转炉炉龄
立群2008-01-07 12:56 摘要]为提高95t转炉炉龄，针对性地开展了一些攻关措施，并取得了明显的效果。
[关键词]转炉炉龄攻关
1 前言
2001年2月28日1#95t转炉投产。作为马钢“平改转”工程的首个投产项目，承担着马钢两大主导产品车轮轮箍和中板的钢水冶炼重任，没有转炉就没有钢水。为此公司要求1#95t转炉炉龄必须突破15000炉，实现1#转炉与2#转炉顺利衔接。
由于1#95t转炉是第一个炉役，工艺制度不完善；操作工是平炉转岗到转炉，虽然经过一段时间的培训，但观念未彻底的改变，操作水平低，经验不足；且一钢厂的工艺路线不断发生变革，特别是板坯、圆坯连铸相继投产，2002年4月份实现全连铸生产后，“一炉对两机”的生产模式对转炉的炉体维护要求极为苛刻。针对生产的特殊情况，一钢厂成立了炉龄攻关小组，确定了炉体维护的方针：以科技攻关为依托，不断优化操作工艺，以溅渣护炉为主，以提高炼钢操作技能水平为基础，喷补和倒补炉砂为辅，从而减少转炉炉衬侵蚀程度，达到提高转炉炉龄的目的。
2 主要参数及工艺流程
2.1 95t转炉转炉主要技术参数
表1转炉主要技术参数
序号名称单位数值
1 转炉公称容量t 95
2 转炉平均炉产钢水量t 95
3 转炉冶炼周期min 36.47
4 炉帽工作层厚度mm 600
5 炉身工作层厚度mm 700，600
6 氧枪喷头形式四孔拉瓦尔
出口马赫数 2.0
7 造渣材料
石灰CaO % 85
轻烧白云石MgO
CaO %
% 35
50
轻烧镁球MgO % 70
2.2 转炉冶炼的主要钢种：板坯船板钢如Q235系列、Q345系列等，圆坯车轮轮箍钢如LG61、KKD等。
3 提高炉龄的措施
3.1 降低转炉出钢温度
通过统计采用溅渣护炉工艺的各厂转炉出钢温度与炉龄的关系，得到炉龄与出钢温度的关系为[1]：
n=208529-120.9t
式中：n——转炉炉龄（炉）t——转炉平均出钢温度（℃）
可见，随着出钢温度的降低，炉龄线性提高。出钢温度平均降低1℃，转炉炉龄可以提高120炉。
表2是2001.2~4月份转炉出钢温度情况（以Q235钢种为例）。
表22001.2~4月份转炉出钢温度（℃）
最高温度最低温度平均温度
1715 1662 1681
从表可看出，转炉出钢温度明显偏高。
为了达到降低出钢温度的目的，在确定了合适的浇注温度的条件下，提出稳定氩前温度，不断降低转炉出钢温度。采取了加强钢包管理，加强钢包烘烤，做到红包出钢；减少钢包吸热量，提高底吹的比例，减少吹氩过程的温降；减少转炉各工序的温降；制定了以氩前温度合格率92%为目标的考核制度等措施。要求操作工严格执行工艺规程，按规程制定的氩前温度，根据钢种要求、流钢时间、钢包烘烤情况等因素控制转炉出钢温度。
图1是整个转炉炉役期间转炉平均出钢温度和氩前温度的变化曲线。
表3是攻关前后钢种操作要点规定的转炉出钢温度及氩前温度达标率（Q235钢种）。
表3出钢温度及氩前温度达标率
出钢温度℃氩前温度达标率%
攻关前1660~1680 65
攻关后1640~1660 94
通过对降低转炉出钢温度的攻关，转炉出钢温度平均下降了30 ℃，最低的出钢温度为1629℃；氩前温度达标率提高了将近30个百分点，2002年11、12月份平均氩前温度为1597 ℃。大大降低了高温钢水对炉衬的侵蚀。
3.2 优化造渣工艺
95t转炉自400炉后采取了溅渣护炉工艺。采取贱渣护炉工艺后，合理的造渣制度不仅要满足冶炼过程去P、S杂质的需要，生产出合格的钢水，又要达到溅渣护炉的要求。
转炉在冶炼过程中，初期渣碱度低，FeO在15~20%之间，MgO饱和溶解度高，而炉衬主要成份为MgO，部分MgO流失进入渣中，致使炉衬表面强度低，甚至脱落，随着冶炼的进行，石灰逐渐溶解，碱度逐渐提高，当碱度达到3左右时，MgO饱和溶解度变化不大，后期FeO
提高，温度上升快，对炉衬的侵蚀主要为高温和高FeO，由此可见炉渣对炉衬的侵蚀主要在冶炼初期和后期。提高渣中MgO含量，可以减轻初期渣对炉衬的侵蚀，同时由于渣中MgO能够溶解石灰表面生成的高熔点3CaOMgOSiO2，加速石灰溶解，促进化渣，对冶炼去P有利；后期渣中MgO能吸收FeO，减轻FeO对炉衬的侵蚀。
在大量调研及结合一钢厂生产实际情况，确定了终渣成分为：FeO≤16%MgO：8~10% R：2.8~3.2。在操作过程中根据铁水的Si、P含量确定散装料的的加入量和配比，形成合理的终渣成分。
渣中MgO含量的提高一般在吹炼过程来完成的，在吹炼初期加轻烧白云石替代部分石灰造渣，白云石造渣可增加渣中MgO含量，一般初期渣中MgO含量在6~8%，中后期再加入部分白云石，保证终渣中MgO在8~10%。
同时采取部分留渣操作，即利用终渣来改善造渣过程，增大冶炼初期的渣量和降低石灰成团的可能性，快速形成一定碱度的炉渣。实践表明最佳的效果是在留渣三分之一的情况下获得的。
表4是优化造渣工艺前后终渣成份。
表4终渣平均成份（%）
CaO SiO2 P2O5 FeO MgO R
优化前48.65 17.74 1.11 18.55 6.55 2.74
优化后47.5 14.2 1.46 14.8 9.2 3.0
通过对造渣工艺的优化，形成了合理的成渣途径，减少了初期渣和后期渣对溅渣层及炉衬的侵蚀，也达到了预期的终渣成分。
3.3 加快转炉冶炼节奏
研究表明炉衬的损耗是取决于炉衬与炉渣的接触时间[2]。加快转炉冶炼节奏，缩短转炉冶炼周期可大大降低炉渣和高温钢水对炉衬的侵蚀。
2002年5月初对转炉各工序的时间进行了跟踪，分析表明造成转炉冶炼周期长（见表6）的原因有：加料时间长；倒炉次数多，终点命中率低；测温和取样成功率低，耗时长；相互间的整体配合不紧凑等辅助时间长。
另外统计数据表明，倒炉一次，需要2~4min，温降（从终点测温到出钢过程测温）最大为11℃，最小为7℃，平均为9℃左右。
针对上述影响因素，开展了加快转炉冶炼节奏，缩短冶炼周期的活动，同时也是为了适应板坯快节奏以及“一炉对两机”生产模式生产的需要。同时在转炉炉役中后期，为进一步加快转炉冶炼节奏，缩短转炉冶炼周期，降低转炉出钢温度，对转炉一倒的控制提出了明确的要求，如Q235等低碳钢，作到“一倒补吹等样出钢”，一倒温度控制为1590℃~1630℃，一倒碳
[C]≥0.10%，倒炉次数≤2，冶炼周期≤30min 且溅渣时间≥3min。
通过此项攻关后，转炉终点命中率大大提高，倒炉次数明显减少，辅助时间缩短，转炉冶炼周期大幅度减低，转炉的冶炼节奏加快。
表5是攻关前后转炉冶炼周期及倒炉次数统计情况：
表5转炉倒炉次数（次/炉）
最大值最小值平均
攻关前 5 2 3.9
攻关后 3 2 1.9
表6转炉冶炼周期（min）
最大值最小值平均
攻关前64 42 51
攻关后45 28 34
设计要求平均36.47
3.4 溅渣护炉技术的应用
转炉溅渣护炉技术的开发是近年来转炉炉衬维护技术的一项重大突破，国内外许多炼钢厂应用该项工艺均大幅度地提高了转炉炉龄。马钢一钢厂95t转炉炉龄在400炉时开始使用溅渣护炉技术，但溅渣效果不明显，溅渣层的耐侵蚀程度差，不能有效保护炉衬。为此工程技术人员对溅渣护炉技术进行了攻关。我们进行了转炉终渣留量及组成，使用调渣剂对溅渣护炉效果影响的分析，并研究了吹氮工艺参数、溅渣层厚度、补炉对溅渣护炉的影响情况，根据分析结果确定了适合该厂的转炉溅渣护炉工艺制度。
3.4.1 工艺操作
上一炉出钢完毕——摇正转炉——视渣况加改质剂——转炉开关切换至吹N2位——降枪溅
渣——提枪——转换开关切换至吹O2位——翻渣（或留渣）——下一炉加料
3.4.2 终渣的控制
通过对转炉造渣工艺的优化后，终渣成分合理，粘度合适，不需要调整即可下枪溅渣。
3.4.3 氮气压力和流量
溅渣吹氮和冶炼吹氧都是用同一根氧枪（喷头）完成的。一般情况下，其吹氮的工作压力和流量与吹氧的工作压力和流量相差不大时，其射流作用于炉渣的能量转换才最为合理。为此定氮气压力和流量为0.85~1.0Mpa，28000m3/h。
3.4.4 合适的留渣量
溅渣护炉需要有合适的留渣量，过低的渣量达不到所需的溅渣厚度，影响溅渣效果，而过大的渣量会增加溅渣的成本和时间。因此，合理的溅渣量应根据冶炼操作条件而定。目前在“少渣炼钢”的情况下，应尽可能的多留渣。理论计算和实践表明渣量控制在6--8T效果最佳。
3.4.5 溅渣枪位
溅渣枪位对溅渣量的影响很大，是溅渣护炉的重要参数，合适的枪位有利于提高整个炉衬的溅渣量及有利于整体炉衬的均匀挂渣。N2流量大时，应提高溅渣枪位，溅渣后期，因渣稠，应降低枪位。现场操作中，溅渣枪位应始终在一定范围内上下移动。因此通过枪位的高低来调整转炉上部和下部的渣量。
根据北京钢铁研究总院实验室经验公式：
式中：H——炉体内衬高度，mm；d——喷枪喉口直径，mm；D——转炉内衬直径，mm；Q——N2流量参数; h——溅渣枪位；t——溅渣时间.
由此计算溅渣枪位：1.9 m。实际操作中选取枪位范围为：1.5~2.5m。
3.4.6 溅渣时间
吹N2溅渣从开吹起渣约2min，还需挂渣2min过程，才能保证炉衬挂渣效果，所以溅渣时间定为3~5min。
3.4.7 确定了不适合溅渣的情况
?炉内有剩余钢水；
?出钢时[C]低于0.05%；
?氮气总管压力低于10Mpa。
通过优化溅渣护炉工艺参数，优化终渣成份，确定了合理的溅渣护炉的模式，溅渣层在炉衬上存在时间由原来的一炉延长2~3炉。
3.5 垫补与喷补
本炉中后期，在溅渣的了炉次上还进行了垫补前后两大面的实验。实验结果表明：溅渣并不影响垫补效果。而且由于补大面的时间较长，反而更有利于溅渣层与炉衬的烧结，增加了溅渣层的抗侵蚀性。
对耳轴及炉帽部位的喷补也采取了先溅渣后喷补的办法。实验表明这也不影响喷补效果。而且由于溅渣层的保护作用，防止了炉衬砖遭受水气的侵蚀，提高了其抗剥落性。
3.6 其它
通过开展适应性培训，举办形式多样的岗位练兵和劳动竞赛，提高操作工的操作技能。
另外在炉役中后期还开展了终点留碳作业、减少钢水过氧化等攻关措施，也大大减少了炉衬侵蚀程度。
4 效果
通过一年多的努力，至2002年12月14日，一钢厂1#95t转炉首次炉龄圆满结束。自2001年2月28日一次性热试成功以来，该炉已连续运行653天，冶炼钢水140万吨，炉龄
达到15026炉，创下全国冶金行业转炉首次炉龄最好水平。
转炉停产后，通过对拆炉后的残余镁碳砖的测量，计算95t转炉镁碳砖的熔损速度为
0.029~0.04mm/炉。
5 结束语
通过对95t转炉炉龄的攻关，有针对性的采取一些攻关措施，减少炉衬的侵蚀程度，提高了炉龄，实现了当初制定的预定目标，也取得了宝贵的经验，为今后炉体的维护及炉龄的提高奠定了坚实的基础。
今后将主要针对在溅渣护炉的前提下，提高顶底复吹转炉炉龄开展工作。
参考资料：
[1]苏天森著转炉溅渣护炉技术冶金工业出版社1999.3
[2]巴普基滋曼斯基著氧气转炉炼钢过程理论上海科技出版社1979
转炉炉衬设计
炉炉型和炉衬设计 转炉炉型和炉衬设计(design of conveter furnace outline and lining) 确定适合于转炉炉容量和操作条件的转炉炉型和各部位炉衬材质的设计。是转炉炼钢车间设计的主要组成部分。 转炉炉型设计转炉炉型是指新砌成的转炉炉衬的内腔形状和尺寸。氧气转炉的炉型通常是先用统计公式计算出转炉各部位的主要尺寸，然后再与炉容量相近、条件相似的实际生产转炉进行比较和调整后确定的。氧气转炉炉型绝大多数是轴对称回转体结构，由截锥型炉帽(仅有少数转炉呈偏口形)、圆柱形炉身和不同形状的炉底三部分组成。按转炉熔池形状不同，常见的炉型有筒球型、锥球型和截锥型三种(见图)。筒球型炉型形状简单，砌筑方便，炉壳制造容易，大容量转炉采用较多。锥球型炉型与相同容量的筒球型炉相比，在熔池深度相同的情况下，更有利于冶金反应；截锥型炉型的优点是炉底砌筑方便，这两种炉型在中小容量转炉炉型设计中采用较多。
对氧气转炉炉型的主要技术参数要求为：(1)炉容比(工作容积与公称容量之比)与铁水条件、冶炼操作转zhuan方法和转炉炉容量有关，通常每公称吨炉容比为0．80～1．00m3／t；(2)高宽比(炉子全高与炉壳直径之比)对转炉操作和建设费用有直接影响，一般取为1．25～1．65；(3)炉帽的倾角为60o±3。；(4)炉口直径一般为熔池直径的0．43～0．53倍；(5)熔池直径系指转炉熔池在平静状态时金属液面的直径，它与转炉装入量和供氧强度有关，可按D=K(G/T)1/2进行计算，式中D为熔池直径，m；K为比例常数，一般为1．85～2．3；G为转炉装入量，t；T为转炉供氧时间，min。 炉衬耐火材料选择转炉炉衬分为工作层、填充层和永久层。工作层衬砖与熔池钢水和熔渣接触工作条件十分恶劣，要求有良好的物理性能和化学稳定性，同时也要有较低的价格。转炉工作层衬砖常采用焦油白云石砖、焦油镁砂砖、镁碳砖和二步煅烧砖，镁碳砖应用较广泛。为了提高炉衬使用寿命，降低生产成本，设计和生产中广泛采用不同部位使用不同材质炉衬的“综合砌炉法”。工作层砖型的设计既要考虑砌筑方便，又要不致于因砖型过于复杂而增加成本。转炉炉衬各部位的厚度参考值见表。
转炉炉衬砌筑整体承包技术协议
编号：_______________本资料为word版本，可以直接编辑和打印，感谢您的下载 转炉炉衬砌筑整体承包技术协议 甲方：___________________ 乙方：___________________ 日期：___________________
整体承包技术协议 甲方：X钢铁有限公司 乙方：X集团耐火材料有限责任公司 根据公司安排，2012年9月计划对炼钢厂1#转炉实施第6次炉役检修, 继续由乙方对甲方1#转炉进行炉衬设计、准备、制造、更换、砌筑及护炉总承包，同时为减少炉底接缝漏钢事故，甲方和乙方共同协商后对炉底砌筑设计作了部分修改和完善。经双方友好协商，现达成如下技术协议： 一、甲方工艺条件： 二、乙方承包范围 1、炉底、炉身、炉帽、炉口各型砖，出钢口，及砌炉用各种填补料或散装材料。
2、转炉正常生产期间，各种补炉用大面料、喷补料及其他补炉材料。 3、砌炉、补炉用的喷补罐、喷补枪、喷补管等特种或专用设备。 4、施工队伍的安全生产及后勤保障等各项管理工作。 三、转炉炉底接缝部位的处理 1、砖型设计和砌筑方式仍按最初第一炉役方案执行。 2、转炉炉衬砌筑完毕后，用10mm普碳钢板将炉底和炉身接缝部位完全满焊，并进行退火处理，确保接缝填充严密不漏料，使用寿命与转炉炉役同步。 四、炉衬砖制造及炉衬砖砌筑技术要求： 1、乙方应按照甲方炼钢厂签字确认的65吨转炉炉壳图”设计尺寸、数量、质量满足工艺要求的镁碳砖、镁砖、粘土砖等各种型号砖。 2、乙方设计的砖型图应符合甲方出钢量74坦吨的要求，并最终获得甲方炼钢厂、技术质量部的书面审核认可。 3、乙方筑炉前必须向甲方提供筑炉方案、开炉方案和护炉方案，并应按照施工方案提供的材料计划表准备足量的炉衬砖及其它各种散装材料等。 4、各类产品及材料包装上应注明产品名称、牌号或批号、净重、保存期以及生产厂家、日期等标识，不得以库存的旧产品替代。 5、所有材料均应按照珠海粤钢供应部安排的时间生产及发货，不得严重提前或滞后。 6、乙方提供的所有耐火砖应达到或超过设计理化指标，到厂后应提供所有耐火砖的出厂理化指标检验结果。所有散状耐火材料应干净无杂物，不潮湿、不结块，包装完整无损，包装具备防潮、防雨功能。甲方随机抽检，并依据检验结果考核乙方。 7、所有耐火材料在运输、保管过程中不得受潮、淋雨、浸水等。 8、乙方白备砌炉和护炉工具，包括耐材切割器、喷补罐、喷补枪、喷补管等各
影响转炉炉衬寿命的主要因素分析及提高转炉
影响转炉炉衬使用寿命的措施和方法作者:李奇单位:一炼钢 （摘要）论述了转炉在极其复杂、激烈的物理化学反应的冶炼过程中，造成炉衬损坏的原因和侵蚀机理，提出提高转炉炉衬使用寿命的主要措施和方法 关键词：转炉、炉龄、炉衬、喷吹、溅渣护炉、寿命 自1952和1953年氧气顶吹转炉炼钢在奥地利的钢铁股份公司林茨钢厂与砂冶公司多纳维茨钢厂先后建成投产，转炉炼钢以其生产效率高、品种多、质量好、热效率高、原材料适应性好、消耗低、成本低、基础投资少、建设速度快等优点，被国内外钢铁冶炼行业广泛采用，成为现代炼钢的主要方法之一。 在转炉炼钢生产中，提高转炉炉衬的使用寿命对提高生产率、提高炉龄、提高钢产量、提高钢水质量、改善转炉炼钢的品种结构以及降低耐火材料、增加经济效率都具有十分重要的意义。 一、影响转炉炉衬寿命的主要因素分析 转炉炉衬用耐火材料砌筑，它由永久层、填充层和工作层组成。转炉在吹炼过程中，炉内进行着极其复杂、激烈物理化学反应和机械运动，受高温和恶劣条件的影响，转炉炉衬在使用中易于受到损坏，其主要因素有以下几个方面： 1.1兑入铁水、加入废钢时对炉衬的冲刷及机械磨损 氧气转炉炼钢的金属料主要是铁水，一般占转炉金属料的70%左右，为了降低铁水量，造渣材料和氧气的消耗，在装料期和冶炼中
期也可适当加入一定数量的废钢，当装料是，炉体倾动倒一定角度，用料斗先向炉内加入一定数量的废钢，然后兑入铁水，因此炉衬要受到炉料以及自重等静载荷的作用，遇到因加入废钢，兑入铁水时产生的动载荷的冲击冲刷与机械磨损，因而会造成炉衬受损。 1.2冶炼过程中，钢水炉渣以及炉气对炉衬的机械冲刷 转炉在吹炼过程中，熔池内进行着极其复杂剧烈的物理化学反应和机械运动。高压氧气在熔池上方经氧枪喷头喷出后形成超音速氧气射流，对熔池产生一定的冲击深度和冲击面积。对熔池起到搅拌作用并引起熔池液体的循环运动，特别是硬吹时，氧流对熔池产生的冲击更大，金属熔池被冲击成一深坑，一部分金属溶液形成液滴，从深坑中沿切线方向喷溅溢出熔池上方被大量氧化后又被卷入熔池，使熔池形成循环运动，随着脱碳反应的加剧，熔池中生成大量的CO气体合并长大后从熔池中排出会增加对熔池的搅拌作用。 另外在熔池上方形成的钢水、炉渣和炉气的三相混合物，增加了炉衬与钢液之间的接触面积，从而加快了钢水与炉渣之间的传递速度，使吹炼反应加速进行，熔池中的钢水、炉渣以及炉气的剧烈运动，会造成炉衬受损。 1.3炉渣、炉气对炉衬的化学侵袭 研究和分析表明，转炉在吹炼过程中炉渣中的（FeO）穿过炉衬砖反应层到达脱碳层，二者在相会界面发生脱碳反应，随着脱碳反应的不断进行，炉衬砖的原质层不断转化为脱碳层，脱碳层不断转化为反应层，反应层由于受到侵蚀，结构发生松弛，在钢液的冲击下脱落，
影响转炉炉衬寿命的主要因素分析及提高转炉炉龄的措施
延长转炉炉衬寿命的措施和方法 李小平 Converter lining life extension of the measures and methods Li Xiaoping Abstract: oxygen top high temperature is the converter Metallurgical Equipment, often in nearly 2000 degrees C temperature operation, it mustbe refractories wall built in the territory. Lining in extremely complicated, the intensity of physical chemistry response in refining process, it is not only bear high temperature and molten steel slag chemical erosion, but also to bear, molten steel gas furnace slag, soil erosion, and waste steel and machinery collisions. In the industrialized countries, the general refractories 60% to 70% is used in metallurgical industry, which for iron and steel industry accounted for 65% to 75%. The development of the metallurgical industry has been talking about the new fire resisting materials and refractory material achievements and new technology for the metallurgical industry. We must not only understand steel and steel; theconverter refractories nature of the factors affecting lining life, aswell as in furnace is reasonable, and how to strengthen routine maintenance should be clear. Key words: converter; furnace; lining; slag splashing; life 摘要:氧气顶吹转炉是高温冶金设备，经常处于近2000℃的温度下作业，所以 内衬必须用耐火材料砌筑。炉衬在极其复杂，激烈的物理化学反应的冶炼过程中，它不仅承受高温钢水与熔渣的化学侵蚀，还要承受钢水、熔渣、炉气的冲刷作用，以及加废钢的机械冲撞等。在工业国家中，一般耐火材料的60％～70％是用于冶金工业，而其中用于钢铁工业约占65％～75％。冶金工业的发展不断对耐火材聊提出新的要求，而耐火材料的新成就又为冶金工业技术进步创造了条件。我们不仅要懂炼钢，会炼钢；还应对转炉耐火材料的性质，影响炉衬寿命的因素，以及炉型是否合理，如何加强日常维护都应该清楚明白。 关键词:转炉；炉龄；炉衬；溅渣护炉；寿命 自1952和1953年氧气顶吹转炉炼钢在奥地利的钢铁股份公司林茨钢厂与砂冶公司多纳维茨钢厂先后建成投产。转炉炼钢以其生产率高、品种多、质量好、热效率高、原材料适应性好、消耗低、成本低、基建投资少、建设速度快等优点，被国内外钢铁冶炼行业、广泛采用，成为现代炼钢的主要方法之一。 在转炉炼钢生产中，提高转炉炉衬的使用寿命对提高生产率、提高炉龄、提高钢产量、提高钢水质量、改善转炉炼钢的品种结构以及降低耐火材料消耗、增加经济效益都具有十分重要的意义。自20世纪80年代以来兴起了以死烧或电熔镁砂和碳素材料为原料，用各种碳质结合剂，制成镁碳砖。镁碳砖兼备了镁质和
转炉炉型设计计算
2.转炉炉型设计及计算 2.1转炉容量的计算 2.1.1根据生产规模和产品方案计算出年需要钢水量： 年需钢水量= 良坯收得率 年需良坯量 年需不同钢种的连铸方坯250×104t ，连铸板坯200×104t 。连铸收得率99%，则： 年需钢水量= 99% 450 =450×104t 2.1.2计算年出钢炉数：（按2吹2计算） 年出钢炉数=2冶炼周期 转炉作业率 日历时间冶炼周期年炼钢时间??=? 2 转炉作业率= 79.5%100%365 290 100%=?=?日历天数转炉有效作业天数 转炉有效作业天数：日历天数扣除大于20min 以上的一切检修和故障时间总和，转炉工艺设计技术规范规定，当转炉与单台连铸机配合全连铸时为275～300天。本设计取290天。 冶炼周期按容量大小确定，大于100t 为38～45min ，本设计取40min ， 则： 年出钢炉数=2×365×79.5%×24×60/40=20880炉 每天出钢炉数= 炉年作业天数年出钢炉数7229020880 == 平均产钢水量= 215.5t 20880 4500000 ==年出钢炉数年产钢水量 2.1.3按标准系列确定炉子容量： 选定250t 转炉2座，按照2吹2方式生产。 核算车间年产量：250×20880×99%=495.9×104 t 良坯。 2.2转炉炉型设计 2.2.1原始条件
炉子平均出钢量为250t ，铁水密度6.8g/cm 3，铁水收得率为92%。 2.2.2炉型选择 顶底复吹转炉的炉型基本上与顶吹和底吹转炉相似；它介于顶吹转炉和底吹转炉之间。为了满足顶底复吹的要求炉型趋于矮胖型，由于在炉底上设置底吹喷嘴，炉底为平底，所以根据原始数据，为了便于设置底部供气构件，选择截锥形炉型。 2.2.3炉容比 炉容比指转炉有效容积V t 与公称容量T 之比值V t /T(m 3/t)。V t 系炉帽、炉身和熔池三个内腔容积之和。公称容量以转炉炉役期的平均出钢量表示，这种表示方法不受操作方法和浇注方法的影响。转炉新砌炉衬的炉容比推荐值为0.85-0.95m 3/t,大转炉取下限，本设计取V/T=0.95。 2.2.4熔池尺寸的计算 2.2.4.1熔池直径的计算 t G K D = 式中 D —熔池直径，m ； G —新炉金属装入量，t ； t —垂杨时间，min ； K —比例系数； （1）确定初期装入量G ：取B=15% ） （金t 252%921 %1522502122=?+?=?+= ηB T G ） （金 金3m 2.378 .6252 G == = ρV 式中 B —老炉比新炉多产钢系数； 金η—钢水收得率； V 金—新炉装入量占的体积； （2）确定吹氧时间： 吨耗氧量：57m 3/t ，吹氧时间14min
140T_转炉炉型设计
14 0T 转炉炉型设计 序言 现在钢铁联合企业包括炼铁，炼钢，轧钢三大主要生产厂。炼钢厂则起着承上启下的作用，它既是高炉所生产铁水的用户，又是供给轧钢厂坯料的基地，炼钢车间的成产正常与否，对整个钢铁联合企业有着重大影响。 目前，氧气转炉炼钢设备的大型化，生产的连续化和高速化，达到了很高的生产率，这就需要足够的设备来共同完成，而这些设备的布置和车间内各种物料的运输流程必须合理，才能够使生产顺利进行。 转炉是炼钢车间的核心设备，设计一座炉型合理满足工艺需求的转炉是保证车间正常生产的前提，而炉型设计又是整个转炉设计的关键。 140T 转炉炉型设计 1 炉型设计步骤 (1) 列出原始条件：公称容量，铁水条件。废钢比，氧枪类型以及吹氧时间等。 (2) 根据条件选炉型 (3) 确定炉容比
(4) 计算熔池直径，熔池深度等尺寸 (5) 计算炉帽尺寸 (6) 计算炉身尺寸 (7) 计算出钢口尺寸 (8) 确定炉衬厚度 (9) 确定炉壳厚度 (10) 校核 H/D (11) 绘制炉型图 2 炉型设计与计算 2.1 本次设计任务：设计 140T 转炉炉型 (1) 原始条件 炉子平均出钢量为 140t , 钢水收得率为 92% ，最大废钢比取 20% ， 采用废钢矿石法冷却。 铁水采用低磷生铁[W(si)≤0.85%,W(F)≤0.2% W(5)≤0.05%] ; 氧枪采用三孔拉瓦尔型喷头，设计氧压为 1.0mpa (2) 炉型选择
根据原始条件采用筒球形炉型作为此次设计的转炉炉型(3) 炉容比，取 V/T=0.989 2.2 炉型尺寸的计算 (1) 熔池尺寸的计算 ①熔池直径计算：计算公式 : D=k (G/t) 1/2 熔池直径式中 : K—常数，取 1.57 ； G—金属装入量， t ； T—吹氧时间， min 。 a: 确定初期金属装入量为 G G=2T/2+B*1/2 式中： T——平均出钢量为， 140t ； B——常数，取 15% ； η金——金属收得率为 92% ；
转炉炉衬结构讲解
转炉炉衬结构 https://www.wendangku.net/doc/ac16853598.html, 2009.02.25 转炉耐火材料炉衬结构可以分成炉底、熔池、炉壁、炉帽、渣线、耳轴、炉口、出钢口、底吹供气砖几部分。 1．永久层 永久层是从安全角度考虑设置的，很少出现损坏现象，在砌筑新的炉衬时，这一层是不需要拆除的。永久层厚度一般为230mm左右，用烧结镁砖砌筑，需要指出的是，砌筑时应使用有较好粘接性的镁质火泥；砌筑后永久层有非常好的整体性，在以后反复拆除工作层时，永久层会保持较为完整。 2．综合砌炉 在拆除使用后的炉衬时发现，损坏是由个别侵蚀严重的部位不能使用造成的，而其余相当多的部位虽然仍可以使用，可是为了砌筑新的炉衬而不得不废弃。这就使人们提出一个综合砌炉、均衡炉衬的概念。针对炉衬不同部位的侵蚀状态选择不同质量的炉衬砖。 渣线、耳轴区是转炉炉衬中使用条件最苛刻的部位，受到钢液、炉渣的冲刷、侵蚀以及炉内气体的冲刷作用，要求使用抗侵蚀性最好的砖砌筑。 炉帽区主要受炉内气体的冲刷作用，以及吹炼时炉渣的喷溅作用，这部分衬砖的主要问题是剥落和掉砖。炉帽区的衬砖大都处于一种悬臂状态，加之炉体的经常摇动，反复的加料、出钢时的机械碰撞等原因造成了掉砖现象。解决掉砖的方法有几种：①将这部分衬砖的外面包装铁皮，高温下铁皮熔结在一起，使炉帽区的衬砖整体性更好；②在铁皮的外侧焊接绞链并将绞链同炉壳连接在一起；③在砌筑炉帽区衬砖时，背部使用以树脂为结合剂的粘接泥料，使炉衬有更好的整体性。
炉壁区的衬砖，特别是装料侧的炉衬砖，受到钢水、炉渣的冲刷作用，要求具有较高的高温强度。 熔池和炉底的衬砖主要受到钢液的侵蚀，应具有很好的抗侵蚀性。 炉衬砖的长度为500～800mm，个别部位的砖长度在lm以上，这种砖有很大的生产难度，一般要用高吨位真空压砖机成型。 转炉炉衬砖都采用干砌法，不希望砌得过分紧密，甚至还在砖缝中夹一些纸板。目前的衬砖大多是镁碳砖，或者泥砌一些含碳的镁白云石砖。这些砖在高温下均有不同程度的膨胀，砌筑过分紧密会因为膨胀产生剪切应力，容易造成衬砖断裂，破坏炉衬的整体性。 综合砌炉，应根据不同厂家的具体情况，选择3～6个不同档次的砖种，分别砌筑在渣线、耳轴、炉壁、熔池等部位，以求获得最好的经济效益。 3．底吹供气砖 在转炉炉衬中底吹供气砖是一个具有特殊地位的砖种。在顶底复合吹炼 中，底吹Ar，CO 2，N 2 就是通过这块砖吹入炉内的，严格地讲，底吹供气砖已经 脱离了原有耐火砖的概念，而具有一定的功能特征。因此，一般定义这类耐火材料为功能性耐火材料。 最初的底吹供气砖是单管式或狭缝式的，由于难于满足顶底复合吹炼工艺的要求，现在都已弃用，而改用技术更先进的直通孔式供气砖。 直通孔式供气砖是由不锈钢管埋设在镁碳质耐火材料中构成的，不锈钢管焊接在均压气室上。不锈钢管内经1～2mm，外径2.0～2.5mm，一支供气砖需要埋设几十根不锈钢管。 直通孔式供气砖生产技术难度较大，以高纯电熔镁砂、高纯石墨、酚酣树脂结合剂为原料，添加高效抗氧化剂，用等静压机成型。
转炉炉衬砌筑整体承包技术协议
X钢炼钢厂1#转炉炉衬砌筑及护炉 整体承包技术协议 甲方：X钢铁有限公司 乙方：X集团耐火材料有限责任公司 根据公司安排， 2012年9月计划对炼钢厂1＃转炉实施第6次炉役检修，继续由乙方对甲方1＃转炉进行炉衬设计、准备、制造、更换、砌筑及护炉总承包，同时为减少炉底接缝漏钢事故，甲方和乙方共同协商后对炉底砌筑设计作了部分修改和完善。经双方友好协商，现达成如下技术协议： 一、甲方工艺条件： 二、乙方承包范围 1、炉底、炉身、炉帽、炉口各型砖，出钢口，及砌炉用各种填补料或散装材料。 2、转炉正常生产期间，各种补炉用大面料、喷补料及其他补炉材料。 3、砌炉、补炉用的喷补罐、喷补枪、喷补管等特种或专用设备。 4、施工队伍的安全生产及后勤保障等各项管理工作。
三、转炉炉底接缝部位的处理 1、砖型设计和砌筑方式仍按最初第一炉役方案执行。 2、转炉炉衬砌筑完毕后，用10mm普碳钢板将炉底和炉身接缝部位完全满焊，并进行退火处理，确保接缝填充严密不漏料，使用寿命与转炉炉役同步。 四、炉衬砖制造及炉衬砖砌筑技术要求： 1、乙方应按照甲方炼钢厂签字确认的“65吨转炉炉壳图”设计尺寸、数量、质量满足工艺要求的镁碳砖、镁砖、粘土砖等各种型号砖。 2、乙方设计的砖型图应符合甲方出钢量74±2 吨的要求，并最终获得甲方炼钢厂、技术质量部的书面审核认可。 3、乙方筑炉前必须向甲方提供筑炉方案、开炉方案和护炉方案，并应按照施工方案提供的材料计划表准备足量的炉衬砖及其它各种散装材料等。 4、各类产品及材料包装上应注明产品名称、牌号或批号、净重、保存期以及生产厂家、日期等标识，不得以库存的旧产品替代。 5、所有材料均应按照珠海粤钢供应部安排的时间生产及发货，不得严重提前或滞后。 6、乙方提供的所有耐火砖应达到或超过设计理化指标，到厂后应提供所有耐火砖的出厂理化指标检验结果。所有散状耐火材料应干净无杂物，不潮湿、不结块，包装完整无损，包装具备防潮、防雨功能。甲方随机抽检，并依据检验结果考核乙方。 7、所有耐火材料在运输、保管过程中不得受潮、淋雨、浸水等。 8、乙方自备砌炉和护炉工具，包括耐材切割器、喷补罐、喷补枪、喷补管等各种设备，并严格按照乙方编制的施工方案进行砌筑。甲方提供必要的水、电、风、气及行车服务，并监督乙方施工。 9、乙方在砌炉开始前两天应对甲方提供的砌炉设备进行检查及书面确认。不能满足砌炉要求，应立即书面提出，甲方炼钢厂迅速组织整改。
转炉炼钢技术与耐火材料
从氧气转炉诞生之日起，转炉炉衬的耐火材料及其寿命，就是工程技术人员研究的重要 课题之一。最初的炉衬寿命只有一百多次，甚至几十次，是妨碍氧气转炉炼钢技术发展的主 要障碍。经过几十年的开发研究，现在的炉衬寿命已经达到了成千上万次，炉衬耐火材料的单位消耗降到了2～0．38kg／t钢，应该说已经达到了一种技术水平高、应用效果稳定的状态。这主要受益于耐火材料新品种的开发，冶炼技术、造渣技术的进步，炼钢过程的稳定操作，溅 渣护炉技术等。 第一节炉衬耐火材料损毁机理 炉衬耐火材料的损毁机理与耐火材料的化学成分、矿物结构，炼钢工艺过程等一些十分复杂的因素有密切关系，因此要在理论上完全说清楚几乎是不可能的。几十年来，人们对炼钢熔体与耐火材料之间的高温物理化学反应做过大量的研究，但是现在所能作出的结论，也还只是宏观的或是经验性的。归纳起来炉衬损毁的原因大致分成四类： ①机械冲击和磨损； ②耐火材料高温溶解； ③高温溶液渗透； ④高温下气相挥发； 其中以②，③两项被认为是最基本的损毁原因，所做的研究工作也最多。 转炉渣的成分主要为CaO，SiO 2 ，FeO等，当炉渣碱度偏低时，对以CaO，MgO为主要成分的炉衬耐火材料侵蚀严重，炉衬寿命降低；相反，当炉渣碱度较高时，对炉衬的侵蚀则较轻微，炉衬寿命也相对有所提高。这导致炼钢工艺中造渣技术的变革，采用轻烧白云石造渣，结果炉衬寿命有较大幅度的提高。炉渣中含有氟离子、金属锰离子等时，或者熔池温度升高到 l700℃以上，溶液的粘度会急骤下降，炉衬的损毁速度加快，寿命大幅度降低。所以转炉钢水温度偏高，会使炉衬寿命相应降低。 溶液渗入耐火材料内部的成分包括：渣中的CaO、SiO 2 、FeO；钢液中的Fe、Si、Al、Mn、C，甚至还包括金属蒸气、CO气体等。这些渗入成分沉集在耐火材料的毛细孔道中，造成耐火材料工作面的物理化学性能与原耐火材料基体的不连续性，在转炉操作的温度急变下，出现裂纹、剥落和结构疏松，严格地说这个损毁过程要比溶解损毁过程严重得多。 因此，要降低溶液对耐火材料的渗透，措施有：a.应降低炉衬耐火材料的气孔率和气孔的孔径；b.在耐火材料中加入与溶液不易润湿的材料，如石墨、碳素等；c.严格控制溶液的粘度，即控制冶炼强度、控制出钢温度等。 由炉衬材料的抗渣侵蚀性试验，可得出镁碳砖的渣浸蚀过程为：石墨氧化→方镁石相被渣 中S i O 2、F e 2 O 3 侵蚀→反应生成的低熔物被熔失。 在含碳炉衬的耐火材料中，随着碳含量的增加抗渣侵蚀性会有提高，但不是碳含量越高越好，因为碳含量越高，氧化失碳后炉衬耐火材料的结构越疏松，使用效果会变差。 通过从大量的抗渣试验研究和转炉实际操作可以得出一些炉衬耐火材料抗侵蚀性的认识： (1)铁水成分对炉衬耐火材料寿命有显著影响，特别是硅、磷、硫的含量。 (2)转炉终点温度过高将导致炉衬寿命降低，特别是当终点温度在1700℃以上，每提高10℃，炉衬耐火材料的侵蚀速率都会有显著增加。 (3)提高炉渣碱度有利于降低炉渣对碱性耐火材料的侵蚀。 (4)提高渣中MgO含量，可以降低炉渣对炉衬耐火材料的侵蚀。 (5)提高渣中FeO含量会导致炉衬耐火材料侵蚀加剧。 (6)转炉吹炼初期，渣碱度比较低，对炉衬侵蚀严重，应采用白云石造渣，使渣中MgO含量接近饱和状态。 (7)萤石对炉衬也有侵蚀，因此应尽量降低萤石的加入量。
转炉炉衬结构及损毁机理
转炉炉衬结构及损毁机理 联鑫钢铁集团炼钢部 从氧气转炉诞生之日起，转炉炉衬的耐火材料及其寿命，就是工程技术人员研究的重要课题之一。最初的炉衬寿命只有一百多次，甚至几十次，是妨碍氧气转炉炼钢技术发展的主要障碍。经过几十年的开发研究，现在的炉衬寿命已经达到了成千上万次，炉衬耐火材料的单位消耗降到了2～0．38kg／t钢，应该说已经达到了一种技术水平高、应用效果稳定的状态。这主要受益于耐火材料新品种的开发，冶炼技术、造渣技术的进步，炼钢过程的稳定操作，溅渣护炉技术等。 第一节炉衬耐火材料损毁机理 炉衬耐火材料的损毁机理与耐火材料的化学成分、矿物结构，炼钢工艺过程等一些十分复杂的因素有密切关系，因此要在理论上完全说清楚几乎是不可能的。几十年来，人们对炼钢熔体与耐火材料之间的高温物理化学反应做过大量的研究，但是现在所能作出的结论，也还只是宏观的或是经验性的。归纳起来炉衬损毁的原因大致分成四类： ①机械冲击和磨损； ②耐火材料高温溶解； ③高温溶液渗透； ④高温下气相挥发； 其中以②，③两项被认为是最基本的损毁原因，所做的研究工作也最多。 转炉渣的成分主要为CaO，SiO2，FeO等，当炉渣碱度偏低时，对以CaO，MgO为主要成分的炉衬耐火材料侵蚀严重，炉衬寿命降低；相反，当炉渣碱度较高时，对炉衬的侵蚀则较轻微，炉衬寿命也相对有所提高。这导致炼钢工艺
中造渣技术的变革，采用轻烧白云石造渣，结果炉衬寿命有较大幅度的提高。炉渣中含有氟离子、金属锰离子等时，或者熔池温度升高到l700℃以上，溶液的粘度会急骤下降，炉衬的损毁速度加快，寿命大幅度降低。所以转炉钢水温度偏高，会使炉衬寿命相应降低。 溶液渗入耐火材料内部的成分包括：渣中的CaO、SiO2、FeO；钢液中的Fe、Si、Al、Mn、C，甚至还包括金属蒸气、CO气体等。这些渗入成分沉集在耐火材料的毛细孔道中，造成耐火材料工作面的物理化学性能与原耐火材料基体的不连续性，在转炉操作的温度急变下，出现裂纹、剥落和结构疏松，严格地说这个损毁过程要比溶解损毁过程严重得多。 因此，要降低溶液对耐火材料的渗透，措施有：a.应降低炉衬耐火材料的气孔率和气孔的孔径；b.在耐火材料中加入与溶液不易润湿的材料，如石墨、碳素等；c.严格控制溶液的粘度，即控制冶炼强度、控制出钢温度等。 由炉衬材料的抗渣侵蚀性试验，可得出镁碳砖的渣浸蚀过程为：石墨氧化→方镁石相被渣中SiO2、Fe2O3侵蚀→反应生成的低熔物被熔失。 在含碳炉衬的耐火材料中，随着碳含量的增加抗渣侵蚀性会有提高，但不是碳含量越高越好，因为碳含量越高，氧化失碳后炉衬耐火材料的结构越疏松，使用效果会变差。 通过从大量的抗渣试验研究和转炉实际操作可以得出一些炉衬耐火材料抗侵蚀性的认识： (1)铁水成分对炉衬耐火材料寿命有显著影响，特别是硅、磷、硫的含量。 (2)转炉终点温度过高将导致炉衬寿命降低，特别是当终点温度在1700℃以上，每提高10℃，炉衬耐火材料的侵蚀速率都会有显著增加。 (3)提高炉渣碱度有利于降低炉渣对碱性耐火材料的侵蚀。 (4)提高渣中MgO含量，可以降低炉渣对炉衬耐火材料的侵蚀。