[發明專利]一種延長AOD爐爐役的爐體傾動控制方法

無效

• 申請號: 201210293266.0
• 申請日: 2012-08-17
• 公開（公告）號: CN102776327A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 尤文;韓順杰;馬海濤;李暢
• 申請（專利權）人: 長春工業大學
• 主分類號: C21C7/068
• 分類號: C21C7/068;G05D3/12
• 代理公司: 長春市四環專利事務所 22103
• 代理人: 張建成

技術領域

本發明涉及AOD爐精煉鐵合金生產工藝過程及裝置，特別涉及一種延長AOD爐爐役的爐體傾動控制方法。

背景技術

據統計，我國噸鋼耐火材料消耗是20—25公斤，日本是7.5公斤左右，美國是7—15公斤，與發達國家相比，我國的耐火材料消耗明顯偏高，其主要原因是我國的冶煉設備內襯壽命偏低。如果能夠提高爐襯壽命，可大大降低企業生產成本，提高企業生產率，有利于提高企業的綜合經濟效益和整體的國際競爭力。同時也應看到，冶煉設備壽命的提高，不僅直接導致耐火材料消耗量的降低，而且可以節省大量的鎂、鈣等稀有金屬這些戰略資源，也可以大量降低粘土需求量，從而保護植被和耕地，進而避免因為采礦和采土破壞資源環境。

AOD精煉技術的冶金原理是向爐內吹入O₂和惰性氣體(Ar、N₂)的混合氣體，用Ar或N₂稀釋由脫碳反應產生的CO氣體的分壓，從而促進脫碳反應的進行,并抑制鋼水中鉻的氧化。AOD爐由于精煉溫度高，冶煉周期長，氣體攪拌劇烈，鋼渣沖刷嚴重，爐襯溫度周期性變化幅度大等，爐襯工作條件十分惡劣，因而其爐役遠遠低于轉爐和電爐。

爐役是耐火材料質量、冶煉條件及筑爐維護的綜合反映，耐火材料質量是爐齡的基礎。目前，提高AOD爐爐役的根本途徑仍然是改善爐襯耐火材料的耐火度、高溫強度、氣孔率、雜質含量、磚型尺寸、內部結構、防水化性能、抗熱震性、抗鋼流沖刷能力及抵抗渣侵蝕能力等性能。然而，同樣的耐火材料，因爐襯砌筑、烘烤及冶煉工藝的差異,也會對AOD爐襯壽命產生很大影響，因而該方面的研究成為目前的重點。

針對爐溫高對爐役的影響。研究表明，當熔池溫度在1700℃以上時溫度每提高50℃，爐襯耐火材料的侵蝕速度就提高1倍。而AOD冶煉鉻鐵合金時，脫碳期熔池溫度高達1800℃左右，且爐襯耐火材料在高溫下的工作時間也較長。因此AOD的脫碳期熔池溫度和精煉時間對爐襯壽命的影響較大。為縮短冶煉時間，避免爐襯耐火材料在高溫下長時間侵蝕，間接提高爐役，文獻（石知機等，爐氣分析終點控制技術在馬鋼轉爐的應用，《鋼鐵》.2007,42(4).-24-26；）研究了利用爐氣分析判斷終點，進而避免補吹，達到縮短冶煉時間的目的。

針對爐溫變化大對爐役的影響。由于AOD生產的間歇式、供氣元件都是氣冷的、冶煉過程中爐襯溫度不均勻（風眼區爐襯溫度較高）和精煉期間向熔池內加入大量的造渣料及輔料等，這些都使AOD的爐溫變化較大，導致爐襯耐火材料剝落而影響爐襯壽命。發明專利（劉南平等，鋼包堿性爐襯的烘烤方法，專利申請號：200910312595）通過制定合理的爐襯烘烤制度，使爐襯磚能夠緩緩升至高溫，并保證襯磚被烤透，在出現長時間等待鋼水的情況下，也對爐襯進行烘烤，以避免爐襯耐火材料在接觸鋼水時急熱，或長時間等鋼水時溫降過大而造成剝落。?

針對氣體及鋼流嚴重沖刷爐襯對爐役的影響。在AOD的整個冶煉過程中，都會向熔池吹入大量氣體，從風口吹入的氣體只有少量滲入鐵水中。大部分氣體都帶著氧化物反沖回來并沿后側墻向上運動，在爐內造成局部高溫和渦流，形成了部分高蝕損區域。文獻（張朝霞等，太鋼AOD爐襯長壽技術，《耐火材料》，2006年40（5），P376~378）研究表明，在吹氣時期，如果能把爐子稍稍向后傾轉，迫使向上運動的氣體流離開爐體后部側墻，可以將這種侵蝕減小到最低限度。

文獻（張朝霞等，影響AOD爐耐火材料壽命的因素及其分析，《太鋼科技》，2004年第2期，P1~7）指出，最佳的爐體傾轉角度，由爐內的裝爐量、耐火材料侵蝕特征和氣流速度分別確定。美國有些冶金廠在爐子上安裝角度指示器和測量儀，確保在每一爐的冶煉過程中，爐子能傾轉到相同的角度，這樣就可以針對爐子的侵蝕特征來分區砌筑。向后傾動角度有2°的改變，就會使爐襯耐火材料的侵蝕特征發生根本性的變化，通常爐體的最佳背向傾斜角度是5～7°，最大范圍為0～15°。然而，由于每爐裝爐量的不同、冶煉品種不同以及冶煉工藝的差異，使事先確定的傾動角度并不能完全真實的反映爐襯實際燒蝕情況。

隨著技術的不斷發展，熔池的供氧強度、攪拌強度還在不斷提高。這對熔池耐火材料造成了較強的沖刷，特別是AOD的后墻要承受很大的氣流及鋼流沖刷，這會降低AOD爐齡。文獻（張飛虎等，轉爐濺渣護爐技術的開發與應用，《鋼鐵技術》.?2007(4).-9-10,30）研究了濺渣護爐技術，通過從冶煉工藝、爐渣調節、工藝參數的調整，使得濺渣護爐技術對爐襯、爐型的維護起到了很好的效果，爐齡得到大幅提高，經濟效益明顯。