[发明专利]采用金属炉渣复合蘑菇头提高复吹转炉炉龄的方法

说明书

技术领域

本发明专利属于氧气转炉炼钢技术领域，特别是提供了一种采用金属炉渣复合蘑菇头提高复吹转炉炉龄的方法，在炉役初期生成一种金属炉渣复合蘑菇头保护底吹供气元件，使底吹供气元件寿命与溅渣后转炉炉衬寿命同步。

背景技术

转炉复合吹炼是一种先进的炼钢工艺，其技术原理是在顶吹氧气转炉底部安装数个底吹供气元件，向炉内吹入惰性气体搅拌熔池，促进渣-钢反应平衡。采用复吹转炉炼钢工艺可以改变吹炼后期熔池反应偏离平衡的技术问题，避免钢渣过氧化，有利于提高钢水洁净度。但复吹转炉的炉龄决定于底吹供气元件的寿命。采用溅渣护炉后转炉炉龄从1000炉提高到10000炉以上，但由于目前世界上底吹供气元件的寿命仅为2000～2500炉，不能与转炉炉龄同步，从而造成了复吹转炉炉龄偏低，复吹比大幅度下降。

为了提高复吹转炉炉龄，国际上采用两种方法提高底吹供气元件的寿命：其一是采用更换底吹供气元件技术，在炉役期内更换已经熔损或堵塞的供气元件；其二是采用蘑菇头技术保护底吹供气元件，提高其寿命。

更换底吹供气元件需要一定的周期，影响转炉的产量并具有一定的漏钢危险；同时在炉役期间更换底吹元件对炉底耐火材料有较大损害，不可能多次更换。一般一个炉役内仅可更换1～2次，复吹炉龄仍不能大幅度提高。

奥钢联在世界上首先采用了金属蘑菇头保护底吹供气元件工艺，其特点是：在冶炼中通过强化底吹气体的冷却能(如采用天然气代替氮气)冷却底吹供气元件，并在冶炼初期在供气元件端部形成金属蘑菇头，保护底吹供气元件。金属蘑菇头的特点是体积小，以铁为主(≥91％)，含碳量高(1.48％)。金属蘑菇头在随着熔炼的进行不断地消熔，在炼钢后期往往被熔化，因而不能起到良好保护底吹供气元件的效果。

为了加强底吹供气元件的保护，中国钢铁研究总院曾发明了炉渣蘑菇头，其特点是在溅渣过程中形成透气性良好的主体成份由炉渣组成的炉渣蘑菇头，覆盖在底吹供气元件的端部。炉渣蘑菇头可以很好的保护底吹供气元件，但由于底吹供气元件与炉渣蘑菇头不易焊合，结合不好，容易脱落和产生气孔造成漏气，致使炉役前期形成炉底“窜气”，使底吹气体沿着蘑菇头和溅渣层与炉衬间的间隙或气孔形成的气流通道直接喷出炉外，无法进入熔池，最终使底吹供气元件失效，从而失去复吹炼钢工艺的冶金效果。

发明内容

本发明的的目的在于提供一种采用金属炉渣复合蘑菇头提高复吹转炉炉龄的方法，在冶炼初期生成一种金属炉渣复合蘑菇头保护底吹供气元件，解决了底吹供气元件与炉渣蘑菇头结合不好，易脱落和容易产生气孔造成漏气问题。大幅度提高复吹转炉炉龄，使底吹供气元件寿命与溅渣后的转炉炉衬寿命同步。

本发明采用金属炉渣复合蘑菇头在起到良好地保护底吹元件的同时，也可以避免在供气元件与蘑菇头连接处形成间隙产生漏气现象。

本发明的技术原理是：在复吹转炉开炉时采用较大的底吹流量，适当地提高从底吹环缝式供气元件喷出的气体冷却能。由于高速气流从供气元件喷射向铁水，迅速地冷却了底吹供气元件的端部。在温度较低的底吹供气元件的出口端部，铁水迅速冷却并凝结成为具有很多毛细孔金属固体。这种具有毛细孔的金属固体就成为了金属蘑菇头，也就是成为了金属炉渣复合蘑菇头的基体。在底吹供气元件端部形成发育良好的金属蘑菇头后，出钢后立刻实行溅渣操作，也就是说在金属蘑菇头的基体上覆盖上一层具有一定厚度、耐火度的炉渣。由于溅渣过程中通过底吹气体的冷却作用，在金属蘑菇头表面沉积覆盖的一层炉渣蘑菇头也具有了良好的透气性的。经过多炉反复的溅渣、挂渣等维护操作，最终形成了由金属蘑菇头为基体，上面有覆盖渣蘑菇头，而这种金属炉渣复合蘑菇头也将具有良好透气性能。

本发明的技术方案如下：

本发明采用环缝式底吹供气元件取代毛细管透气砖使气流集中，在复吹转炉底吹供气元件端部形成金属炉渣复合蘑菇头，提高了喷嘴端部的冷却能，有利于在冶炼和溅渣过程中形成发育良好的金属蘑菇头和炉渣蘑菇头。

形成金属炉渣复合蘑菇头的步骤如下：

a.采用环缝式底吹供气元件取代毛细管透气砖，使气流集中、提高气体冷却能，利于金属蘑菇头的形成。在开炉第一炉就加大底吹元件气量(每支元件流量大于40Nm³/h)，促使在环缝式底吹供气元件的端头生成金属蘑菇头；

本发明所述的环缝式供气元件由喷气管、安装法兰、分气室、进气室四部份组成。