提高炉衬寿命的原理措施(共29页).doc

《提高炉衬寿命的原理措施(共29页).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《提高炉衬寿命的原理措施(共29页).doc（29页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、精选优质文档-倾情为你奉上 提高转炉炉衬寿命的原理及相应措施转炉从开新炉到停炉，整个炉役期间炼钢的总炉数称为炉衬寿命，简称炉龄。它是炼钢生产的一项重要技术经济指标。炉龄，特别是平均炉龄在很大程度上反映出炼钢车间的管理水平和技术水平。炉龄延长可以增加钢的产量和降低耐火材料消耗，并有利于提高钢的质量。但对于一定的生产条件和技术水平的车间，存在着一个技术经济效果最好的最佳炉龄，图-1为某厂的一例。因此，应该努力改善生产条件和提高技术水平，将最佳炉龄不断提高到新的水平。同时应该反对不顾技术经济效果而盲目追求最高炉龄的倾向。1 转炉用耐火材料 图 1 生产率、成本与炉龄的关系A一炉衬费用；B一喷补费用；

2、 AB一综合成 本；C一炉子生产率；D最佳炉龄1.1 转炉用耐火材料的演变自氧气转炉问世以来，其炉衬的工作层都是用碱性耐火材料砌筑。曾经用过白云石质耐火材料，制成焦油结合砖，在高温条件下砖内的焦油受热分解，残留在砖体内的碳石墨化，形成碳素骨架。它可以支撑和固定白云石材料的颗粒，增强砖体的强度，同时还能填充耐火材料颗粒间的空隙，提高了砖体的抗渣性能。为了进一步提高炉衬砖的耐化学侵蚀性和高温强度，也曾使用过高镁白云石砖和轻烧油浸砖，炉衬寿命均有提高，炉龄一般在几百炉。直到20世纪70年代兴起了以死烧或电熔镁砂和碳素材料为原料，用各种碳质结合剂，制成镁碳砖。镁碳砖兼备了镁质和碳质耐火材料的优点，克服

3、了传统碱性耐火材料的缺点，镁碳砖的抗渣性强，导热性能好，避免了镁砂颗粒产生热裂；同时由于有结合剂固化后形成的碳网络，将氧化镁颗粒紧密牢固地连接在一起。用镁碳砖砌筑转炉内衬，大幅度提高了炉衬使用寿命，再配合适当维护方式，炉衬寿命可达到万炉以上。 1.2 转炉内衬用砖顶吹转炉的内衬是由绝热层、永久层和工作层组成。绝热层一般用石棉板或耐火纤维砌筑；永久层是用焦油白云石砖或者低档镁碳砖砌筑；工作层都是用镁碳砖砌筑。转炉的工作层与高温钢水和熔渣直接接触，受高温熔渣的化学侵蚀，受钢水、熔渣和炉气的冲刷，还受到加废钢时的机械冲撞等，工作环境十分恶劣。在冶炼过程中由于各个部位工作条件不同，因而工作层各部位的蚀

4、损情况也不一样，针对这一情况，视其损坏程度砌筑不同的耐火砖，容易损坏的部位砌筑高档镁碳砖，损坏较轻的地方可以砌筑中档或低档镁碳砖，这样整个炉衬的蚀损情况较为均匀，这就是所谓的综合砌炉。镁碳砖性能与使用部位如表-1。转炉内衬砌砖情况如下：表1 炉衬材质性能及使用部位气孔率%体积密度g/cm3常温耐压强度MPa高温抗折强度MPa使用部位优质镁碳砖22.823810.5耳轴、渣线普通镁碳砖42.76235.6耳轴部位、炉帽液面以上复吹供气砖22.854614复吹供气砖及保护砖高强度镁碳砖10152.853.040炉底及钢液面以下合成高钙镁砖10152.853.150装料侧高纯镁砖10152.9560

5、装料侧镁质白云石烧成砖2.82.838.4装料侧 (1) 炉口部位。这个部位温度变化剧烈，熔渣和高温废气的冲刷比较厉害，在加料和清理残钢、残渣时，炉口受到撞击，因此用于炉口的耐火砖必须具有较高的抗热震性和抗渣性，耐熔渣和高温废气的冲刷，且不易粘钢，即便粘钢也易于清理的镁碳砖。(2) 炉帽部位。这个部位是受熔渣侵蚀最严重的部位，同时还受温度急变的影响和含尘废气的冲刷，故使用抗渣性强和抗热震性好的镁碳砖。此外，若炉帽部位不便砌筑绝热层时，可在永久层与炉壳钢板之间填筑镁砂树脂打结层。(3) 炉衬的装料侧。这个部位除受吹炼过程熔渣和钢水喷溅的冲刷、化学侵蚀外，还要受到装入废钢和兑入铁水时的直接撞击与冲

6、蚀，给炉衬带来严重的机械性损伤，因此应砌筑具有高抗渣性、高强度、高抗热震性的镁碳砖。(4) 炉衬出钢侧。此部位基本上不受装料时的机械冲撞损伤，热震影响也小，主要是受出钢时钢水的热冲击和冲刷作用，损坏速度低于装料侧。若与装料侧砌筑同样材质的镁碳砖时，其砌筑厚度可稍薄些。(5 ) 渣线部位。这个部位是在吹炼过程中，炉衬与熔渣长期接触受到严重侵蚀而形成的。在出钢侧，渣线的位置随出钢时间的长短而变化，大多情况下并不明显，但在排渣侧就不同了，受到熔渣的强烈侵蚀，再加上吹炼过程其他作用的共同影响，衬砖损毁较为严重，需要砌筑抗渣性能良好的镁碳砖。图3 日本大分厂顶底复合吹炼转炉综合砌砖1一不烧镁碳砖(c =

7、20，高纯度石墨，烧结镁砂)；2一不烧镁碳砖(c=18，高纯石墨，烧结镁砂)；3，4一不烧镁碳砖(c=15，普通石墨，烧结镁砂)；5一烧成镁碳砖(c20，高纯石墨，电熔镁砂)； 久层为烧成镁砖；7一烧成A12O3-SiC-C砖(6 ) 两侧耳轴部位。这部位炉衬除受吹炼过程的蚀损外，其表面又无保护渣层覆盖，砖体中的碳素极易被氧化，并难于修补，因而损坏严重。所以，此部位应砌筑抗渣性能良好、抗氧化性能强的高级镁碳砖。(7 ) 熔池和炉底部位。这部位炉衬在吹炼过程中受钢水强烈的冲蚀，但与其他部位相比损坏较轻。可以砌筑含碳量较低的镁碳砖，或者砌筑焦油白云石砖。若是采用顶底复合吹炼工艺时，炉底中心部位容易

8、损毁，可以与装料侧砌筑相同材质的镁碳砖。综合砌炉可以达到炉衬蚀损均衡，提高转炉内衬整体的使用寿命，有利于改善转炉的技术经济指标。图-3和图-4 是日本两个厂家转炉综合砌筑炉衬的实例。其中图-4是185t复吹转炉的综合砌炉图。图4氧气转炉砌砖图(图中的1，2，3，4，5分别与表5-2的材质编号相对应)图4所示转炉的操作温度在16501710，除了冶炼普通钢外，还冶炼低碳钢和一些特殊钢，每日出钢3545炉次，装入95的铁水，钢水全部连铸，炉龄为5113炉次/炉役。 表2 各种材质的性能能性及分成号编质材12345供气砖化学成分/MgO65.870.875.572.574.5CaO13.30.91.

9、00.21.5固定碳19.214.220.220.220.525主要添加物金属粉金属粉金属粉金属粉 BN体积密度/gcm-32.822.862.842.872.852.88显气孔率/4.73.73.73.03.01.0抗折强度(1400)/MPa4.84.412.915.214.617.7回转抗渣试验蚀损指数(1700)10011798597981使用了部分电熔镁砂为原料。 1.3. 转炉出钢口用砖 转炉的出钢口除了受高温钢水的冲刷外，还受温度急变的影响，蚀损严重，其使用寿命与炉衬砖不能同步，经常需要热修理或更换，影响冶炼时间。改用等静压成型的整体镁碳砖出钢口，由于是整体结构，更换方便多了，材

10、质改用镁碳砖，寿命得到大幅度提高，但仍不能与炉衬寿命同步，只是更换次数少了而已。表3是出钢口用镁碳砖性能。 表3 出钢口用镁碳砖性能成分及性能试样化学成分/%显气孔率/%体积密度/gcm-3常温耐压强度MPa常温抗折强度MPa抗折强度/Mpa（1400）加热1000后加热1500后（MgO）固定碳含量显气孔率/%体积密度/gcm-3显气孔率/%体积密度/gcm-3日本品川公司改进的镁碳砖73.2019.23.202.9239.217.721.67.92.899.92.80国产整体出钢口砖76.8312.95.032.932 炉衬寿命及影响因素2.1 炉衬的损坏2.1.1 炉衬损毁规律氧气转炉在

11、使用过程中，炉衬的损坏程度依次排列为耳轴区、渣线、二个装料面、炉帽部位、熔池及炉底部位，在采用单一材质的合成高钙镁砖砌筑时，是以耳轴、渣线部位最先损坏而造成停炉，其次是装料侧。在采用镁碳砖砌筑时，炉役前期是以装料侧损毁最快，炉役后期则耳轴区和渣线部位损毁的快。在炉底上涨严重时，耳轴侧炉帽部位也极易损坏，往往造成停炉。在耳轴出现的“v”型蚀损，装料侧出现的“”型浸蚀都是停炉的原因。2.1.2 炉衬损毁特点1）观察镁碳砖与烧成砖在开新炉后的状态，其工作面的状态是不一样的，开新炉后镁碳砖的工作面有一层约1020mm的“脱皮”蚀损，随着吹炼炉数的增加，炉衬表面逐渐光滑平整，砖缝密合严紧。烧成砖则棱角清

12、晰，砖缝明显，在开炉温度高时（1700），则有大面积剥落、断裂损坏。采用铁水焦碳烘炉法开新炉时，镁碳砖炉衬未出现过塌炉及大面积剥落和断裂现象，开炉是安全可靠的。2）随着吹炼炉数的增加，镁碳砖经高温碳化作用形成碳素骨架后，其强度大大提高，抗浸蚀能力越来越强，因此在装料侧应采用镁碳砖砌筑，有利装料侧炉衬寿命的提高。3）由于镁碳砖炉衬表面光滑，炉渣对其涂层作用及补炉料的粘合作用欠佳。4）镁碳砖有汽化失重现象，炉役末期，倾倒面（炉帽）易“抽签”，造成塌落穿钢，必须认真观察维护。5）由于镁碳表面光滑，砌完砖后频繁摇炉，倾倒面下沉，与炉壳间有30100mm的间隙，容易发生熔化和粉化，出钢口不好，容易漏钢，

13、炉壳粘钢严重，拆炉困难。6）镁碳砖不易水化，采用水泡炉衬拆炉时，倾倒面砌易水化砖，可不必用拆炉机。2.1.3 炉衬损毁的原因在高温恶劣条件下工作的炉衬，损坏的原因是多方面的，主要原因有以下几个方面： (1) 机械磨损。加废钢和兑铁水时对炉衬的激烈冲撞及钢液、炉渣强烈搅拌时造成的机械磨损。(2) 化学侵蚀。渣中的酸性氧化物及（FeO）对炉衬的化学浸蚀作用，炉衬氧化脱碳，结合剂消失，炉渣侵入砖中。(3) 结构剥落。炉渣侵入砖内与原砖层反应，形成变质层，强度下降。 (4) 热剥落。温度急剧变化或局部过热产生的应力引起砖体崩裂和剥落。(5) 机械冲刷、钢液、炉渣、炉气在运动过程中对炉衬的机械冲刷作用。

14、在吹炼过程中，炉衬的损坏是由上述各种原因综合作用引起的，各种作用相互联系，机械冲刷把炉衬表面上的低熔点化合物冲刷掉，因而加速了炉渣对炉衬的化学浸蚀，而低熔点化合物的生成又为机械冲刷提供了易冲刷掉的低熔点化合物，又如高温作用，既加速了化学浸蚀，又降低了炉衬在高温作用下承受外力作用的能力，而炉内温度的急剧变化所造成的热应力又容易使炉衬产生裂纹，从而加速了炉衬的熔损与剥落。2.1.4 镁碳砖炉衬的损坏机理 根据对使用后残砖的结构分析认为：镁碳砖的损坏首先是工作炉衬的热面中碳的氧化，并形成一层很薄的脱碳层。碳的氧化消失是由于不断的被渣中铁的氧化物和空气中氧气氧化所造成的，以及碳溶解于钢液中或砖中的Mg

15、O对碳的汽化作用，其次是在高温状态下炉渣浸入脱碳层的气孔及低熔点化合物被熔化后形成的孔洞中和由于热应力的变化而产生的裂纹之中。浸入的炉渣与MgO反应，生成低熔点化合物，致使表面层发生质变并造成强度下降，在强大的钢液、炉渣搅拌冲击力的作用下逐渐脱落，从而造成了镁碳砖的损坏。从操作实践中观察到，凡是高温过氧化炉次（温度1700，FeO30），不仅炉衬表面上挂的渣全部被冲刷掉，而且进而浸蚀到炉衬的变质层上，炉衬就象脱掉一层皮一样，这充分说明高温熔损，渣中（FeO）的浸蚀是镁碳砖损坏的重要原因。图5是镁碳砖蚀损示意图。提高镁碳砖的使用寿命，关键是提高砖制品的抗氧化性能。研究认为，镁碳砖出钢口是由于气相

16、氧化一组织结构恶化一磨损侵蚀被蚀损的。 2.2 影响炉衬寿命的因素2.2.1 炉衬砖的材质 A 镁砂镁碳砖质量的好坏直接关系着炉衬使用寿命，而原材料的纯度是砖质量的基础。镁砂中MgO含量越高，杂质越少，可以降低方镁石晶体被杂质分割的程度，能够阻止熔渣对镁砂的渗透熔损。如果镁砂中杂质含量多，尤其是B2O3，会形成2MgOB2O3等化合物，其熔点很低，只有1350。由于低熔点相存在于方镁石晶粒中，会将方镁石分割成单个小晶体，从而促使方镁石向熔渣中流失，这样就大幅度地降低镁砂颗粒的耐火度和高温性能。为此，用于制作镁碳砖的镁砂，一定要严格控制B2O3在0.7以下。我国的天然镁砂基本上不含B2O3，因此

17、在制作镁碳砖方面具有先天的优越性。此外，从图-6可以看出，随镁砂中SiO2+Fe2O3的含量的增加，镁碳砖的失重率也增大。研究认为，在15001800温度下，镁砂中SiO2先于MgO与C起反应，留下的孔隙使镁图6 镁碳砖失重率与镁砂杂质含量的关系碳砖的抗渣性变差。试验指出，在1500以下，镁砂与石墨中的杂质向MgO和C的界面聚集，随温度的升高所生成的低熔点矿物层增厚；在1600以上时，聚集于界面的杂质开始挥发，使砖体的组织结构松动恶化，从而降低砖的使用寿命。如镁砂中m(CaO)/m(SiO2)过低，就会出现低熔点的含镁硅酸盐CMS、C3MS2等，并进入液相，从而增加了液相量，影响镁碳砖使用寿命

18、。所以保持m(CaO)/m(SiO2)2是非常必要的。镁砂的体积密度和方镁石晶粒的大小，对镁碳砖的耐侵蚀性也有着十分重要的影响。将方镁石晶粒大小不同的镁砂制成镁碳砖，置于高温还原气氛中测定砖体的失重情况，试验表明方镁石的晶粒直径越大，砖体的失重率越小，在冶金炉内的熔损速度也缓慢。如图-7所示。实践表明，砖体性能与镁砂有直接的关系。只有使用体积密度高、气孔率低、方镁石晶粒大、晶粒发育良好、高纯度的优质电熔镁砂，才能生产出高质量的镁碳砖。图7 方镁石晶粒大小与砖体失重率的关系图8石墨中SiO2含量与砖体蚀损指数的关系。B 石墨 在制砖的原料中已经讲过，石墨中杂质含量同样关系着镁碳砖的性能。研究表明

19、，当石墨中SiO23时，砖体的蚀损指数急剧增长。图-8中所示石墨的SiO2含量与镁碳砖蚀损指数的关系。C 其他材料图9 树脂与砖体显气孔率及体积密度的关系树脂及其加入量对镁碳砖也有影响。学者们用80烧结镁砂和20的鳞片石墨为原料，以树脂C为结合剂制成了试样进行实验。结果表明，随树脂加入量的增加，砖体的显气孔率降低；当树脂加入量为56时，显气孔率急剧降低；而体积密度则随树脂量的增加而逐渐降低。其规律如图9所示。加入金属添加剂是抑制镁碳砖氧化的手段。添加物种类及加入量对镁碳砖的影响也不相同。可以根据镁碳砖砌筑部位的需要，加入不同金属添加剂。图5-10为添加金属元素Ca对砖体性能的影响；图5-11为

20、加入A1、Si对镁碳砖氧化指数的影响。 从图10可以看出，随钙含量的增加，砖体的抗氧化性、耐侵蚀性等都有提高；当钙含量超过一定范围时，耐蚀性有所下降。 抗渣实验表明，加钙的镁碳砖工作表面粘附着一层薄而均匀致密的覆盖渣层。在这个覆盖渣层下面的原砖表面产生MgO+CaCaO+Mg(气)的反应，从而增强了覆盖渣层的性能，减少了镁蒸汽的外逸，同时在渣层与原砖之间形成了11.5mm厚致密的二次方镁石结晶层。因而大幅度地提高砖体在低温、高温区域的抗氧化性能和在氧化气氛中的耐蚀性。添加钙的镁碳砖残余膨胀低，因此也增强了镁碳砖的体积稳定性。所以，这种镁碳砖特别适合砌筑于转炉相当氧枪喷嘴部位和钢水精炼钢包渣线部

21、位。加入Si、A1金属添加剂后，可以控制镁碳砖中石墨的氧化，特别添加金属铝的效果尤为明显；但加铝后砖体的线膨胀率变化较大，砌筑时要留有足够膨胀缝。研究认为，同时，图10 钙含量对镁碳砖性能的影响脱碳层厚度与Ca含量的关系(14003h)；蚀损指数与Ca含量关系图11 加入金属添加剂Si、A1与镁碳砖氧化指数的关系Si与Al添加剂与镁碳砖氧化指数的关系；Si与Al添加剂与镁碳砖线胀系数的关系加入Si、Al时，在温度低于1300时，随Si/Al比值的降低，即Al的含量增加，砖体的抗氧化性增强；若温度高于1300到1500，随Si/Al比值升高，即Si含量增多，抗氧化性也增强。所以，在1500时，其

22、Si/Al1，添加效果最佳。 添加金属镁有利于形成二次方镁石结晶的致密层，同样有利于提高镁碳砖的耐蚀性能。 2.2.2 吹炼操作 铁水成分、工艺制度等对炉衬寿命均有影响。如铁水Si高时，渣中(SiO2)相应也高，渣量大，对炉衬的侵蚀，冲刷也会加剧。但铁水中Mn高对吹炼有益，能够改善炉渣流动性，减少萤石用量，有利于提高炉衬寿命。 吹炼初期炉温低，熔渣碱度值为12，（FeO）为1040，这种初期酸性氧化渣对炉衬蚀损势必十分严重。通过熔渣中MgO的溶解度，可以看出炉衬被蚀损情况。图-12 熔渣碱度和FeO与MgO饱和溶解度的关系1碱度值为1.21.5，(MnO)2229；2碱度值为2.53.0，(M

23、nO)2026；3碱度值为2.53.4，(MnO)37 熔渣中MgO饱和溶解度，随碱度的升高而降低，因此在吹炼初期，要早化渣，化好渣，尽快提高熔渣碱度，以减轻酸性渣对炉衬的蚀损。随温度升高，MgO饱和溶解度增加，温度每升高约50，MgO的饱和溶解就增加1.01.3。当碱度值为3左右，温度由1600升高到1700时，MgO的饱和溶解度由6.0约增加到8.5。所以要控制出钢温度不宜过高，否则也会加剧炉衬的损坏。图5-12是熔渣碱度和FeO与MgO饱和溶解度的关系。在高碱度炉渣中FeO对MgO的饱和溶解度影响不明显。现将吹炼工艺因素对炉衬寿命的影响列表4。我国与国外相比，炼钢工艺水平有一定差距，列表

24、4对比。表-4 工艺因素对炉龄的影响及提高炉龄的措施项目对炉龄的影响目 标工艺措施 铁水条件铁水Si含量高，渣量大，初期渣对炉衬侵蚀；S含量高，P含量高造成多次倒炉后吹，易使熔渣氧化性强，终点温度高，终渣对炉衬侵蚀加剧稳定吹炼操作，提高终点命中率铁水100采用预处理工艺，铁水S应0.04，Si0.04冶炼 操作前期化渣不良，炉渣碱度偏低，中期返干喷溅严重；后期氧化性强，炉衬受到强烈辐射，冲刷与化学侵蚀，炉衬蚀损严重避免中期返干，控制终渣TFe含量不要过高采用计算机静态控制，标准化吹炼，提高铁水装入温度，使用活性石灰，前期快速成渣；采用复吹工艺控制喷溅和终渣TFe含量终点 控制 高温出钢，当出钢

25、温度1620后，每提高10基础炉龄降低约15炉；渣中TFe每提高5，炉衬侵蚀速度增加0.20.3mm/炉，每增加一次倒炉平均降低炉龄30；平均每增加一次后吹，炉衬侵蚀速度提高0.8倍尽量减少倒炉次数，控制终点温度波动小于士10降低出钢温度采用计算机动态控制技术，避免多次倒炉或采用不倒炉直接出钢技术，炉外精炼、加强钢包的周转和烘烤，降低出钢温度。护炉 工艺采用各种护炉工艺可提高炉龄3倍以上；监测掌握炉衬侵蚀情况进一步提高炉龄采用激光监测炉衬蚀损情况，可综合砌筑炉衬，配合溅渣护炉技术和喷补技术其他 减少停炉次数和时间，避免炉衬激冷，防止炉衬局部严重损坏，维护合理的炉型提高转炉生产作业率 加强炼钢精

26、炼连铸三位一体生产调度与管理项 目美LTV公司我国情况我国的主要差距工艺及装备水平转炉吨位/t25030300吨位小，多数公称吨位为30t以下转炉生产负荷过大吹炼制度二吹一三吹二(或三吹三)铁水处理能力100铁水预脱硫铁水预脱硫量很少绝大多数转炉不具备铁水脱硫条件钢水升温和精炼能力有较少多数转炉车间不具备升温和精炼能力连铸比/10080许多转炉厂采用100连铸工艺直接出钢能力100采用副枪动态控制少数采用绝大多数转炉需23次倒炉才能出钢铁水条件铁水成分/Si含量较高，转炉渣量一般超过100kg/tSi0.40.41.2S1.0mm1.0mm湿 法9l1310901517半干法9052.5257

27、51017下面分别介绍各种喷补方法：1）湿法喷补料湿法喷补料的耐火材料为镁砂，结合剂三聚磷酸钠为5，其他添加剂膨润土为5，萤石粉为1，羧甲基纤维素为0.3，沥青粉为0.2，水分为2030。湿法喷补的附着率可达90，喷补位置随意，操作简便，但是喷补层较薄，每次只有2030mm。粒度构成较细，水分较多，耐用性差，准备泥浆工作也较复杂。2）干法喷补料干法喷补料的耐火料中镁砂粉占70，镁砂占30，结合剂三聚磷酸钠为57，其他添加剂膨润土为13，消石灰为510，铬矿粉为5。干法喷补料的耐用性好，粒度较大，喷补层较致密，准备工作简单，但附着率低，喷补技术也难掌握。随着结合剂的改进，多聚磷酸钠的采用，特别是

28、速硬剂消石灰的应用，使附着率明显改善，这种速硬的喷补料几乎不需烧结时间，补炉之后即可装料。3）半干法喷补料半干法喷补料中粒度小于4mm的镁砂占30，小于0.lmm的镁砂粉占70，结合剂三聚磷酸钠为5，速硬剂消石灰为5，其中水分为1820，炉衬温度为9001200时进行喷补。4）火法喷补材料采用煤气一氧气喷枪，以镁砂粉和烧结白云石粉为基础原料，外加助熔剂三聚磷酸钠、氧化铁皮粉（粒度小于100目），转炉渣料（粒度小于0.08mm），石英粉（粉度小于0.8mm）。将喷补料送入喷枪的火焰中，喷补料部分或大部分熔化，处于热塑状态或熔化状态喷补料，喷补到炉衬表面上很易与炉衬烧结在一起。 在20世纪70年代

29、初，曾采用了白云石、或高氧化镁石灰、或菱镁矿造渣，使熔渣中MgO含量达到过饱和，并遵循“初期渣早化，过程渣化透，终点渣做粘，出钢挂上”的造渣原则。因为熔渣中有一定的MgO含量，可以减轻初期渣对炉衬侵蚀；出钢过程由于温度降低，方镁石晶体析出，终渣变稠，出钢后通过摇炉，使粘稠熔渣能够附挂在炉衬表面，形成熔渣保护层，从而延长炉衬使用寿命，炉龄有所提高。例如1978年日本君津钢厂转炉炉龄曾突破1万炉次，创造当时世界最高纪录。3 溅渣护炉技术溅渣护炉的基本原理是，利用MgO含量达到饱和或过饱和的炼钢终点渣，通过高压氮气的吹溅，在炉衬表面形成一层高熔点的溅渣层，并与炉衬很好地烧结附着。这个溅渣层耐蚀性较好

30、，从而保护了炉衬砖，减缓其损坏程度，炉衬寿命得到提高。进入90年代继白云石造渣之后，美国开发了溅渣护炉技术。其工艺过程主要是在吹炼终点钢水出净后，留部分MgO含量达到饱和或过饱和的终点熔渣，通过喷枪在熔池理论液面以上约0.82.0m处，吹入高压氮气，熔渣飞溅粘贴在炉衬表面，同样形成熔渣保护层。通过喷枪上下移动，可以调整溅渣的部位，溅渣时间一般在34min。图5-13为溅渣示意图。有的厂家溅渣过程已实现计算机自动控制。这种溅渣护炉配以喷补技术，炉龄得到极大的提高。例如，美国LTV钢公司印第安纳港厂两座252t顶底复合吹炼转炉，自1991年采用了溅渣护炉技术及相关辅助设施维护炉衬，提高了转炉炉龄和

31、利用系数，并降低钢的成本，效果十分明显。1994年创造了15658炉次/炉役的纪录，连续运行1年零5个月，到1996年炉龄达到19126炉次/炉役。 我国1994年开始立项开发溅渣护炉技术，并于1996年11月确定为国家重点科技开发项目。通过研究和实践，在国内各钢厂已广泛应用了溅渣护炉技术，并取得明显的成果。 溅渣护炉用终点熔渣成分、留渣量、溅渣层与炉衬砖烧结、溅渣层的蚀损以及氮气压力与供氮强度等，都是溅渣护炉技术的重要内容。 3.1 熔渣的性质3.1.1 合适的熔渣成分 溅渣用熔渣的成分关键是碱度、TFe和MgO含量，终点渣碱度一般在3以上。 TFe含量的多少决定了渣中低熔点相的数量，对熔渣的熔化温度有明显的影响。当渣中低熔点相数量达30时，熔渣的粘度急剧下降；随温度的升高，低熔点相数量也会增加，只是熔渣粘度变化较为缓慢而已。倘若熔渣TFe含量较低，低熔点相数量少，高熔点的固相数量多，熔渣粘度随温度变化十分缓慢。这种熔渣溅到炉衬表面上，可以提高溅渣层的耐高温性能，对保护炉衬有利。 终点渣TFe含量高低取决于终点碳含量及是否后吹。若终点碳含量低，渣中TFe含量相应就高，尤其是出钢温度高于1700时，影响溅渣效果。 熔渣成分不同，MgO的饱和溶解度也不一样。可以通过有关相图查出其溶解度的大小，也可以通过计算得出。实验研究表明，随着熔渣碱度的提高，MgO的饱和溶解度有所降低。碱度R