轉(zhuǎn)爐爐齡是煉鋼生產(chǎn)重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之一，提高轉(zhuǎn)爐爐齡是煉鋼生產(chǎn)的一項(xiàng)重要任務(wù)，它與鋼鐵企業(yè)提高產(chǎn)量，降低耐材消耗，實(shí)現(xiàn)均衡、穩(wěn)定生產(chǎn)等密切相關(guān)，是衡量煉鋼廠生產(chǎn)技術(shù)水平的一項(xiàng)重要指標(biāo)。同時(shí)，提高轉(zhuǎn)爐爐齡是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，涉及轉(zhuǎn)爐冶煉工藝、冶煉鋼種、工藝路線、相關(guān)設(shè)備的安全性及企業(yè)的綜合管理水平，因此受到國(guó)內(nèi)外鋼鐵企業(yè)特別是煉鋼工作者的重視。
美錦鋼鐵公司通過優(yōu)化煉鋼系統(tǒng)參數(shù)、嚴(yán)格工藝控制、降低出鋼溫度、降低轉(zhuǎn)爐終渣FeO含量、優(yōu)化濺渣槍位、合理控制爐型等工藝措施，實(shí)現(xiàn)了爐齡突破。在提高轉(zhuǎn)爐爐齡的同時(shí)，降低轉(zhuǎn)爐耐材消耗；實(shí)現(xiàn)了低成本、低能耗、高效率的生產(chǎn)目標(biāo)。
美錦鋼鐵公司煉鐵和軋鋼能力均大于煉鋼，導(dǎo)致煉鋼生產(chǎn)成為整個(gè)公司的生產(chǎn)瓶頸，嚴(yán)重制約該公司整體效能發(fā)揮。為解決此問題，提高轉(zhuǎn)爐使用壽命，實(shí)現(xiàn)高效長(zhǎng)壽目標(biāo)，迫在眉睫；通過大量研究和實(shí)踐，采取多項(xiàng)技術(shù)措施和管理措施，使得煉鋼爐齡取得歷史性突破。2020年4月4日，1#轉(zhuǎn)爐爐役結(jié)束，爐齡首次達(dá)到29057爐；2020年4月6日1#轉(zhuǎn)爐新爐役投運(yùn)，計(jì)劃安排至2023年3月份爐役，1#轉(zhuǎn)爐爐役爐齡預(yù)計(jì)達(dá) 50000爐以上。2022年1月18日，根據(jù)該公司生產(chǎn)安排，2#轉(zhuǎn)爐提前實(shí)施爐役，爐齡達(dá)到40573爐，達(dá)到同類型轉(zhuǎn)爐爐齡的先進(jìn)指標(biāo)水平。
同時(shí)，兩座轉(zhuǎn)爐正常生產(chǎn)期間，最高日產(chǎn)達(dá)8780余噸；鋼鐵料消耗持續(xù)穩(wěn)定在1040kg/t 以下，其他技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均較穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)了低成本、低能耗、高效率的生產(chǎn)模式。
影響爐襯蝕損的主要因素
過程噴濺返干沖刷渣層，因鐵水硅含量以及鐵水溫度不穩(wěn)定，吹煉過程加料量及槍位、氧壓調(diào)整不及時(shí)，噴濺返干現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，濺渣層侵蝕嚴(yán)重。出鋼溫度過高，終點(diǎn)拉碳低，侵蝕濺渣層；終渣（FeO）含量過高使?fàn)t襯侵蝕加??；濺渣槍位控制不當(dāng)，造成濺渣附著率、燒結(jié)率低，補(bǔ)爐料消耗高；爐型控制不合理，造成侵蝕不均。爐底上漲會(huì)造成爐帽侵蝕加劇，爐底下降會(huì)造成熔池部位侵蝕加??；爐體個(gè)別部位出現(xiàn)凹坑，吹煉時(shí)會(huì)出現(xiàn)死區(qū)，給操作帶來困難；氧槍不對(duì)中，偏向出鋼面，造成剩鋼，濺渣效果差；兌鐵鐵水沖刷、廢鋼沖擊影響出渣面；急冷急熱，煉鋼生產(chǎn)組織不均衡，停爐時(shí)間長(zhǎng)，造成爐襯濺渣層剝落。
提高轉(zhuǎn)爐爐齡的措施
優(yōu)化轉(zhuǎn)爐操作模式，穩(wěn)定轉(zhuǎn)爐操作
依據(jù)熱平衡以及鐵水和廢鋼裝入量、白灰、輕燒白云石、生白云石成分參數(shù)， 制訂每爐渣料加入量標(biāo)準(zhǔn)。轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中要求爐前嚴(yán)格按加料標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，根據(jù)渣樣成分調(diào)整渣料加入量，每班取渣樣分析，根據(jù)渣樣成分適當(dāng)調(diào)整石灰、輕燒白云石和生燒白云石加入量。采取穩(wěn)定的裝入制度和造渣制度，避免終渣TFe含量過高；提高終點(diǎn)溫度和碳含量雙命中率；采用不倒?fàn)t放鋼，杜絕拉后吹，終點(diǎn)壓槍時(shí)間不少于60s。同時(shí)，由于溫度損失減少，終點(diǎn)拉碳提高，低合金鋼終點(diǎn)碳允許值由小于 0.07％上升至小于0.10％出鋼，爐渣（FeO）較原來大幅度下降，爐襯侵蝕明顯減弱。
操作控制關(guān)鍵點(diǎn)是裝準(zhǔn)率大于88％；熔池深度保持穩(wěn)定在1100mm，爐容比控制在0.8以上；終渣R控制在2.4~2.8；MgO控制在7%~9%；FeO控制在15%以下；槍位控制采用低-高-低槍位，保證終點(diǎn)壓槍時(shí)間大于60秒；轉(zhuǎn)爐一倒率大于85%，嚴(yán)禁后吹。
優(yōu)化溫度制度，降低出鋼溫度
加強(qiáng)生產(chǎn)組織，減少壓鋼時(shí)間，建立中間包溫度達(dá)標(biāo)獎(jiǎng)懲制度，規(guī)定轉(zhuǎn)爐出鋼，爐后精煉及澆鑄溫度，防止轉(zhuǎn)爐非計(jì)劃高溫出鋼。
鋼包烘烤器改為蓄熱式，提高烘烤速度，鋼包烘烤溫度大于1000℃，保證紅包出鋼率，減少周轉(zhuǎn)鋼包。
轉(zhuǎn)爐出鋼口由φ140mm擴(kuò)至φ165mm，縮短出鋼時(shí)間，有效降低出鋼溫度， 使用鋼包覆蓋劑，降低鎮(zhèn)靜時(shí)間溫降。
提高冶煉控制水平，精心操作，不倒?fàn)t放鋼率達(dá)98％以上，同時(shí)減少計(jì)劃外高溫鋼。
提高連鑄拉速，加快生產(chǎn)節(jié)奏；澆鑄時(shí)間由25分鐘/爐降至 21分鐘/爐。通過不斷努力，2021年平均出鋼溫度已降至1632℃，為轉(zhuǎn)爐拉碳操作，降低終渣TFe含量、減少因高溫?zé)崃鲗?duì)爐襯的侵蝕起到了重要作用。
降低終渣FeO含量。制訂增碳劑消耗合格率考核制度，對(duì)轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)高拉碳實(shí)施激勵(lì)制度，終點(diǎn)平均碳含量（w）由原來 0.07％提高至 0.10％。
轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)壓槍時(shí)間由原來的大于40s提高至大于60s，有效降低了終渣FeO含量。
優(yōu)化濺渣工藝制度，提高濺渣護(hù)爐質(zhì)量
濺渣工藝要求在較短時(shí)間內(nèi)將熔渣均勻地濺射涂敷在整個(gè)爐襯表面，出鋼后熔渣能“濺得起、粘得住、耐侵蝕”，控制終渣中（FeO）、MgO和R相當(dāng)重要，當(dāng)渣中FeO高時(shí)，提高渣中MgO含量是最直接的方法。確保爐渣具有良好的耐火度，提高濺渣護(hù)爐效果。
濺渣工藝參數(shù)主要包括：留渣量、氮?dú)夤ぷ鲏毫傲髁俊R渣槍位、時(shí)間等。
留渣量及調(diào)渣劑的加入。
濺渣護(hù)爐需要合適的留渣量，過低的留渣量滿足不了濺渣層厚度，而過大的留渣量會(huì)增加濺渣成本，延長(zhǎng)濺渣時(shí)間。實(shí)際生產(chǎn)過程中，根據(jù)吹煉終點(diǎn)情況留渣及使用調(diào)渣劑，保證濺渣效果。出鋼剩鋼對(duì)濺渣效果影響巨大，應(yīng)杜絕。同時(shí)，為保證留渣量，出鋼面爐口盡量保證一定厚度。
濺渣槍位、時(shí)間及氮?dú)夤ぷ鲏毫?/strong>
濺渣基本槍位確定，根據(jù)計(jì)算得出距爐底基本槍位為2366mm，由于轉(zhuǎn)爐熔池深度為 1110mm，所以實(shí)際操作中標(biāo)尺顯示的濺渣基本槍位為1100mm~1400mm，制訂低-高-低三段式濺渣槍位控制模式，開始槍位控制在 1.1m~1.4m 之間，加強(qiáng)熔渣降溫，15s 后將槍提升到 1.6m~2.0m，加強(qiáng)熔池降溫，再過 15s再降到 0.9m，加強(qiáng)熔渣的甩濺。濺完渣提槍時(shí)，將氧槍提升至接近爐口處停留10s 左右再關(guān)閉氮?dú)?，將濺渣層充分冷卻，增加強(qiáng)度。
控制濺渣時(shí)間
濺渣時(shí)間是濺渣操作中的一個(gè)重要參數(shù)，濺渣時(shí)間短，不能起到濺渣的效果，過長(zhǎng)會(huì)浪費(fèi)氮?dú)猓瑺t襯降溫過多，降低生產(chǎn)率等危害。因此濺渣時(shí)間規(guī)定2.5min~3.5min，具體時(shí)間以爐口看不見大量渣粒為準(zhǔn)。在爐役中后期，力爭(zhēng)爐襯厚度保持在300mm~400mm形成動(dòng)態(tài)平衡，實(shí)現(xiàn)爐襯長(zhǎng)壽命的理想操作，具體渣層厚度可利用換出鋼口時(shí)根據(jù)出鋼口套管磚長(zhǎng)度參考。
控制氮?dú)馍淞?/strong>
濺渣依靠氮?dú)馍淞髯鳛閯?dòng)力沖擊爐渣使其飛濺到爐襯表面形成濺渣層。煉鋼與濺渣使用同一氧槍， 流量偏大，要求氮?dú)鈮毫?0.8MPa~1.0MPa，流量大于或等于7000Nm3/h。
爐底和爐型是濺渣護(hù)爐的基礎(chǔ)
如果爐底過深，會(huì)導(dǎo)致爐渣濺不起，濺不干，根本起不到濺渣效果。因此，維護(hù)好爐底和爐型對(duì)濺渣護(hù)爐很重要。
合理控制好爐型，實(shí)施計(jì)劃補(bǔ)爐
爐膛變形不僅使反應(yīng)區(qū)發(fā)生變化，而且使氧槍噴頭參數(shù)不再適應(yīng)變形后的反應(yīng)條件，主要表現(xiàn)在噴濺加劇、返干嚴(yán)重、鋼水?dāng)嚢璨痪鶆虻?。?qiáng)化轉(zhuǎn)爐過程工藝控制，保持爐底穩(wěn)定，才能控制好爐型。
控制爐底高度
確定合理穩(wěn)定的裝入量制度、供氧制度、造渣制度和終點(diǎn)控制制度；保證冶煉過程前期渣化透，提高后期渣黏度，保證合理的爐渣成分；盡量降低終點(diǎn)鋼水溫度，提高終點(diǎn)C 含量，避免拉后吹和終點(diǎn)加礦石降溫現(xiàn)象等對(duì)爐襯爐型控制均起著關(guān)鍵作用。通過以上分析，采取相應(yīng)措施，使?fàn)t底高度一直處在合理范圍內(nèi) （6.1m±100mm），保持良好的爐型，從而穩(wěn)定了操作和濺渣效果。
將爐底測(cè)量作為制度落實(shí)
保證每班采用測(cè)量桿測(cè)量爐底。嚴(yán)格控制爐底高度并納入日常考核，并保證槍位測(cè)量準(zhǔn)確性。一旦發(fā)現(xiàn)爐底上漲或下降及時(shí)調(diào)整濺渣工藝，合理控制濺渣工藝參數(shù)，這樣既能保證轉(zhuǎn)爐必要的有效容積，又能避免爐襯吃下漏填充料現(xiàn)象。濺渣爐底上漲或下降后，應(yīng)在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)到正常狀態(tài)。爐底上漲嚴(yán)重時(shí)采用氧氣吹掃爐底方法，轉(zhuǎn)爐出鋼倒渣后，采用低槍位 （距爐底1m左右）、低氧壓（0.5MPa左右）、短時(shí)間（每次30s左右）吹掃爐底，然后迅速倒出渣子，避免對(duì)爐身爐襯磚的侵蝕。
補(bǔ)爐控制
轉(zhuǎn)爐爐襯的正常爐型和有效的濺渣保護(hù)制度是保證轉(zhuǎn)爐長(zhǎng)壽、低成本的核心要求。出鋼面和倒渣面一直是轉(zhuǎn)爐的薄弱部位和重點(diǎn)維護(hù)部位，主要問題是侵蝕嚴(yán)重，存在深坑；特別是倒渣面兌鐵位置和出鋼面出鋼口以下是深坑最嚴(yán)重的地方。日常維護(hù)采取的措施是：加廢鋼后搖爐，使廢鋼平鋪到出渣面， 以減少兌鐵對(duì)于倒渣面的機(jī)械沖擊，同時(shí)采用溜渣操作，使黏度較高的爐渣在出渣面鋪涂厚度加大，進(jìn)而保護(hù)倒渣面。對(duì)于出鋼面采取爐后倒渣，增加爐渣在出鋼面的鋪涂量，同時(shí)，濺渣時(shí)發(fā)現(xiàn)剩鋼，及時(shí)用手投料修補(bǔ)維護(hù)。在補(bǔ)爐過程中根據(jù)爐襯侵蝕情況合理控制補(bǔ)爐頻率和單次補(bǔ)爐料加入量，避免因補(bǔ)爐集中造成大面凸起，兩側(cè)耳軸凹下現(xiàn)象。目前采用倒渣面生白云石補(bǔ)爐，基本避免了該現(xiàn)象。
調(diào)整氧槍參數(shù)
為達(dá)到提高供氧強(qiáng)度，改善對(duì)熔池?cái)嚢栊Ч?，縮短冶煉時(shí)間，使吹煉過程更平穩(wěn)的目的，對(duì)氧槍進(jìn)行了改造。通過改造把氧槍出口馬赫數(shù)Ma從1.96提高到2.0，提高射流的出口速度；經(jīng)過生產(chǎn)實(shí)踐取得了明顯效果，使單位體積內(nèi)的氮?dú)饩哂懈叩哪芰俊R渣護(hù)爐依靠氮?dú)馍淞髯鳛閯?dòng)力，沖擊爐渣使其濺到爐襯內(nèi)表面形成濺渣層。氮?dú)饬鞴蓳舸┤鄢刂笫Ｓ嗟哪芰吭酱?，濺渣量和濺渣高度都將增加。頂吹氣體射流攪拌能還與氧槍夾角密切相關(guān)， 氧槍夾角小射流的攪拌能大，氧槍夾角大時(shí)，射流與熔渣接觸面積大。因此應(yīng)有一個(gè)適合的氧槍夾角。同時(shí)，提高了氮?dú)饬鞴蓪?duì)熔渣的穿透能力和對(duì)熔渣的沖擊能量，解決了氮?dú)鈮毫Σ环€(wěn)定造成濺渣動(dòng)能衰減的不利因素，濺渣護(hù)爐效果明顯改善。
強(qiáng)化工藝管理，加強(qiáng)設(shè)備管理
為了進(jìn)一步提升工藝規(guī)程執(zhí)行力度，嚴(yán)格工藝紀(jì)律，達(dá)到規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化操作，消除習(xí)慣性違章作業(yè)，降低冶煉過程對(duì)爐襯侵蝕，提高產(chǎn)品質(zhì)量，對(duì)標(biāo)挖潛增效益。幾年以來，該公司煉鋼廠生產(chǎn)工藝圍繞“操作、速度、溫度”核心管理問題，推行崗位標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)程序，完善工藝管理制度，加大日常工藝抽查及監(jiān)管力度，終點(diǎn) C-T 雙命中率，終渣(FeO)、(MgO)、R 穩(wěn)定率均大幅提高；推行不倒?fàn)t放鋼，連鑄提速，降低出鋼溫度；確保濺渣護(hù)爐效果，促進(jìn)爐齡進(jìn)一步提升。同時(shí)，通過協(xié)調(diào)，鐵水和白灰質(zhì)量均有較大提高，特別是減輕煉鋼 S 負(fù)荷，為轉(zhuǎn)爐冶煉操作穩(wěn)定創(chuàng)造了有利條件。
隨著轉(zhuǎn)爐爐齡的不斷提高，對(duì)轉(zhuǎn)爐設(shè)備壽命的要求也越來越高。該公司煉鋼廠設(shè)備圍繞“點(diǎn)檢、五層防護(hù)體系、檢修五定”核心管理問題，對(duì)設(shè)備維護(hù)、檢修、操作等環(huán)節(jié)加強(qiáng)管理，不斷探索出轉(zhuǎn)爐設(shè)備和爐況管理維護(hù)新方法，杜絕爐役期間設(shè)備對(duì)爐襯風(fēng)化造成等不利因素影響，轉(zhuǎn)爐作業(yè)率達(dá)到95％以上。
對(duì)煙道系統(tǒng)標(biāo)高及與轉(zhuǎn)爐本體對(duì)中進(jìn)行校正，日常管理加強(qiáng)氧槍系統(tǒng)對(duì)中檢查，保證氧槍、氮封座與轉(zhuǎn)爐對(duì)中，減輕單側(cè)爐襯侵蝕，對(duì)轉(zhuǎn)爐穩(wěn)定運(yùn)行起到了相當(dāng)重要作用。
每班不少于兩次對(duì)倒渣面和出鋼面爐殼溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，避免了人工肉眼判斷爐況失誤情況，發(fā)現(xiàn)溫度異常及時(shí)處理，保證了轉(zhuǎn)爐穩(wěn)定運(yùn)行。
效 果
通過實(shí)施以上一系列措施，該公司兩座轉(zhuǎn)爐仍處于可正常生產(chǎn)狀態(tài)，每天單爐可連續(xù)生產(chǎn) 66 爐鋼。轉(zhuǎn)爐設(shè)備均處于良好運(yùn)行狀態(tài)。2#轉(zhuǎn)爐 2019年9月29日~2022年1月18日共連續(xù)生產(chǎn)40573爐，爐齡大幅度提高，降低了生產(chǎn)成本，減少了事故，增加了產(chǎn)量，降低了員工勞動(dòng)強(qiáng)度，促進(jìn)了煉鋼綜合管理水平提升，煉鋼產(chǎn)能相關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)明顯提高，達(dá)到了均衡節(jié)能減碳生產(chǎn)目的。
結(jié) 論
爐襯耐材和綜合砌爐質(zhì)量提高，以及護(hù)爐新技術(shù)的使用是提高轉(zhuǎn)爐爐齡的基礎(chǔ)，已經(jīng)不是制約轉(zhuǎn)爐爐齡的關(guān)鍵因素。
優(yōu)化煉鋼系統(tǒng)參數(shù)、嚴(yán)格工藝控制、降低出鋼溫度、提高濺渣效果，是提高爐齡的關(guān)鍵。
轉(zhuǎn)爐護(hù)爐時(shí)間在轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)中占的比例已經(jīng)達(dá)到可忽略不計(jì)的程度，轉(zhuǎn)爐連續(xù)生產(chǎn)已成可能，但對(duì)設(shè)備管理要求越來越高。
提高爐齡可以降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率、減少事故、增加產(chǎn)量和降低員工勞動(dòng)強(qiáng)度，促進(jìn)煉鋼綜合管理水平提升。
轉(zhuǎn)爐爐齡提高，促進(jìn)轉(zhuǎn)爐煉鋼工序降本增效及節(jié)能減碳，實(shí)現(xiàn)了煉鋼系統(tǒng)低成本、低能耗、高效率、均衡生產(chǎn)的目的。
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