周明　吴计雨

【摘 要】本钢铁炼钢厂运用更为先进的底吹专利技术后，对确保转炉生产过程中炉底供气元件的透气性进行了大量的深入研究。在维护底吹供气元件上，采取了更为先进的设备保障、坚持合理高效的维护制度，最终保证底吹供气元件的寿命和炉龄同步以及全炉役中全炉底供气元件一直可见，获得了复吹工艺良好的冶金效果。

【关键词】转炉；底吹；透气

中图分类号： TF729.5 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）14-0021-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.14.008

Bottom Blowing Ventilation Maintenance and Research

ZHOU Ming WU Ji-yu

（Shandong Iron and Steel Rizhao Co.，Ltd.，Rizhao Shandong 276800，China）

【Abstract】The use of more advanced bottom blowing patented technology by the steelmaking steelmaking plant has carried out a lot of in-depth research on ensuring the permeability of the gas supply components in the bottom of the converter. In the maintenance of bottom blowing air supply components， we adopt more advanced equipment guarantees， adhere to a reasonable and efficient maintenance system， and ultimately ensure that the life of the bottom blowing air supply components and the furnace age are synchronized， and that the entire furnace bottom air supply components are always in service. It can be seen that a good metallurgical effect of the combined blowing process is obtained.

【Key words】Converter；Bottom blowing；Breathability

1 研究背景及意义

1.1 研究背景

我国的转炉钢厂通过从19世纪迅速推广运用溅渣护炉技术以来，在转炉炉龄的提高上取得了非常可观的成效，但是该技术存在一些诸如容易引起转炉炉底上涨从而导致炉底透气元件被堵塞等问题。这直接导致转炉底吹的冶金效果受到不良干扰，最终会致使转炉的炉龄与底吹的使用寿命产生严重的不协调。我国随着“炉渣-金属蘑菇头”技术的出现，在一定程度上缓解了这一矛盾，但是并不能完全解决两者不协调的问题。

1.2 研究意义

在应用“炉渣-金属蘑菇头”技术的基础上，结合自身条件，通过实施强化冶炼、复吹等的技术改造，开发一套复吹转炉长寿维护技术，不仅可以进一步降低炉渣中氧化铁的含量、缩短冶炼时间、提高冶炼效益，更能有效提高复吹炉龄超过，目标复比希望达到100%，最终实现复吹与转炉炉龄同步。

2 研究基础条件

2.1 设备情况

钢厂具有多座设计于20世纪70年代120t转炉，后经过改造升级炉容量提升了30t，炉容比最终达到0.67m3/t。钢厂从上世纪90年代开始研究底吹技术。近年来，钢厂对转炉进行了升级改造，特别对转炉底吹系统进行了优化升级，升级后的底吹系统运行稳定而且表现良好。

2.2 工艺情况

钢厂通过改造升级和研发新技术，最终使得炉渣中氧化铁的含量进一步降低而且冶炼时间也有所减少。改造后的炼钢炉不仅更为环保而且使用寿命也有了大幅提高，复吹炉龄超过了10000炉，复吹比100%，复吹转炉比顶吹转炉的供氧时间平均缩短了0.43 min，耗氧量降低了116.1m3/炉。

3 研究过程

3.1 底吹供气元件及布置

3.1.1 底吹供气元件

底吹供气原件是保证转炉底吹透气性良好的关键部件，而透气原件被侵蚀、透气砖堵塞、进气管漏气等是底吹元件失效的主要原因，其中有超过一半底吹元件失效是因为透气砖堵塞造成的失效。

炼钢过程中，在吹炼与溅渣环节，由于转炉底吹喷嘴出口气流的冷却强度比较大，所以极易在进气口喷嘴端部形成“炉渣—金属蘑菇头”。如果维护好“炉渣—金属蘑菇头”，那么供气元件的烧损也会大大降低。

由于在转炉炉役的初期阶段透气元件往往侵蚀比较严重，钢厂采取两种措施来维护透气元件：一是炉役初期透气元件吹口处进行挂渣黏结修补；二是加快生成“炉渣-金属蘑菇头”。它可有效减弱钢流气流对供气元件的冲刷，底部供气元件的损毁也自然而然减少；具有优秀的透气能力，能够基本满足炼钢阶段底吹供气灵活调整的需要而且防堵塞功能也非常突出。

3.1.2 底吹供气元件的布置

底吹供气原件的位置设置有着严格的要求：不仅要能极力提升转炉底吹的冶金效果提升率，而且还要求方便维护保养，最大可能地减少底吹供气元件的熔损，以保证底吹供气元件的长寿。经过了长期努力以及对本厂转炉及冶炼系统的大量试验研究，得出了两个基本的結论：一是在同心圆与熔池直径比为0.45D时的底吹供气元件布置方式会有不错的效果；二是底吹供气元件的支数对底吹效果虽然影响不大。

根据实验中的各项数据以及结论，本钢厂的底吹供气元件在实际应用中，会优先采用4支底吹供气元件而且供气元件要设置在吹炼火点区之内，同心圆与熔池直径比设定为0. 45D。

通过本钢铁炼钢厂转炉底吹改造升级投产后稳定而且良好的表现，可以得出底吹供气元件按照上述进行布置会有比较良好的冶金效果。同心圆与熔池直径比设定为0. 45D既能有效避免了底吹元件的部分位置渣层太厚，又可以在当局部熔损较大时能够很方便的进行维护，保养。

3.2 底吹供气模式

经过大量的实践和优化，不同钢种会有不同的最佳底吹供气模式，这主要与钢的特性与终点要求有关。但是底吹供气强度一般会在一定范围内调整，溅渣期底部供气流量会有所提高。

3.3 结合复吹优化溅渣护炉技术

本厂通过采用复吹技术，可以在溅渣前将炉渣中氧化镁的占比稳定在8%到 10%之间，这样就能够达到溅渣护炉的效果。同时也可以不再盲目追求炉渣粘度，这样可以有效保障底吹供气元件的畅通。

钢厂的终渣分析。本炼钢厂复吹后转炉终渣碱度为3.38，冶炼过程中的底吹气体搅拌使得复吹转炉终渣的结构分布比较均匀，在很大程度上改善了溅渣的效果。

溅渣与复吹等多项技术改造相结合

本炼钢厂通过采用溅渣护炉技术提高炉龄以及严格要求底吹供气元件的维护两个方面同时发力来提升转炉的冶炼效益。通过在溅渣阶段进一步加强底吹供气，有效保证了本阶段“炉渣—金属蘑菇头”良好的透气性。同时通过复吹技术，有效降低了爐渣中氧化铁的含量，炉渣粘度也有所提升，改善了溅渣效果。此外在提高供氧强度的同时，加大了溅渣氮气流量溅渣的速度有了大幅提高。溅渣时间降低了一分钟作右，有效地避免了炉渣厚度的快速上涨。

3.4 底吹供气元件的维护

3.4.1 底吹供气控制

为了获得良好的工艺效果，保证产品质量，那就必须保证底吹系统能够保持长久平稳的运行工作。采用先进的底吹供气自动化控制技术可以实现底吹供气的平稳，同时使得底吹操作变得更加简单稳定。底吹供气自动化控制技术主要反面特征如下：

第一，采用了气闭式切断阀，即可以实现有气关，无气开的效果，保证在断电事故状态下底吹系统能够不堵塞；

第二，自动化控制技术可以自动调节底吹供气元件的工作压力，保证任何状态下都不低于下限保障值；

第三，利用德国先进的西门子S7系列计算机对底吹系统各项参数进行监督预警，确保底吹控制程序的可靠运行；

第四，利用顶枪供氧氧步计算，控制氮氩的切换时间，保证气体切换的绝对安全，同时保证各种气体量的合理供应；

第五，采用气动调节阀，保证各种气体吹气量满足炼钢工艺的要求。

3.4.2 底吹供气元件长寿维护工艺

（1）防止供气元件堵塞及维护措施

为防止供气元件堵塞以及维护便利，经过研究，采用以下措施可以较好的达到生产目的：

第一，开炉初期采用粘渣涂敷炉底，以保护底吹供气元件；

第二，为防止复吹转炉炉渣的粘度太高造成粘连，溅渣时应该保证底部供气大于1000m3/h；

第三，转炉炉底上涨幅度确保底吹供气元件基本可见；

第四，转炉过程中，应尽快倾斜转炉，避免粘渣粘留在炉底。

3.4.3 底吹供气元件的维护效果

本钢在复吹转炉设备以及工艺上采取了以上先进技术以及优化措施，保证了底吹供气元件的工作的稳定性，从而在实际的生产过程中取得了良好的效果。以上技术保证了炉底供气元件全部炉役可见，从而确保了炉底供气元件的通气性。这套完整的复吹技术也必将大大延长底吹供气原件的工作寿命，利于供气元件的长寿维护。

4 研究结果

通过采用完善的自动控制程序实施先进的设备保障以及运用成熟的底吹供气元件维护工艺等多方面措施对转炉底吹供气元件进行方全面的维护，在开炉初期促使炉底形成“炉渣-金属蘑菇头”，中后期严格控制炉渣厚度的增长速度，以此降低底吹供气原件寿命和炉龄的不协调性，使得两者同步。此外保证全炉役中炉底供气元件可见以及底吹透气元件表现良好，可以有效减少底吹供气原件的失效。

【参考文献】

[1]谭明祥，林东，彭飞.复吹转炉底吹透气性维护技术研究[J].钢铁，2005，40（12）：25-27.

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[3]许镇宇，邱宣怀.机械零件[M].北京：高等教育出版社，1965：240-255.