一种消除溅渣护炉过程偏溅现象的方法

摘要

本发明公开了一种消除溅渣护炉过程偏溅现象的方法，属于转炉炼钢技术领域。本发明通过对生白云石加入在溅渣护炉过程产生偏溅现象的分析，得出产生偏溅现象的原因及其带来的危害，在转炉冶炼达到终点时，进行测温取样，加入生白云石，进行转炉出钢操作，出钢结束后进行溅渣护炉操作，其中，通过对生白云石的加入进行量化控制以及优化其加入时机，以减少因加入量的不定因素，对炉渣过热度产生较大影响，减少因炉渣结壳、成坨对溅渣护炉的影响，并且，通过对生白云石在转炉的落点区域加以控制，得出生白云石粒度大小与入炉夹角之间的关系，严格把控生白云石的入炉粒径大小，消除偏溅现象的产生，以达到高效溅渣的目的。

权利要求

1.一种消除溅渣护炉过程偏溅现象的方法，其特征在于：在转炉冶炼达到终点时，进行测温取样，加入生白云石，进行转炉出钢操作，出钢结束后进行溅渣护炉操作；

其中，通过控制炉渣熔点与出钢温度之间的关系，对生白云石的加入量进行控制，出钢温度为T，炉渣熔点为t；

当T－t＞15℃时，生白云石加入量为：M＝(T－t)*7.69kg；

当T－t≤15℃时，不加入生白云石；

生白云石粒度大小与入炉夹角的关系式为：其中，d为生白云石的粒径；ρ为生白云石的密度；v为入炉速度；θ为入炉夹角；η为空气‑5 2

粘性系数为1.82×10 Pa·s；g重力加速度为9.8m/s ；x为落点到起点的水平距离；Δx为区间变化量；H、R分别为转炉内高和熔池半径；h为料斗到炉口的垂直距离。

2.根据权利要求1所述的一种消除溅渣护炉过程偏溅现象的方法，其特征在于：所述生白云石通过震动设备实现震动式投料。

3.根据权利要求2所述的一种消除溅渣护炉过程偏溅现象的方法，其特征在于：所述生

3 3

白云石的密度ρ为3.0×10kg/m。

4.根据权利要求3所述的一种消除溅渣护炉过程偏溅现象的方法，其特征在于：Δx的变化量为：0≤Δx≤0.85m。

5.根据权利要求3所述的一种消除溅渣护炉过程偏溅现象的方法，其特征在于：入炉夹角θ为(0，π/2)。

说明书

一种消除溅渣护炉过程偏溅现象的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及转炉炼钢技术领域，更具体地说是一种消除溅渣护炉过程偏溅现象的方法。

背景技术

[0002] 目前各大钢厂普遍采用溅渣护炉操作对炉体进行维护，利用造碱度和氧化镁相对合适的高温终点渣，在高压氮气的吹溅作用下，使其较为均匀的黏附在炉衬表面，并与炉衬
很好的结合在一起，形成致密的溅渣保护层，进而减少在吹炼过程中钢水、炉渣等因素的冲
刷，起到保护炉衬，提高转炉寿命的作用。针对当前快节奏炼钢模式，大多数钢厂采用溅渣
时加入生白云石，对炉渣进行快速冷却、固化，达到缩短溅渣时间的目的。目前多数钢厂在
面对冶炼终点钢水碳含量较低、钢水及钢渣氧活度高、出钢温度较高等特殊情况时，普遍采
用溅渣过程加入改质剂或生白云石，进行调渣处理，以达到高效溅渣护炉的目的。但通常忽
视了因生白云石加入带来的温降、炉渣包裹结块等问题，从而对炉内溅渣动力学产生阻碍、
抑制等影响，进而导致偏溅现象，导致溅渣的不均匀性，对炉型维护及控制产生较大影响。

[0003] 溅渣护炉过程偏溅现象的定义为：在溅渣护炉过程中，因改质剂或生白云石加入，使炉渣温降过快，发生炉渣表面结块、包裹成坨的现象；或者因采用高位料仓单侧加料，造
成加料的不均匀性，使其在炉渣表面堆积成坨；由这两大主要因素造成炉内溅渣动力学变
差、紊乱，使两侧耳轴的溅渣效果有较大差异，对炉型控制产生较大影响，这称之为：溅渣护
炉过程的偏溅现象(如图1所示)。那么如何解决在溅渣护炉过程中因改质剂或生白云石加
入带来偏溅现象的问题，从而稳定有效的控制转炉炉型是亟待解决的技术难题。

发明内容

[0004] 1.发明要解决的技术问题

[0005] 针对在溅渣护炉过程中因改质剂或生白云石加入带来偏溅现象的问题，如何稳定有效的控制转炉炉型是亟待解决的技术难题，提供一种消除溅渣护炉过程偏溅现象的方
法，通过对生白云石加入的量化控制、优化生白云石的加入时间、合理控制生白云石的粒度
大小和入炉夹角的关系等方式，将消除溅渣护炉过程偏溅的产生，溅渣护炉效果和炉型控
制将得到改善。

[0006] 2.技术方案

[0007] 为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

[0008] 一种消除溅渣护炉过程偏溅现象的方法，其特征在于：在转炉冶炼达到终点时，进行测温取样，加入生白云石，进行转炉出钢操作，出钢结束后进行溅渣护炉操作；

[0009] 其中，通过控制炉渣熔点与出钢温度之间的关系，对生白云石的加入量进行控制，出钢温度为T，炉渣熔点为t；

[0010] 当T－t＞15℃时，生白云石加入量为：M＝(T－t)*7.69kg；

[0011] 当T－t≤15℃时，不加入生白云石。

[0012] 为增加生白云石与炉渣的反应以及混匀时间，充分发挥其作用，优化其入炉时间，并且该方法通过合理的控制炉渣熔点与出钢温度之间的关系，对生白云石加入进行量化控
制，可增加生白云石与炉渣的混匀反应时间，消除因其加入带来炉渣结壳的负面影响，同时
加速冷却，缩短溅渣护炉时间。

[0013] 进一步的技术方案，所述生白云石通过震动设备实现震动式投料。

[0014] 进一步的技术方案，生白云石粒度大小与入炉夹角的关系式为：

[0015]

[0016] 其中，d为生白云石直径；k为常数，取值30；ρ为生白云石的密度；v为入炉速度；θ为‑5 2
入炉夹角；η为空气粘性系数为1.82×10 Pa·s；g重力加速度为9.8m/s ；x为落点到起点的
水平距离；Δx为区间变化量，0≤Δx≤0.85m；H、R分别为转炉内高和熔池半径；h为料斗到
炉口的垂直距离。

[0017] 通过对生白云石在转炉的落点区域加以控制，得出生白云石粒度大小与入炉夹角之间的关系，严格把控了生白云石的入炉粒径大小，减少了因堆积成坨，对溅渣动力学带来
的影响。

[0018] 进一步的技术方案，所述生白云石的密度ρ为3.0×103kg/m3。

[0019] 进一步的技术方案，入炉夹角θ为(0，π/2)。

[0020] 进一步的技术方案，Δx的变化量为：0≤Δx≤0.85m。

[0021] 进一步的技术方案，料斗到炉口的垂直距离h为10～15m。

[0022] 进一步的技术方案，转炉内高H和熔池半径R分别为6.2m和2.3m。

[0023] 将上述数据带入生白云石粒度大小与入炉夹角的关系式中，得出落点到起点的水平距离x，从而计算出采用的生白云石的粒径。

[0024] 本发明通过采用对生白云石加入的量化控制、优化生白云石的加入时间、合理控制生白云石的粒度大小与入炉夹角的关系等方式，将消除溅渣护炉过程偏溅的产生，溅渣
护炉效果和炉型控制将得到改善。

[0025] 3.有益效果

[0026] 采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

[0027] (1)本发明的一种消除溅渣护炉过程偏溅现象的方法，通过对生白云石的加入进行量化控制，以减少因加入量的不定因素，对炉渣过热度的产生较大影响；并且通过优化生
白云石的加入时间，可增加生白云石与炉渣的混匀及反应时间，对减少因炉渣结壳、成坨对
溅渣护炉的影响。

[0028] (2)本发明的一种消除溅渣护炉过程偏溅现象的方法，通过对生白云石在转炉的落点区域加以控制，得出生白云石粒度大小与入炉夹角之间的关系，严格把控了生白云石
的入炉粒径大小，减少了因堆积成坨，对溅渣动力学带来的影响。

附图说明

[0029] 图1是溅渣护炉过程偏溅现象产生的示意图；

[0030] 图2是本发明生白云石转炉内落点区域控制示意图。

具体实施方式

[0031] 为进一步了解本发明的内容，结合附图对本发明作详细描述。

[0032] 图1为现有的在溅渣护炉过程产生偏溅现象的示意图，根据现场溅渣护炉过程加生白云石的工业试验，通过激光测厚仪对溅渣前后的炉壁厚度进行测量，采用溅渣后炉壁
厚度减去溅渣前炉壁厚度，得出现有的偏溅现象的数据，横向数据表示炉壁不同圆周角度，
纵向数据表示溅渣部位高度：

[0033]

[0034]

[0035]

[0036]

[0037] 由上表发现，在高度0‑4.7m,炉壁左半边的侧厚值基本为负值，右半边为正值，表示溅渣过程出现偏溅，左侧未溅到。故左侧耳轴较右侧耳轴溅渣效果极差，在溅渣护炉过程
如对偏溅现象不加以控制，势必会造成转炉炉型的变化无常，从而导致氧枪枪位不能与炉
型变化保持匹配，导致炉渣的氧化性(FeO)和钢水的含氧量大范围的波动，造成工序操作的
不稳定。

[0038] 实施例1

[0039] 本实施例的一种消除溅渣护炉过程偏溅现象的方法，在国内某钢厂120吨顶底复吹转炉成功试验，参照附图2所示，本实施例对通过对生白云石在转炉内的落点区域、加入
量、加入时机加以控制，消除溅渣护炉过程偏溅现象产生的具体内容为：

[0040] 将温度为1390℃的铁水105t兑入转炉，同时加入废钢25t，铁水成分为C：4.84％，Si：0.36％，Mn：0.25％，P：106％。

[0041] 在到达冶炼终点时，提枪测温取样，测出数据：出钢温度T为1655℃，终点C＝0.08％，炉渣熔点t为1619℃。

[0042] 此时，T－t＝36℃＞15℃，达到向炉内加入生白云石的时间；

[0043] 料斗到炉口的垂直距离根据每个厂的顶底复吹转炉的规格进行选用，其中，本实施例中料斗到炉口的垂直距离h为10m，转炉内高H和熔池半径R分别为6.2m和2.3m，并且，在
本实施例中，因料仓固定，入炉夹角为固定值56.1°。进一步的，在投入生白云石时，并通过
对生白云石在转炉的落点区域加以控制，使生白云石的落点区域的变化量Δx为：0≤Δx≤
0.85m，将上述数据带入生白云石粒度大小与入炉夹角的关系式中：

[0044]

[0045] 从而，可以计算得出本次试验投入生白云石的速度v，以及生白云石粒径d为3mm～8mm。

[0046] 因此，在吹炼到终点时，提枪测温取样，达到放钢要求后，向炉内加入300kg的粒径为3mm～8mm的生白云石，然后进行出钢操作，出钢结束后进行溅渣护炉操作，溅渣时间为
2.5min。

[0047] 在溅渣护炉操作结束后，通过激光测厚仪对溅渣前后的炉壁厚度进行测量，测量转炉内壁整个圆周的厚度变化。采用溅渣后炉壁厚度减去溅渣前炉壁厚度，正值表示炉壁
增厚，负值表示炉壁厚度减少，未成功溅渣。其中，横向数据表示炉壁不同圆周角度，纵向数
据表示溅渣部位高度，数据如下：

[0048]

[0049]

[0050] 根据上表数据可以看出，本发明较现有技术中的溅渣护炉操作有较大的好转，未出现明显的偏溅现象；总的来说，本发明通过对生白云石的加入进行量化控制，以减少因加
入量的不定因素，对炉渣过热度的产生较大影响；并且通过优化生白云石的加入时间，可增
加生白云石与炉渣的混匀及反应时间，对减少因炉渣结壳、成坨对溅渣护炉的影响，本发明
还进一步的通过对生白云石在转炉的落点区域加以控制，得出生白云石粒度大小与入炉夹
角之间的关系，严格把控了生白云石的入炉粒径大小，减少了因堆积成坨，对溅渣动力学带
来的影响。总的来说，本发明的综合经济效益尤为突出，获得了企业方的一致好评。

[0051] 以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技
术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案
相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。