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第六屆全國(guó)煉鋼-精煉-連鑄理論與實(shí)踐講座于2016年10月16-20于河北·秦皇島召開(kāi)，由：本鋼-馬春生教授、鋼研總院-劉瀏教授、東大-戰(zhàn)東平教授、北科大-張家泉教授主講，理論與實(shí)踐結(jié)合，授課交流3天！歡迎參與！詳詢：李亞?wèn)|18210161369（微信）

（河北鋼鐵集團(tuán)邯鄲鋼鐵公司，河北省，邯鄲市，056015）

摘 要：通過(guò)系統(tǒng)分析擋渣球、擋渣塞、氣動(dòng)擋渣和滑板擋渣等擋渣技術(shù)的原理和效果，邯鋼260 噸轉(zhuǎn)爐應(yīng)用滑板擋渣出鋼技術(shù)，可在 0.5 秒內(nèi)自動(dòng)完成滑動(dòng)水口的全開(kāi)或全閉，實(shí)現(xiàn)出鋼過(guò)程中前期渣、中期渣和后期渣最有效的阻擋；與其他擋渣方法相比，擋渣成功率達(dá)到 100%，轉(zhuǎn)爐出鋼下渣量控制在 50mm 以下，回磷穩(wěn)定控制在 0.002%以下，為品種鋼開(kāi)發(fā)、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本起到了積極作用。

關(guān)鍵詞：滑板擋渣；回磷；下渣

1 前言

        近年來(lái)，隨著邯鋼的快速發(fā)展，主體生產(chǎn)裝備逐步實(shí)現(xiàn)了大型化、現(xiàn)代化，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)由原來(lái)的普通板材升級(jí)為汽車板、家電板、管線鋼等高級(jí)別品種鋼，鋼水質(zhì)量有了質(zhì)的提高。

        減少轉(zhuǎn)爐出鋼時(shí)的下渣是提高鋼水質(zhì)量的一個(gè)重要方面。出鋼擋渣就是通過(guò)某種方法將爐渣盡可能留在爐內(nèi)，以減少轉(zhuǎn)爐高氧化性終渣在出鋼過(guò)程中流入鋼包 [1] 。為提高轉(zhuǎn)爐擋渣效果，邯鋼在 260 噸轉(zhuǎn)爐應(yīng)用了滑板擋渣技術(shù)，采用滑板擋渣技術(shù)后，下渣、回磷得到有效控制，降低了鋼水氧化性，減少了合金消耗，提高了轉(zhuǎn)爐成分命中率。

2 擋渣技術(shù)

        為減少轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程中的下渣，提高擋渣效果，轉(zhuǎn)爐常用的擋渣方法主要有：擋渣塞、擋渣球、氣動(dòng)擋渣等擋渣方式：

2.1 擋渣塞

        1987 年 Michael D.Labate 總結(jié)了西德?lián)踉粼诿绹?guó)使用的經(jīng)驗(yàn)，發(fā)明了具有擋渣和抑制渦流雙重功能的擋渣塞 [2] ，見(jiàn)圖 1。擋渣塞是一種帶桿的、可以導(dǎo)向的耐火材料制品，呈陀螺形，其密度與擋渣球相近，在 4.5～4.7g/cm3，能浮于鋼渣界面，伴隨著出鋼過(guò)程，逐漸堵住出鋼口，實(shí)現(xiàn)抑制鋼水渦流和擋渣的作用 [3] 。

        武鋼 1996 年開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了類似的陀螺形擋渣塞 [4] ，見(jiàn)圖 2。其上部為組合式空心結(jié)構(gòu)，下部為帶導(dǎo)向桿的陀螺形；擋渣塞要求準(zhǔn)確的投入方位和加入時(shí)機(jī)，在實(shí)際運(yùn)行中，受鋼渣粘度、投入方位、加入時(shí)機(jī)等因素的影響，擋渣效果不穩(wěn)定。

2.2 擋渣球

        擋渣球擋渣方法是，利用擋渣球密度介于渣鋼之間(一般為 4.2～4.5g/cm3)，在出鋼結(jié)束時(shí)堵住出鋼口,以阻斷轉(zhuǎn)爐渣進(jìn)入鋼包內(nèi) [5] 。該方法，操作簡(jiǎn)單，運(yùn)行成本低；但使用該方法擋渣時(shí)，在出鋼過(guò)程中，擋渣球大多被粘稠的爐渣粘裹，同時(shí)，隨著轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程中的傾動(dòng)，隨渣層的漂移難以到達(dá)出鋼口部位，導(dǎo)致?lián)踉晒β瘦^低。

2.3 氣動(dòng)擋渣

        奧地利、瑞典等國(guó)家研究成功了氣動(dòng)擋渣法 [6] ，見(jiàn)圖 3。該法主要設(shè)備包括封閉出鋼口用的擋渣塞和用來(lái)噴吹氣體、起動(dòng)氣缸以及對(duì)主體設(shè)備進(jìn)行冷卻保護(hù)等所用的供氣設(shè)備。擋渣時(shí)，擋渣塞頭對(duì)出鋼口進(jìn)行機(jī)械封閉，塞頭端部噴射高壓氣體來(lái)防止?fàn)t渣流出。即使塞頭與出鋼口之間有縫隙，高速氣流也能實(shí)現(xiàn)擋渣的效果。

        該工藝，擋渣效果良好，但氣源、管線設(shè)備安裝復(fù)雜，在高溫下工作，設(shè)備易損，不便維修且成本較高。

3 滑板擋渣工作原理

        邯鋼采用了基于 PLC 自動(dòng)控制和紅外下渣檢測(cè)的滑板擋渣技術(shù)，該方法，可有效阻擋出鋼過(guò)程中的前期、中期和后期下渣，是目前轉(zhuǎn)爐出鋼擋渣效果最佳的一種生產(chǎn)工藝技術(shù)。

3.1 轉(zhuǎn)爐出鋼下渣過(guò)程分析

        轉(zhuǎn)爐出鋼帶渣分三個(gè)階段。初期，開(kāi)始出鋼時(shí)發(fā)生帶渣；中期，由于鋼水渦流作用，渣隨著鋼水流出；后期，當(dāng)轉(zhuǎn)爐向上翻轉(zhuǎn)時(shí)又有部分渣倒出 [7] 。

（1）前期渣，轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)至約 38～50 0 出前期渣，如圖 4 所示；

（2）過(guò)程渣，前期渣之后開(kāi)始出鋼，可觀察到鋼水的渦旋效應(yīng)卷渣；

（3）后期渣，出鋼后期至出鋼結(jié)束階段，如圖 5 所示；

        轉(zhuǎn)爐出鋼到鋼包的下渣總量中, 前期渣量大體占 30%,漩渦效應(yīng)渣約為 30%,后期渣約為40% [8] 。

3.2 滑板擋渣工作原理

        滑板擋渣技術(shù)是移植大包滑動(dòng)水口原理,在傳統(tǒng)轉(zhuǎn)爐的出鋼口位置安裝滑動(dòng)水口裝置，通過(guò)滑動(dòng)滑板和固定滑板之間流鋼孔的錯(cuò)位實(shí)現(xiàn)擋渣出鋼 [9] ；滑板擋渣工藝，見(jiàn)圖 6。

        滑動(dòng)水口擋渣閘閥裝置安裝在轉(zhuǎn)爐出鋼口的外端，滑動(dòng)水口開(kāi)閉采用液壓驅(qū)動(dòng)方式，由自動(dòng)控制系統(tǒng)的 PLC 自動(dòng)采集轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)角度信號(hào)及紅外下渣檢測(cè)信號(hào)，并根據(jù)擋渣工藝要求，在 0.5 秒內(nèi)自動(dòng)完成滑動(dòng)水口的全開(kāi)或全閉，實(shí)現(xiàn)對(duì)出鋼過(guò)程中的前期渣和后期渣最有效的阻擋，是目前轉(zhuǎn)爐出鋼擋渣效果最佳的一種生產(chǎn)工藝技術(shù)。

4 應(yīng)用效果

        邯鋼使用滑板擋渣后，下渣量和回磷量得到有效控制，擋渣效果顯著，為減低鋼水氧化性，降低生產(chǎn)成本起到了積極作用。

        4.1 擋渣成功率達(dá)到100%采用傳統(tǒng)擋渣錐擋渣由于鋼渣粘性大、擋渣錐對(duì)位不準(zhǔn)等原因，擋渣成功率約為 72%；使用滑板擋渣后，擋渣成功率幾乎達(dá)到 100%。

        4.2 下渣量控制在50mm以下

由于擋渣錐擋渣成功率低，造成下渣較多，下渣量在 80-120mm；滑板擋渣配有紅外下渣檢測(cè)，可完全擋住出鋼終渣，下渣量可控制在 50mm 以下。

        4.3 回磷量穩(wěn)定控制在0.002%以下

受下渣量大的影響，鋼水回磷嚴(yán)重，傳統(tǒng)擋渣工藝平均回磷量達(dá)到 0.007%；采用滑板擋渣后，擋渣成功率和下渣量得到明顯改善，鋼水回磷在 0.002%以下，見(jiàn)圖 7.

4.4 使用滑板擋渣后，噸鋼成本降低5.68元。

        滑板擋渣使用后，轉(zhuǎn)爐下渣量大幅減少，降低了鋼水氧化性，對(duì)后工序的脫氧、造渣提供了良好條件；經(jīng)統(tǒng)計(jì)，鋼水氧含量降低了 41ppm；鋼包 Als 含量提高了 102 ppm；可降低合金消耗 3 元/噸；精煉白灰、電耗分別降低了 0.8Kg/t、4.7kwh/t，可降低成本 2.68 元/噸。

        滑板擋渣技術(shù)的應(yīng)用合計(jì)降低生產(chǎn)成本 5.68 元/噸?；鍝踉c傳統(tǒng)擋渣實(shí)際工藝參數(shù)對(duì)比詳見(jiàn)表 1。

5 結(jié)論

（1）采用滑板擋渣，擋渣成功率大幅提高，可減少出鋼下渣，降低鋼水氧化性，減少合金消耗。

（2）滑板擋渣工藝，有效減少了鋼水回磷，對(duì)提高鋼水成分命中率，低磷品種鋼的生產(chǎn)有積極貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 吳喜民，擋渣球和擋渣塞技術(shù)在轉(zhuǎn)爐煉鋼的應(yīng)用[J].山西冶金，2006，（3）,55-55.

[2] 美國(guó)專利(1989).U.S.Patent 4799650.

[3] 國(guó)內(nèi)使用的主要擋渣方法及其特點(diǎn)介紹.柳鋼科技，2011，（4）,18-18.

[4] 華夏.轉(zhuǎn)爐擋渣塞的研究及其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].鋼鐵研究,1997,(6):6.

[5] 于華財(cái)，轉(zhuǎn)爐擋渣出鋼技術(shù)的探討，本鋼技術(shù)，2005，（4）,14-14.

[6] 鄭新友，叢玉偉，劉平等，轉(zhuǎn)爐出鋼擋渣方法[J].鋼鐵研究，2000，（1）,61-61.

[7] C·H·KEUM 等，轉(zhuǎn)爐出鋼新?lián)踉椒ǖ拈_(kāi)發(fā)[J].WISCO TECHNOLOGY，1998，（4）,19-19.

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[9] 王淑華，叢玉偉，徐尚富，楊王輝，郭錕，轉(zhuǎn)爐滑板擋渣出鋼技術(shù)實(shí)踐[J].河南冶金，2010，（12）, 46-46.