CN112280930A - 炼钢转炉溅渣护炉枪位控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种炼钢转炉溅渣枪位控制方法,涉及冶金领域解,决现有溅渣枪位控制方式不利于溅渣护炉的问题。本发明采用的技术方案是:炼钢转炉溅渣护炉枪位控制方法,首先测量炉衬各部位的侵蚀情况,得出炉衬薄弱区域位置,确定需要溅渣区域的高度,即确定溅渣高度上限H高上和下限H高下;然后,按照公式计算溅渣枪位上限H枪上和下限H枪下;最后,转炉出完钢、回零位后,依据上限H枪上和下限H枪下控制枪位进行溅渣护炉。本发明提出了计算溅渣高度的公式,在确定需要溅渣区域的高度的基础上计算溅渣枪位,以此进行溅渣护炉,实现对炉衬薄弱区域有针对性地溅渣控制,使炉衬侵蚀速度均匀,延长了转炉炉衬寿命。本发明用于炼钢转炉溅渣。
Description
技术领域
本发明涉及冶金领域,具体是一种炼钢转炉溅渣护炉枪位控制方法。
背景技术
转炉在装料和冶炼过程中,炉衬各部分由于受废钢、铁水的撞击冲刷程度和炉渣、钢水的侵蚀速度不同,常出现各部位侵蚀程度不一的现象。目前,行业内普遍采用溅渣护炉工艺对炉体进行维护,即采用氧枪向转炉熔池喷吹高压氮气,高压气体通过枪孔射出后冲击炉渣,将炉渣溅起,使炉渣飞溅到炉衬上并与炉衬结合在一起,形成致密的溅渣保护层,从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。
随着炼钢转炉溅渣护炉工艺的普遍实施,炼钢转炉炉龄得以大幅提高。但在炉役中,仍不可避免地会出现炉衬的某个部位侵蚀速度快,出现薄弱环节的现象,这就需要通过补炉等方式进行维护。以攀钢转炉为例,当炉龄达到1000炉以后,熔池部位的侵蚀速度就明显快于其他部位,3000炉以后就需要进行补炉维护。如果转炉出现炉底的上涨,操作工便按照一贯的操作方法,溅渣时将枪位放在下极限,其目的是将炉渣吹开,防止炉底过快上涨。但事实上这种操作并没有抑止炉底上涨,只是反复化炉底操作,并带来一系列明显不良效果:转炉熔池部位侵蚀加剧,而炉帽部位严重结渣,参见图1和图2。
国内大部分钢厂采用氧枪进行溅渣护炉。溅渣枪位指的是氧枪喷头端面与平静熔池液面的距离,是溅渣护炉工艺中非常重要的工艺参数。目前,溅渣枪位根据炉底厚度而定,当炉底下降,就采用高枪位溅渣;若炉底上涨,则采用低枪位溅渣。也有部分钢厂在炉底上涨时采用轻溅渣或不溅渣的操作方法,效果均不太理想。
事实上,溅渣枪位高,炉渣飞溅在炉衬下部;溅渣枪位低,炉渣飞溅在炉衬上部。参见文献《氧气转炉炼钢工艺与设备》(冶金工业出版社2020.1,第237页)中提及的最佳溅渣枪位,但是该文献并并没有提及如何确定最佳枪。显然,现有操作在炉底上涨时将氧枪放在下极限是错误的,这种操作会导致炉衬熔池部位得不到溅起的炉渣,炉渣更多地飞溅在炉帽上,这也是图1所示转炉熔池部位侵蚀加剧、而炉帽部位严重结渣的根本原因。再加之炉底上涨时溅渣枪位低,氮气流对炉底的冷却强度增加,又导致更多的MgO沉积,炉底上涨加速,成为一种恶性循环。
发明内容
本发明提供一种炼钢转炉溅渣护炉枪位控制方法,解决现有溅渣枪位控制方式不利于溅渣护炉的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:炼钢转炉溅渣护炉枪位控制方法,包括以下步骤:
S1、测量炉衬各部位的侵蚀情况,得出炉衬薄弱区域位置,确定需要溅渣区域的高度,即确定溅渣高度H高,溅渣高度H高包括上限H高上和下限H高下。
S2、按照公式1计算溅渣枪位H枪,溅渣枪位H枪包括上限H枪上和下限H枪下,其中上限H高上与下限H枪下对应,下限H高下与上限H枪上对应;
H高=[R-(H液+H枪)×tanθ]×k÷tanθ 公式1
公式1中:R为转炉熔池半径;H液为转炉熔池深度;θ为氧枪喷孔夹角;k为修正系数,取值范围为0.7~0.8。
具体的:炉渣在溅起过程中并不是呈直线运动,而是受重力作用呈抛物线运动。k为一经验数值,具体取值与炉型、渣态等有关。基于实际情况反复比对的研究,k的取值范围一般为0.7~0.8。例如:攀钢老转炉为瘦长型炉型,按上限0.8取值;而新转炉为矮胖型炉型,按下限0.7取值。
S3、转炉出完钢、回零位后,依据上限H枪上和下限H枪下控制枪位进行溅渣护炉。
具体的:步骤S3中,溅渣护炉时,先按溅渣枪位低于下限H枪下进行炉渣冷却,例如按溅渣护炉的下极限进行炉渣冷却;当起渣后,将溅渣枪位放在上限H枪上定点溅渣;炉口的渣粒变少或完全没有时,降低枪位至下限H枪下或更低枪位;最后,加冷料后结束溅渣。
本发明的有益效果是:提出了一种计算溅渣高度H高的公式,在确定需要溅渣区域高度的基础上,根据公式计算溅渣枪位,以此进行溅渣护炉,实现对炉衬薄弱区域有针对性地溅渣控制,使炉衬侵蚀速度均匀,延长转炉炉衬寿命,降低炼钢成本,有利于维持生产的稳定。
高枪位溅渣会出现明显的起渣慢、溅渣时间长的问题,为此,步骤S3先低枪位进行炉渣冷却,起渣后将枪位放在上限H枪上定点溅渣,实现对转炉薄弱处进行定点溅渣维护的目的。降低枪位至下限枪位,加冷料后溅渣结束,实现热态钢渣重复使用目的,具有降低炼钢渣料消耗优点。
附图说明
图1和图2是攀钢7号转炉按现有溅渣护炉方法在炉龄为10558炉时的测厚图。
图3和图4是攀钢3号转炉在炉龄为10240炉时的测厚图。
图5和图6是攀钢3号转炉按照本发明的方法进行溅渣护炉,在炉龄为11104炉时的测厚图。
附图说明:由于炉底及炉衬的厚度图通过激光定位***测得,故测量结果通过不同的颜色来表达。测厚图通过线框图无法清楚地反映不同位置的厚度,故图1~6均为处理得到的灰度图。图1~6中厚度数据的单位均为mm。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
本发明炼钢转炉溅渣护炉枪位控制方法,包括以下步骤:
S1、测量炉衬各部位的侵蚀情况,得出炉衬薄弱区域位置,确定需要溅渣区域的高度,即确定溅渣高度H高,溅渣高度H高包括上限H高上和下限H高下。本步骤可在出钢结束或停炉等待时进行。由于溅渣区域的高度是范围,因此溅渣高度也是一个范围,其范围记为上限H高上和下限H高下。
例如,以攀钢3号转炉(炉龄10240)为例,对于转炉进行测厚,测厚结果如图3和图4所示。由图3可知,炉衬的薄弱环节位于距炉底大约2.5~3.0米的区域内,因此上限H高上可取3.0米、下限H高下可取2.5米。
S2、计算确定溅渣枪位H枪,溅渣枪位H枪包括上限H枪上和下限H枪下,计算公式如下:
H高上=[R-(H液+H枪下)×tanθ]×k÷tanθ 公式1a
H高下=[R-(H液+H枪上)×tanθ]×k÷tanθ 公式1b
公式1a和1b中:R为转炉熔池半径;H液为转炉熔池深度;θ为氧枪喷头喷孔夹角,即氧枪喷孔射出气流与氧枪中心线的夹角。转炉砌筑好后,其熔池半径R也就确定,铁水密度为6.5吨/m3,装入量一定可以计算出转炉的熔池深度H液,θ各厂不一样,但是为定值。在实施例中,修正系数k取值0.85。将攀钢3号转炉对应的R、H液、θ值和k分别代入公式1a和公式1b,根据上限H高上和下限H高下,即可计算得到下限H枪下和上限H枪上。
或者,以溅渣枪位H枪为自变量,以溅渣高度H高为因变量,令溅渣枪位H枪为常用高度,相应获得对应的溅渣高度,即建立转炉溅渣模型,如表1所示。
表1攀钢3号转炉溅渣模型
溅渣枪位H<sub>枪</sub>(米) | 0.0 | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 | 3.5 |
溅渣高度H<sub>高</sub>(米) | 5.00 | 4.57 | 4.15 | 3.72 | 3.30 | 2.87 | 2.45 | 2.02 |
考虑到溅渣高度范围为2.5~3.0米,考虑操作误差,根据表1,选择溅渣枪位H枪为2.5~3.0米,即上限H枪上为3.0米、下限H枪下为2.5米。
S3、转炉出完钢、回零位后,依据上限H枪上和下限H枪下控制枪位进行溅渣护炉。
高枪位溅渣会出现明显的起渣慢、溅渣时间长,为此,溅渣护炉时先低枪位进行炉渣冷却。低枪位是指溅渣护炉规定的最低枪位,一般为枪位的下极限,由于枪位低,对炉渣的搅拌能力较强,对炉渣的冷确强度也最大。例如,将枪位控制在0.5~1.0米进行炉渣冷却。
当起渣后,将枪位放在上限H枪上定点溅渣,即控制枪位于3.0米定点溅渣。一般地,在30秒到1分钟后,目视可判断炉口有少量渣粒开始出现,即可按上限H枪上定点溅渣。
溅渣快结束或肉眼观察炉口完全没有渣粒时,再降低枪位至下限H枪下或更低枪位。此时降低枪位,例如降至下极限,对炉内剩下的渣增加搅拌和冷确强度,为加冷料快速固渣做铺垫。
最后,加冷料后溅渣结束。通过一个月的试运行,将攀钢3号转炉的炉龄从10240炉升至11104炉,测厚结果如图5和图6所示,可见炉底并没有上涨,熔池的薄弱环节侵蚀加速现象有所改善,炉衬右边有明显增厚。
Claims (5)
1.炼钢转炉溅渣护炉枪位控制方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1、测量炉衬各部位的侵蚀情况,得出炉衬薄弱区域位置,确定需要溅渣区域的高度,即确定溅渣高度H高,溅渣高度H高包括上限H高上和下限H高下;
S2、按照公式1计算溅渣枪位H枪,溅渣枪位H枪包括上限H枪上和下限H枪下,其中上限H高上与下限H枪下对应,下限H高下与上限H枪上对应;
H高=[R-(H液+H枪)×tanθ]×k÷tanθ 公式1
公式1中:R为转炉熔池半径;H液为转炉熔池深度;θ为氧枪喷孔夹角;k为修正系数,取值范围为0.7~0.8;
S3、转炉出完钢、回零位后,依据上限H枪上和下限H枪下控制枪位进行溅渣护炉。
2.如权利要求1所述的炼钢转炉溅渣护炉枪位控制方法,其特征在于:步骤S2中,k的取值为0.7~0.8。
3.如权利要求2所述的炼钢转炉溅渣护炉枪位控制方法,其特征在于:步骤S2中,炼钢转炉为瘦长型炉型,k的取值为0.8;炼钢转炉为矮胖型炉型,k的取值为0.7。
4.如权利要求1、2或3所述的炼钢转炉溅渣护炉枪位控制方法,其特征在于:步骤S3中,溅渣护炉时,先按溅渣枪位低于下限H枪下进行炉渣冷却;当起渣后,将溅渣枪位放在上限H枪上定点溅渣;炉口的渣粒变少或完全没有时,降低枪位至下限H枪下或更低枪位;最后,加冷料后结束溅渣。
5.如权利要求4所述的炼钢转炉溅渣护炉枪位控制方法,其特征在于:步骤S3中,溅渣护炉时,溅渣护炉时,先按溅渣护炉的下极限进行炉渣冷却;30秒到1分钟后,将溅渣枪位放在上限H枪上定点溅渣;炉口的渣粒变少或完全没有时,降低枪位至下极限。
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