[发明专利]金属炉渣复合蘑菇头再生与垫补透气性炉底的方法

说明书

技术领域

本发明专利属于氧气转炉炼钢技术领域。特别是提供一种金属炉渣复合蘑菇头再生与垫补透气性炉底的方法，用于复合吹炼转炉在炉底发生侵蚀的情况下，实现金属炉渣复合蘑菇头的再生和垫补透气性炉底，以保护底吹供气元件，提高复吹炉龄。

背景技术

转炉复合吹炼是一种先进的转炉炼钢工艺技术，多年来由于底吹供气元件寿命不高，造成复吹转炉远低于采用溅渣护炉技术的顶吹转炉。采用金属炉渣复合蘑菇头保护底吹供气元件的工艺技术可以大幅度提高底吹供气元件的寿命，使之与采用溅渣护炉工艺后的转炉炉龄同步。由于金属炉渣复合蘑菇头是基于转炉炉底生成的，因此当炉底发生熔损时蘑菇头可能随炉底一同熔损，严重时会随炉底侵蚀完全侵蚀掉。

转炉炼钢过程炉底厚度的变化是与冶炼钢种、冶炼工艺、出钢条件等工艺因素有关，通常分为以下两类情况：

对于中、小型转炉以生产中、高碳([C]≥0.04％)建筑钢材、特殊钢长材和中厚板为主，终点钢水和炉渣过氧化现象不严重，出钢温度较低，往往造成炉底上涨现象严重；

对于大型转炉以生产低碳、超低碳([C]＜0.04％)板材为主，出钢温度高，钢水和炉渣氧化性强，往往造成炉底熔损，出现凹陷。

对于炉底上涨，可根据现场观察、仪器测量和计算机检测的P-Q曲线判定炉底上涨程度。根据炉底上涨程度可及时采用延长溅渣频率、增加低碳钢吹炼炉数和加强底吹搅拌促使钢流冲刷炉底以及吹扫炉底等工艺措施控制炉底上涨厚度≤200mm，保证蘑菇头的透气性。

但对于炉底熔损出现凹陷的情况，由于金属炉渣复合蘑菇头已随炉底一同熔损，因此需要进行蘑菇头再生并用耐火材料垫补炉底，以保证正常的炉底厚度，还要保持复吹工艺所必需的透气性。这一技术问题在国际上至今尚未解决。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金属炉渣复合蘑菇头再生与垫补透气性炉底的方法，在转炉炉底发生熔损出现凹陷的情况下，实现金属炉渣复合蘑菇头再生和垫补透气性炉底，以保证补炉后炉底厚度基本恢复原始炉底厚度，同时可形成透气性良好的金属炉渣复合蘑菇头，保证复合吹炼工艺的正常进行。

本发明的技术原理是针对大型转炉大量生产低碳、超低碳钢种时，炉底经常大幅度下降并发生熔损形成凹陷。通过采用垫补炉底工艺，首先在供气元件端部喷嘴处形成局部凹坑，并采用少量留钢作业使凹坑内充满钢水。采用适当流量底吹气体冷却凹坑内钢水形成透气性金属蘑菇头。随后，通过调整补炉料粒度配比和采用合理的烧结工艺形成透气性良好的炉底烧结层(在金属蘑菇上形成炉渣蘑菇头)。具体工艺为：当于转炉冶炼低碳钢造成炉底熔损凹陷，金属炉渣复合蘑菇头相应熔损的情况下，使金属炉渣复合蘑菇头再生并保证炉底透气性的垫补炉底，整个炉役内要求以开炉时炉底厚度为标准，严格控制炉底下陷量≤200mm；垫补炉底操作分为：清理炉底、金属蘑菇头再生和垫补烧结炉底三阶段进行：

(1)炉底清理后安排一炉中、高碳钢冶炼，出钢时少量留钢；摇正转炉将底吹流量调至补炉模式喷吹2～3min，将供气元件喷嘴周围凹坑内的钢水初步冷凝形成透气性良好的金属蘑菇头，然后倒净炉渣；

(2)补炉前一炉要求把钢水、炉渣出净，不进行溅渣，开大底吹流量到80～200Nm³/h，将炉底凹坑处的液态渣钢吹净；

(3)补炉时要求0.2-0.5吨钢水，出钢后摇正炉体通过底吹气体冷却喷嘴周围凹坑内的钢水，形成金属蘑菇头后倒掉全部炉渣。

形成透气性炉底的补炉工艺如下：

a.要求严格控制垫补炉底耐火材料的粒度配比，其中≥5mm的大颗粒应占20-80％；

b.烧结过程中采用每支元件的流量采用“大(＞200/Nm³/h)-中(80～90/Nm³/h)-大(＞200/Nm³/h)”底吹供气模式；

c.烧结，烧结，烧结时间为30～40min；烧结过程分三个阶段，第一阶段在停炉烧结过程保证耐火材料与炉衬的烧结，避免气体对烧结过程的影响；第二阶段在冶炼中、前期进行，采用流量80～90/Nm³/h保证喷嘴上方的补炉料局部烧结；第三阶段在冶炼后期进行，采用大气量＞200/Nm³/h保证喷嘴上方补炉料完全烧结，并具有良好的透气性。

本发明提出的金属炉渣复合蘑菇头再生与垫补透气性炉底的补炉工艺分以下三阶段进行：首先，发现炉底凹陷后要进行炉底清理；其后，进行金属蘑菇头再生；最后完成垫补炉底和烧结工艺。具体工艺操作如图1所示。

(1)清理炉底