渣深度，其以上的渣不能形成凹坑。失去行進(jìn)場所的渣2提高了自己的位能、損失它的部分能量E，濺渣8具有的能量(動能)也減少，使濺渣8到達(dá)的高度反而降低。
由圖4可推斷，當(dāng)氣體流量為400Nm3/min時，在噴槍高度和濺渣到達(dá)高度沒有變化的0.7～1.0m范圍內(nèi)發(fā)生上述狀態(tài)。因而，從濺渣發(fā)生效率出發(fā)，采用上述同一氣體流量時，最好是1m附近。
還有，在圖4中，在顯示粘土狀濺渣的高度時，噴濺到達(dá)高度在400Nm3/min的0.7m點(diǎn)是4.8m。這時，在渣固化劑添加之后產(chǎn)生的液相率高的渣可達(dá)7m高左右。
另外，該噴濺渣到達(dá)高度能夠隨氣體流量提高而提高。還有，出鋼后的渣液面約深1.8m，在避免誤操作引起噴槍和渣接觸事故的點(diǎn)中，可將下限取在1.8m以上。
另一方面還因?yàn)椋?dāng)噴槍高度在3.0m以上時，不能夠由殘留渣2產(chǎn)生濺渣8，或者即使能夠產(chǎn)生、使濺渣8飛散到所要高度也是困難的，不能夠使渣8附著在爐壁的所要修補(bǔ)處。
還有，噴槍高度在全工藝中最好一定，當(dāng)然中途也可以變更。
其次，在本發(fā)明法中所設(shè)定的氣體流量合適的限定范圍是250～600Nm3/min，最好為300～500Nm3/min，采用350～450Nm3/min更好。這里，限定氣體流量在250～600Nm3/min的理由是，當(dāng)氣體流量不滿250Nm3/min時，使殘留渣2成為濺渣8并飛散到所要高度是困難的、不能夠使渣8附著在爐壁的所要修補(bǔ)處、特別是耳軸側(cè)的爐腹。另一方面，氣體流量超過600Nm3/min時，由殘留渣2飛散的濺渣8飛散的高度過高，容易使由轉(zhuǎn)爐爐口頸縮部的濺渣形成的覆蓋層厚度增長異常，不能夠控制渣8附著均勻和適當(dāng)，并且存在著向轉(zhuǎn)爐側(cè)緣、防護(hù)罩內(nèi)部附著問題。
可是，當(dāng)轉(zhuǎn)爐爐壁所需修補(bǔ)處距爐底的高度較低時，例如3m以下時，可將氣體流量降到250Nm3/min，當(dāng)距爐底的高度較高時，例如7m以上的頸縮部時，氣體流量為最大流量600Nm3/min，按這樣根據(jù)修補(bǔ)處距爐底的高度控制氣體流量，使使用成本最小為佳。還有，只要?dú)怏w流量在上述合適的限定范圍內(nèi)，即可保持一定，也可中途變更。
另外，吹入惰性氣體4時的噴槍3的角度在本發(fā)明中未作特別的限定，只要能夠使濺渣8飛散到所需高度的角度就行，但從噴槍3噴出的氣體4的噴流(射流)向渣2的侵入角度以其生成的濺渣8飛散最好的角度為最佳。
另外，噴槍3的個數(shù)也不作特別的限制，只要能夠確保氣體流量在上述合適范圍內(nèi)，一個或多個都行。
另外，本發(fā)明所用氣體4也沒有特別的限制，最好是低成本的氣體，例如能夠用氮?dú)?N2)、氬氣(Ar)空氣或其混合氣體等。再有，轉(zhuǎn)爐吹煉用噴槍除能夠噴射操作所需的純氧之外，還能噴射氮?dú)?、氬氣等，因此取不用改造就可使用的氮?dú)?、氬氣等惰性氣體為佳。
其次，本發(fā)明法中設(shè)定的渣固相率的適當(dāng)?shù)南薅ǚ秶?.5～0.7之間，最好為0.55～0.68，以0.60～0.65為更好。這里，限定渣固相率為0.5～0.7的理由是，如果渣的固化率不足0.5，由于渣固化劑11的添加量不足，渣2的粘度小、流動性增加，由渣2就不能生成濺渣8，也就不能向爐壁附著，或者即使能夠生成，濺渣8的粒徑過于小，難以飛散，就是附著在爐壁后，附著后的覆蓋層也會直接流下來，或是慢慢地流完。另一方面，如果渣的固相率超過0.7，渣固化劑11的添加量過剩，渣2的粘度變大，濺渣8到達(dá)爐壁時過于堅(jiān)硬不能物理的附著，或是濺渣8的粒徑過于大，不能夠使濺渣8飛散到爐壁所需修補(bǔ)處，或是根本不能生成濺渣8。
在本發(fā)明中，用以下公式來定義渣固相率。
渣的固相率是(數(shù)1)
而且，在本發(fā)明中，因渣的固相率是用殘留渣2的重量和渣固化劑的重量使用例如熱力學(xué)計(jì)算軟件(例如Chem Sage計(jì)算軟件)算出的，所以用熱力學(xué)計(jì)算軟件使用渣2的溫度和添加固化劑的渣2中的各組成(CaO、SiO2等)的投入重量進(jìn)行計(jì)算。
在熱力學(xué)計(jì)算軟件中，輸入渣2中的各組成的投入重量和渣2的溫度，算出系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)自由能成為最小的各組成的液相的重量和固相(單質(zhì)或化合物)的重量。表1為一計(jì)算例。
在本發(fā)明中，用這樣計(jì)算的渣2的固相率來控制固相率在上述合適的范圍內(nèi)。
還有，固相率的控制，除了是如前述通過每次計(jì)算來進(jìn)行控制之外，也可以計(jì)算和求出預(yù)先各條件、根據(jù)殘留渣量決定固化劑的投入量來進(jìn)行控制，另外，即使基于固化劑投入量的誤差、計(jì)算軟件的誤差使固相率發(fā)生變化，監(jiān)視氣體噴射開始后～2分鐘后的渣的飛散狀況，追加添加渣固化劑等來控制固化率也沒關(guān)系。
為了使殘留渣2的渣固相率在0.5～0.7之間，向渣2中添加的渣固化劑11只要是含有MgO或CaO，任何渣固化劑均可，也可采用歷來公知的渣固化劑。例如，含有MgO的渣固化劑可舉出輕燒的白云石、干燥的白云石、或其2種以上的混合物等，含有CaO的渣固化劑可舉出生石灰、石灰石等。還可以將含有MgO的渣固化劑和含有CaO的渣固化劑混合使用。
將象這樣的渣固化劑11添加到轉(zhuǎn)爐1內(nèi)的殘?jiān)?中的時期(計(jì)時)，只要是從吹入氣體的噴槍3噴射惰性氣體4開始以后，就不作特別的限制，但最好是噴射開始后～2分鐘后。這是因?yàn)槿羰窃趪姌?不噴射惰性氣體4后，就沒有惰性氣體4的噴流對渣2和渣固化劑11攪拌作用了。
另外，渣固化劑11的投入方法也沒有特別的限制，既可以將所要量的渣固化劑11連續(xù)地一次投入，也可以按時間間隔分?jǐn)?shù)次投入。無論連續(xù)投入、還是數(shù)次投入，都既可以一定的投入速度(每單位時間的投入量)投入，也可以途中變更投入速度。還有，投入速度沒有特別的限制，例如，以0.7～0.9t/min就行。投入不同的渣固化劑11時，既可以各自不要混合連續(xù)地或數(shù)次地分開投入，也可以混合投入，也可以分開投一部分，剩余的一部分混合投入。
另外，投入渣固化劑11時，既可以將渣固化劑11從投入貯槽6直接投入轉(zhuǎn)爐1內(nèi)，也可以從噴槍3和惰性氣體一同投入轉(zhuǎn)爐1內(nèi)。但以盡可能均勻地供給全部殘留渣2的方式投入為最佳。
這樣投入到殘留渣2中的渣固化劑11被噴槍3噴射的惰性氣體4一邊攪拌一邊混合。
可是，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)一邊用所定高度上設(shè)置的頂吹噴槍3按所定的氣體流量將惰性氣體4噴射到轉(zhuǎn)爐1內(nèi)殘留的適量的渣2上，一邊添加渣固化劑、一邊控制渣2的固相率為所定值，一邊使渣2飛散、進(jìn)行附著在爐壁上的護(hù)爐法的時候，即使增加向渣2中添加的渣固化劑，也由于渣2的組成，不能使渣2的固相率達(dá)到上述合適的限定范圍。
同時發(fā)現(xiàn)，對于象這樣添加渣固化劑、不能夠確保固相率達(dá)到上述合適限定范圍的渣的組成的情況，為了提高固相率使其達(dá)到上述合適限定范圍，可以添加還原劑。
為此，本發(fā)明人使轉(zhuǎn)爐1內(nèi)殘留適量的渣2，設(shè)定頂吹噴槍3吹入惰性氣體4的流量為400～600Nm3/min，在噴射惰性氣體4的同時，為了以最佳氣體射流的入侵角度使適量殘留的渣2飛散為濺渣8，應(yīng)使噴槍3距爐底的高度下降到1.8～2.8m，一旦攪拌渣2后，求出攪拌后的渣2的T.Fe濃度(％)。
而且此時，為將渣的固相率控制在上述0.5～0.7范圍之內(nèi)，T.Fe＜15％時不加渣固化劑，當(dāng)15％≤T.Fe＜22％時，添加渣固化劑，例如，為使渣固相率為0.60～0.65，必須添加殘留渣重量的10～15％的輕燒白云石或干燥的白云石作為固化劑，當(dāng)T.Fe≥22％時，除渣固化劑之外，必須添加石墨、焦炭等還原劑。另外，T.Fe(％)作為渣成分分析值之一，由熒光X線法進(jìn)行分析，并認(rèn)為表示渣中的氧位。在實(shí)際的轉(zhuǎn)爐操作中，由于T.Fe(％)的分析需等待約10分鐘左右，常采用吹煉終止時鋼中氧的濃度(考慮成與吹煉終止渣中T.Fe(％)平衡)或者由鋼中氧的濃度推定T.Fe(％)。
另外，在轉(zhuǎn)爐操作中采用副槍測定鋼中氧的濃度，則不發(fā)生時間滯后。
在本發(fā)明中，當(dāng)渣2中T.Fe(％)在22％以上時添加還原劑是由于，僅僅用含有較多MgO的固化劑來提高固相率，在下一次熱吹煉覆蓋層溶解時，為了達(dá)到保爐體的目的，必須投入過量的MgO，從而引起冶金特性(特別是磷分配比)降低、脫磷不良。還有，作為添加的還原劑沒有特別的限制，例如上述的石墨之外，焦炭等都可以。
而，圖3示出了實(shí)施本發(fā)明的濺渣護(hù)爐方法的各操作過程的一例。在本例中，設(shè)定噴槍高度為1m，氣體流量為400Nm3/min(N2氣為140Nm3/min、Ar氣為260Nm3/min)，從噴槍3噴出惰性氣體(N2+Ar氣)4開始(參照圖2(a))，首先，第一次，30秒后將作為固化劑的輕燒白云石(500Kg)或者當(dāng)T.Fe≥22％時，除了輕燒白云石(例如500Kg)之外，作為還原劑代替固化劑的石墨焦炭(100Kg)以0.7t/min的低投入速度投入，第一次的固化劑或還原劑從投入終了一分鐘后，將作為固化劑的干燥的白云石(500Kg)以0.7t/min的低速度投入(參照圖2(b))。而后，從噴槍3噴出惰性氣體4開始至4分鐘，最終形成了具有一定厚度的渣覆蓋層9。還有，雖然全過程所需時間的目標(biāo)值是4分鐘，但是，根據(jù)渣覆蓋層9的厚度將所需時間設(shè)定為5分鐘。
另外，在本例中，對于180t的轉(zhuǎn)爐1的殘留渣2的重量為5～7t時，雖然將全過程所需時間設(shè)定為4～5分鐘，但是本發(fā)明對此未作限制，只要能根據(jù)轉(zhuǎn)爐爐壁損傷程度在轉(zhuǎn)爐1的爐壁上形成必要厚度的渣覆蓋層9，則可按所需的附著量、轉(zhuǎn)爐1的尺寸、殘留渣2的量、噴槍3的高度、氣體流量、渣固相率等進(jìn)行合適的設(shè)定。同樣，雖然在本例中對于180t的轉(zhuǎn)爐1殘留渣2也為5～7t，但是在本發(fā)明中對此也沒有作限定，應(yīng)當(dāng)根據(jù)上述種種條件進(jìn)行合適的設(shè)定。本發(fā)明法所適用的轉(zhuǎn)爐1的容量也并不限定為上述的180t，無論何種容量均可。
在本發(fā)明中，如上所述那樣，由于對轉(zhuǎn)爐1的爐壁進(jìn)行濺渣護(hù)爐，濺渣8能夠飛散到轉(zhuǎn)爐1的爐壁的所需修補(bǔ)處、例如，最受侵蝕的距爐底高4～5m的部分，而且爐壁能夠象那樣保持適當(dāng)厚度的附著層、在爐壁面上全部地、均勻地形成覆蓋層9，所以，不存在以難以修補(bǔ)部分的熔損速率表示的耐火材料的損耗速度不均勻的問題，因而爐齡得以延長。
實(shí)施例以下基于實(shí)施例對本發(fā)明濺渣護(hù)爐的方法進(jìn)行具體的說明。
(實(shí)施例1)圖1示出了本發(fā)明法用于頂?shù)状缔D(zhuǎn)爐1的情況。
在180t的頂?shù)状缔D(zhuǎn)爐1中吹煉鐵水，出鋼后，殘留渣2為5～7t。使噴槍3的端頭距爐底的距離為1.8m，以400Nm3/min將N2氣噴射進(jìn)渣2。僅用終渣成分，向液相率高的渣2中噴射惰性氣體4，僅由渣面激烈地起伏，就不能確認(rèn)有濺渣8產(chǎn)生。
氣體噴射開始后經(jīng)過30秒添加作為固化劑11的MgO源即輕燒白云石500Kg的時刻，渣2中的MgO濃度增加，粘度上升，產(chǎn)生了濺渣8。然而，由于該階段渣固相率未達(dá)到本實(shí)施例的目標(biāo)值0.6，所以濺渣8的粒徑小，而且附著在爐壁上后，有流落下來的傾向。因此，從噴射氣體開始經(jīng)過2.5分鐘的時刻，添加作為固化劑11的冷卻能比第一次添加的輕燒白云石大的干燥的白云石500Kg。藉此，渣2被冷卻，固相率達(dá)0.6以上，呈破碎狀的粒徑大的濺渣8飛散，象第一次添加固化劑時的第一階段中附著的覆蓋層9那樣覆蓋固著在爐壁上。
如以上那樣，就可以在轉(zhuǎn)爐1的全部的腹部的爐壁面上得到大體上均勻的渣覆蓋層9。
另外，本實(shí)施例中全部是利用已設(shè)的轉(zhuǎn)爐吹煉用的噴槍。而使用轉(zhuǎn)爐是頂?shù)状缔D(zhuǎn)爐1時，在爐底配設(shè)有底吹氣體用噴嘴10。在本實(shí)施例中，為了使這些底吹噴嘴10不受頂吹氣體造成的任何影響，不用說應(yīng)當(dāng)升高底吹噴嘴10的氣體壓力。
其次，在上述實(shí)施例1中，分別變化氣體流量、噴槍高度以及固化劑投入量變更造成的渣固相率對在轉(zhuǎn)爐1內(nèi)產(chǎn)生的濺渣8距爐底的高度以及轉(zhuǎn)爐爐腹?fàn)t壁全面形成的渣覆蓋層9的厚度等的濺渣護(hù)爐特性的影響進(jìn)行了研究。
圖6是氣體流量和噴槍距爐底高度變化時噴濺到達(dá)高度研究的結(jié)果。氣體流量為250～600Nm3/min、噴槍高度為1.0～3.0m以內(nèi)時，氣體流量越大、噴槍高度越低，則噴濺到達(dá)高度越高，從這個結(jié)果可知，可在爐內(nèi)觀察后根據(jù)重點(diǎn)修補(bǔ)的高度控制氣體流量和噴槍高度。另外，氣體流量為400Nm3/min、噴槍高度為0.8m時濺渣到達(dá)高度與噴槍高度為1.0m時程度相同。這些在前面關(guān)于噴槍高度合適范圍的說明中已經(jīng)做了說明。
另一方面，設(shè)定一定的噴槍高度和氣體流量的條件，改變固化劑的投入量，研究在各種渣固相率下的覆蓋層厚度的變化，得到了圖7示出的結(jié)果。由圖7可知，當(dāng)渣的固相率為0.6時，覆蓋層厚度最大，固相率為0.5～0.7時可得到大約8～17mm厚的覆蓋層。
還可看出，在上述實(shí)施例1中，為了確保作為目標(biāo)的固相率0.6，渣2中的T.Fe(％)在15％≤T.Fe＜22％下添加固化劑時，固化劑必須是輕燒白云石和干燥白云石各500Kg，渣2中T.Fe(％)在T.Fe≥22％下添加還原劑時，除添加上述輕燒白云石和干燥白云石各500Kg外，還必須添加作為還原劑的石墨100Kg。
圖8(a)和圖8(b)分別示出過去爐體傾動法和本發(fā)明濺渣護(hù)爐方法的實(shí)施結(jié)果的比較。這里，實(shí)施覆蓋前耐火材料的厚度和實(shí)施后的厚度是用激光斷面計(jì)測定的。
如圖8(a)所示那樣，可以確認(rèn)由于采用本發(fā)明法，渣在耳軸側(cè)距爐底高度升高到3～4m處形成平均厚度20mm的覆蓋層，下一次熱出鋼后，可以殘留5～10mm的覆蓋層。
另一方面，如圖8(b)所示那樣，在采用過去的爐體傾動渣覆蓋方法中，很明顯沒有渣的附著。
雖然舉出了實(shí)施方式對本發(fā)明關(guān)于對轉(zhuǎn)爐爐壁濺渣護(hù)爐的方法進(jìn)行了詳細(xì)說明，但是，本發(fā)明沒有限定這些實(shí)施的方式，在不超出本發(fā)明要點(diǎn)的范圍內(nèi)，各種改良和變更設(shè)計(jì)當(dāng)然是可以的。
下面，就實(shí)施對轉(zhuǎn)爐爐壁濺渣護(hù)爐時的轉(zhuǎn)爐爐底管理方法，與實(shí)施例一起進(jìn)行說明。
實(shí)施如上所述的對轉(zhuǎn)爐爐壁濺渣護(hù)爐方法時，由于反復(fù)實(shí)施濺渣操作，將引起爐底厚度上升。這是因?yàn)轫敶祰姌屜蜣D(zhuǎn)爐爐底的渣中噴射惰性氣體、使轉(zhuǎn)爐爐底的渣凝固物附著、堆積，造成爐底厚度的增加。這種現(xiàn)象對于提高渣固相率實(shí)施濺渣護(hù)爐方法時容易發(fā)生，若因凝固渣的堆積轉(zhuǎn)爐爐底厚度大大增加時，從底吹風(fēng)口供給的氣體不能夠通過爐底厚度增加的那一部分并從這一側(cè)吹入轉(zhuǎn)爐爐內(nèi)的鋼液中(在阻力低的部分流出的氣體通道不清楚)，引起底吹風(fēng)口對鋼液攪拌效果發(fā)生變化。同時，發(fā)生厚度增加時，轉(zhuǎn)爐自體的冶金特性也將發(fā)生變化，引起轉(zhuǎn)爐操作故障。
因而，在本發(fā)明中可以檢測從底吹風(fēng)口供給爐內(nèi)的氣體壓力的風(fēng)口背壓、從該風(fēng)口背壓上升而檢測出轉(zhuǎn)爐爐底厚度變化，可以用圖來說明。
圖9示出了測出風(fēng)口背壓、從該風(fēng)口背壓上升檢測轉(zhuǎn)爐爐底厚度變化的例子。
該例表示，經(jīng)由耳軸、由其對轉(zhuǎn)爐的底吹風(fēng)口，供給惰性氣體即氮?dú)?、氬氣等氣體，并經(jīng)由底吹風(fēng)口能夠噴射到熔鋼中。
開啟在氮?dú)?、氬氣的供給線上設(shè)置的閥門A、B，能夠改變供給底吹風(fēng)口的氣體，而且該底吹風(fēng)口背壓由氣體供給線中配置的壓力計(jì)檢測出。
設(shè)該氣體供給線中的壓力損失沒有變化，這樣檢測出的壓力隨底吹風(fēng)口前方所示的渣凝固層的厚度的增減而變化，由該底吹風(fēng)口背壓的上升可以得知本發(fā)明中所說的轉(zhuǎn)爐爐底厚度的上升。該變化例如圖10所示。可以測出流出氣體供給線中流動的總的底吹氣體的流量與底吹風(fēng)口的背壓的關(guān)系的明顯的變化，例如，實(shí)線表示的變化是正常時的，當(dāng)爐底厚度增加時，產(chǎn)生沿圖中虛線所示的箭頭方向移動的壓力的上升。
然而，伴隨轉(zhuǎn)爐爐底厚度的增加，采用以下手段可以恢復(fù)原來爐底厚度的情況，或者使厚度減薄。
即，由于反復(fù)進(jìn)行濺渣護(hù)爐操作轉(zhuǎn)爐爐底厚度上升時，出鋼后向轉(zhuǎn)爐爐底殘留的熔融渣中添加鋁含有物、氧化鋁含有物、氧化鋁鋁源或者瑩石等，使渣熔點(diǎn)降低，用底吹風(fēng)口和/或頂吹噴槍噴出的氣體實(shí)施攪拌，謀求引起厚度上升原因的渣凝固層再溶解，以減薄爐底厚度。一次或多次的反復(fù)這樣操作，可以調(diào)整再溶解量。
另外，在這里為了調(diào)整熔融渣的熔點(diǎn)添加的氧化鋁源可以用含有20～25％左右鋁灰或氧化鋁的連續(xù)鑄造渣、鋼包渣等。
還有，雖然采用底吹風(fēng)口噴射惰性氣體可能的轉(zhuǎn)爐為例進(jìn)行了說明，但不言而喻，對于具有噴射氧氣等風(fēng)口的轉(zhuǎn)爐也是可行的。
(實(shí)施例2)一邊進(jìn)行反復(fù)濺渣護(hù)爐操作一邊進(jìn)行轉(zhuǎn)爐操作，經(jīng)過1個月后，風(fēng)口背壓開始上升。
對于該背壓上升約2成的轉(zhuǎn)爐，出鋼后殘留6噸渣。向該殘留渣中添加3.2t連續(xù)鑄造渣，增加底吹風(fēng)口的氣體供給量，對殘留渣進(jìn)行攪拌并調(diào)整成分。由于這種混合攪拌，氧化鋁變?yōu)榧s10％。然后繼續(xù)轉(zhuǎn)爐搖動操作和從風(fēng)口吹氣約10分鐘后，當(dāng)排出調(diào)整成該成分的殘留渣后，加入180t生鐵水，進(jìn)行通常的轉(zhuǎn)爐操作。
這時，在轉(zhuǎn)爐操作時見到風(fēng)口背壓降低，由于渣凝固層的再溶解，可以觀察到爐底厚度減薄。
另外，之所以將調(diào)整成分的殘留渣一次排出，是由于熔點(diǎn)降低，再將其直接使用，會造成轉(zhuǎn)爐爐壁渣線位置的損耗增大。
如以上詳述的那樣，如果采用本發(fā)明，能使過去幾乎不可能實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)爐耳軸側(cè)的濺渣護(hù)爐的進(jìn)行變得容易了，能夠在轉(zhuǎn)爐爐壁的全面形成均勻的、穩(wěn)定的、固定的渣覆蓋層。
為此，如果采用本發(fā)明，能夠大幅度地降低過去耳軸側(cè)修補(bǔ)所需材料的使用量，從而能夠減少修補(bǔ)費(fèi)用。
這樣，耳軸側(cè)的耐火材料的損耗決定了爐齡，由于實(shí)施了本發(fā)明法，爐齡能夠從現(xiàn)在的1爐代5000爐左右，穩(wěn)定地提高到10000爐或10000以上。附圖的簡單說明圖1是本發(fā)明中實(shí)施對轉(zhuǎn)爐爐壁濺渣護(hù)爐方法的一個實(shí)施方式的說明圖。
圖2(a)、(b)和(c)分別是說明圖1所示實(shí)施方式各操作過程中爐內(nèi)狀況的說明圖。
圖3是實(shí)施本發(fā)明法的操作過程的一例的時間表。
圖4是本發(fā)明法中噴槍高度和氣體流量與濺渣到達(dá)高度的關(guān)系圖。
圖5(a)和(b)是分別說明噴槍高度高時和噴槍高度低(例如不滿1m)時殘留渣的狀態(tài)和噴濺發(fā)生狀態(tài)的說明圖。
圖6是本發(fā)明實(shí)施例中氣體流量和噴槍高度與噴濺到達(dá)高度的關(guān)系圖。
圖7是表示本發(fā)明實(shí)施例中改變渣固相率時覆蓋層厚度變化情況的圖。
圖8(a)和(b)分別表示本發(fā)明法與過去法實(shí)施結(jié)果的一例的說明圖。
圖9是檢測底吹風(fēng)口背壓的系統(tǒng)圖。
圖10是表示爐底厚度上升對底吹風(fēng)口背壓的影響的圖。表1殘留在轉(zhuǎn)爐中的渣量(用于覆蓋)5噸固化劑輕燒白云石500kg/ch(CaO57.2％，MgO38.7％)固化劑生白云石500kg/ch(CaO34.9％，MgO17.3％)轉(zhuǎn)爐中的渣量＝5000+500+500＝6000kg殘留在轉(zhuǎn)爐中的渣的組成(％)T·Fe CaO SiO2MnO Al2O3MgO P2O518.2 45.5 11.3 4.5 5.0 7.0 1.3916.5 45.6 10.3 4.1 4.5 8.9 1.26固相比例＝2952.1/5756.7＝0.51T＝1200.00CP＝1.00000E+00barV＝0.0000E+00dm3假設(shè)FeO造成100％T·Fe<
←FeO(kg)＝6000×0.165×1.29＝1277.1(kg)←CaO(kg)＝6000×0.456＝2736(kg)←SiO2(kg)＝6000×0.103＝618(kg)←MnO(kg)＝6000×0.041＝246(kg)←Al2O3(kg)＝6000×0.045＝270(kg)←MgO(kg)＝6000×0.089＝534(kg)←P2O5(kg)＝6000×0.0126＝75.6(kg)↑投入項(xiàng)總計(jì)5756.7
等重量組成作用渣相kg
各組成的 0.0184.26E-06液相重量0.0964.77E-050.0235.82E-240.3024.23E-020.4554.78E-010.0173.65E-020.0881.13E-011.00E+00 1.00E+00kg ↑液相總重量作用
1.00E+00←各化合物重量(固相)1.00E+001.00E+00總計(jì)2952.1 1.00E+005.66E-0權(quán)利要求
1.對轉(zhuǎn)爐爐壁濺渣護(hù)爐的方法，其特征在于，在煉鋼用轉(zhuǎn)爐中，出鋼后使轉(zhuǎn)爐爐底殘留熔融渣，用頂吹噴槍噴射氣體，使渣飛散、附著在爐壁上，此時控制噴槍高度距爐底0.7m以上至不足3.0m，并且控制氣體流量在250～600Nm3/min，使渣向爐內(nèi)修補(bǔ)處飛散，根據(jù)氣體噴射后殘留渣的組成，添加含有MgO或CaO的固化劑，以控制渣的飛散高度及對爐壁的固著量。
2.對轉(zhuǎn)爐爐壁濺渣護(hù)爐的方法，其特征在于，在煉鋼用轉(zhuǎn)爐中，出鋼后使轉(zhuǎn)爐爐底殘留熔融渣，用頂吹噴槍噴射惰性氣體，使渣飛散、附著在爐壁上，此時控制噴槍高度距爐底1.0m以上至不足3.0m，并且控制惰性氣體流量在250～600Nm3/min，使渣向爐內(nèi)修補(bǔ)處飛散，為了調(diào)節(jié)渣的固相率為0.5～0.7，根據(jù)惰性氣體噴射后殘留渣的組成添加含有MgO或CaO的固化劑，以控制渣的飛散高度及對爐壁的固著量。
3.權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的對轉(zhuǎn)爐爐壁濺渣護(hù)爐的方法，其特征在于，向爐內(nèi)殘留渣添加渣固化劑是在氣體噴射開始之后至2分鐘后進(jìn)行的。
4.權(quán)利要求1～3任何一項(xiàng)所述的對轉(zhuǎn)爐爐壁濺渣護(hù)爐的方法，其特征在于，在前述氣體噴射中，表示渣中氧位的T·Fe〔％〕在22％以上時，除了加入渣固化劑，還添加還原劑，以提高渣的固相率至0.5～0.7。
5.權(quán)利要求1～4任何一項(xiàng)所述的對轉(zhuǎn)爐爐壁濺渣護(hù)爐的方法，其特征在于，為使前述渣飛散所用的前述氣體是惰性氣體、空氣和/或其混合氣體，前述惰性氣體是氮?dú)?、氬氣?或其混合氣體。
6.權(quán)利要求1～5任何一項(xiàng)所述的對轉(zhuǎn)爐爐壁濺渣護(hù)爐的方法，其特征在于，根據(jù)修補(bǔ)處距爐底的高度控制流量，使得當(dāng)所需修補(bǔ)處距爐底高度在3m以下時，氣體流量削減至250Nm3/min，距爐底高度在7m以上的爐口頸縮部時，用最大流量600Nm3/min，使使用的成本為最小。
7.實(shí)施權(quán)利要求1～6任何一項(xiàng)所述的對轉(zhuǎn)爐爐壁濺渣護(hù)爐時轉(zhuǎn)爐爐底管理方法，其特征在于，實(shí)施濺渣護(hù)爐的轉(zhuǎn)爐操作時，檢測出從轉(zhuǎn)爐底吹風(fēng)口供給爐內(nèi)的氣體壓力的風(fēng)口背壓，由該風(fēng)口背壓上升檢測出轉(zhuǎn)爐爐底厚度的上升。
8.實(shí)施權(quán)利要求1～6任何一項(xiàng)所述的對轉(zhuǎn)爐爐壁濺渣護(hù)爐時轉(zhuǎn)爐爐底管理方法，其特征在于，因?yàn)R渣護(hù)爐反復(fù)操作造成的轉(zhuǎn)爐爐底厚度上升時，在出鋼后轉(zhuǎn)爐爐底殘留的熔融渣中添加使該渣熔點(diǎn)降低的熔劑、并用氣體攪拌渣。
9.權(quán)利要求8所述的實(shí)施向轉(zhuǎn)爐爐壁濺渣護(hù)爐時轉(zhuǎn)爐爐底管理方法，其特征在于，該氣體從底吹風(fēng)口和/或頂吹噴槍噴出。
10.權(quán)利要求8所述的實(shí)施向轉(zhuǎn)爐爐壁濺渣護(hù)爐時轉(zhuǎn)爐爐底管理方法，其特征在于，使該渣熔點(diǎn)降低的熔劑是氧化鋁源。
全文摘要
提供一種對轉(zhuǎn)爐爐壁濺渣護(hù)爐法,即,用頂吹噴槍將惰性氣體噴射到出鋼后爐內(nèi)殘留渣中使渣飛散附著在爐壁上,使?fàn)t體傾動渣覆蓋法不能修補(bǔ)的爐腹耳軸側(cè)也均勻附著,使全部爐壁形成穩(wěn)定均勻的覆蓋層,即控制噴槍高度距爐底0.7m～3.0m、氣流量250～600Nm
文檔編號C21C5/36GK1254018SQ99125019
公開日2000年5月24日 申請日期1999年10月5日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月5日
發(fā)明者田中芳幸, 北川伸和, 奧田治志 申請人:川崎制鐵株式會社