煉鋼轉(zhuǎn)爐滑板擋渣技術(shù)及及其發(fā)展方向

隨著現(xiàn)代科技的高速發(fā)展，用戶對(duì)鋼材質(zhì)量的要求日益提高，對(duì)鋼中P、S等有害元素和夾雜物含量要求越來(lái)越苛刻，生產(chǎn)高質(zhì)量、高技術(shù)含量、高附加值的鋼產(chǎn)品成為鋼鐵企業(yè)的然選擇。針對(duì)轉(zhuǎn)爐煉鋼而言，為了生產(chǎn)超低碳鋼、管線鋼、軸承鋼等高附加值鋼材，減少轉(zhuǎn)爐出鋼時(shí)的下渣量是提高鋼水潔凈度和鋼種質(zhì)量的有效途徑，而且是降低轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)成本的有效措施。在此背景下，外開(kāi)發(fā)了十幾種轉(zhuǎn)爐擋渣技術(shù)，轉(zhuǎn)爐滑板擋渣技術(shù)具有擋渣成功率高，擋渣效果好的勢(shì)，已成為各大鋼廠關(guān)注的焦點(diǎn)。

煉鋼轉(zhuǎn)爐滑板擋渣技術(shù)及及其發(fā)展方向

1、轉(zhuǎn)爐滑板擋渣技術(shù)概述

自1970年日本新日鐵發(fā)明了擋渣球擋渣技術(shù)以來(lái)，為了提高轉(zhuǎn)爐出鋼時(shí)的擋渣效果，減少下渣量，外在擋渣技術(shù)方面進(jìn)行了大量的探索，相繼發(fā)明了擋渣球法、擋渣塞法、擋渣料法、氣動(dòng)擋渣法、出鋼口吹氣干擾渦流法、滑板法等十幾種擋渣方法。轉(zhuǎn)爐滑板擋渣技術(shù)是近幾年發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)、新工藝，通過(guò)紅外下渣檢測(cè)技術(shù)與PLC控制技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)出鋼過(guò)程的自動(dòng)判渣和擋渣。轉(zhuǎn)爐滑板擋渣技術(shù)隨著煉鋼工藝不斷改進(jìn)，而日趨成熟，擋渣成功率高，擋渣效果良，已得到各大鋼廠的認(rèn)可。

轉(zhuǎn)爐滑板擋渣技術(shù)具有的勢(shì)：

（1）降低轉(zhuǎn)爐進(jìn)入鋼包的下渣量，渣層厚度平均40mm左右；

（2）提高品種鋼的煉成率，減少鋼水回磷；

（3）提高合金的收得率，節(jié)省脫氧劑及頂渣改質(zhì)劑的投入量，節(jié)省轉(zhuǎn)爐輔材的使用，節(jié)約成本；

（4）減少鋼水中的夾雜物，提高鋼水純潔度。

某120t轉(zhuǎn)爐冶煉軸承鋼使用滑板擋渣效果分析如下：擋渣成功率≥99%，總渣量平均厚度約50mm,爐內(nèi)余鋼量100～150kg,精煉調(diào)渣時(shí)間降低了1.8min，冶煉周期降低了4min，噸鋼精煉石灰消耗降低0.5kg，噸鋼螢石消耗降低1kg，噸鋼電石消耗降低0.26kg，噸鋼精煉電耗降低6.13kW·h，鋼水回磷率降低0.003%，錳鐵合金收得率90.09%，噸鋼精煉渣量6.8kg。

擋渣帽
    
出鋼前在出鋼口中插入圓錐形鐵皮擋渣帽
    
對(duì)前期下渣有一定的擋渣效果，對(duì)中、后期下渣控制無(wú)效

軟質(zhì)擋渣塞
    
出鋼前在出鋼口中插入軟質(zhì)擋渣塞
    
能夠有效防止出鋼前期下渣，對(duì)中、后期下渣控制無(wú)效

擋渣球
    
出鋼過(guò)程中加入出鋼口上方區(qū)域
    
對(duì)前、中期下渣控制無(wú)效，操作簡(jiǎn)單、成本低廉、擋渣命中率較高（50%~70%），擋渣球在轉(zhuǎn)爐內(nèi)以隨波逐流的方式運(yùn)動(dòng)到出鋼口，擋渣不可靠

擋渣鏢    

利用機(jī)械投擲裝置將導(dǎo)向桿插入出鋼口
    
對(duì)前期下渣控制無(wú)效，與擋渣球相比，可靈活調(diào)節(jié)比重，能自動(dòng)而準(zhǔn)確的達(dá)到預(yù)定位置，具有一定的抑制中期渦流卷渣效果，對(duì)后期下渣的擋渣成功率可以達(dá)90%以上（大型轉(zhuǎn)爐擋渣成功率在80%以上）

電磁法
    
在轉(zhuǎn)爐出鋼口外圍安裝電磁泵，出鋼時(shí)啟動(dòng)電磁泵
    
該方法出鋼時(shí)間長(zhǎng)，大型轉(zhuǎn)爐出鋼時(shí)間需15min以上，勞動(dòng)生產(chǎn)率大大降低

滑板擋渣+下渣檢測(cè)法
    
將滑動(dòng)水口耐火元件安裝到轉(zhuǎn)爐出鋼口部位，通過(guò)下渣檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè)鋼渣
    
可以有效的控制前期及后期下渣，擋渣成功率可以達(dá)到，擋渣效果好，但裝置設(shè)備復(fù)雜，成本較高

氣動(dòng)法
    
用擋渣塞頭進(jìn)行機(jī)械封閉，塞頭端部噴射高壓氣體，防止?fàn)t渣流出
    
對(duì)前期下渣控制無(wú)效，在迅速性、可靠性和費(fèi)用等方面存在明顯勢(shì)。但出鋼時(shí)發(fā)生吸入渦流引起鋼渣混出時(shí)，擋渣時(shí)機(jī)不好掌握，且工作條件惡劣，部件更換頻繁

2、轉(zhuǎn)爐滑板擋渣系統(tǒng)耐火材料使用現(xiàn)狀

采用轉(zhuǎn)爐滑板擋渣出鋼工藝，滑動(dòng)水口系統(tǒng)耐材的使用效果顯得尤為關(guān)鍵，滑動(dòng)水口系統(tǒng)耐材有出鋼口磚、內(nèi)水口磚、上滑板、下滑板，外水口磚等五個(gè)耐火元件。出鋼過(guò)程中，在鋼水、鋼渣的沖刷、侵蝕作用下，滑板會(huì)擴(kuò)孔、夾渣，甚至出現(xiàn)滲鋼事故，因而產(chǎn)品的材質(zhì)選擇和壽命的穩(wěn)定對(duì)保障滑板擋渣出鋼有重要意義。

2.1轉(zhuǎn)爐出鋼口磚、內(nèi)水口磚

轉(zhuǎn)爐出鋼口磚及內(nèi)水口磚主要以鎂碳材質(zhì)，采用大結(jié)晶鎂砂、高純鱗片石墨等原料，高噸位壓力機(jī)成型。出鋼口磚的孔徑設(shè)計(jì)與轉(zhuǎn)爐出鋼時(shí)間相關(guān)聯(lián)，一般采取滑板擋渣技術(shù)后，出鋼時(shí)間有所延長(zhǎng)，出鋼口磚的孔徑可采用錐形結(jié)構(gòu)，加快出鋼。目前出鋼口磚的壽命多為120~150爐，內(nèi)水口磚的壽命為30~60爐。表2示出了出鋼口磚和內(nèi)水口磚的理化指標(biāo)。

2.2轉(zhuǎn)爐上下滑板

轉(zhuǎn)爐滑板是滑板擋渣技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵部件之一。普通滑板的材質(zhì)多選擇鋁鋯碳質(zhì)，其強(qiáng)度高，抗熱震性好，抗沖刷和抗侵蝕性良?；迨褂脡勖€(wěn)定在10～14爐左右。對(duì)于滑板壽命要求高的轉(zhuǎn)爐，可選擇鋯質(zhì)鑲嵌滑板，采用高溫?zé)傻匿啺寤蛘咪啳h(huán)，鑲嵌在滑道和鑄孔部位，利用鋯質(zhì)材料的高溫強(qiáng)度高、抗侵蝕性良等特點(diǎn)，滑板的使用壽命穩(wěn)定在15～20爐，但是這類滑板的材料成本較高。

2.3轉(zhuǎn)爐外水口磚

轉(zhuǎn)爐外水口磚的材質(zhì)主要有鋁碳質(zhì)、鎂碳質(zhì)，產(chǎn)品使用壽命與滑板壽命保持同步。

3、轉(zhuǎn)爐滑板擋渣系統(tǒng)新技術(shù)前景展望

隨著冶金技術(shù)、滑板技術(shù)的進(jìn)步和市場(chǎng)的發(fā)展，會(huì)有越來(lái)越多的鋼企在轉(zhuǎn)爐上應(yīng)用此技術(shù)。轉(zhuǎn)爐滑板擋渣運(yùn)行目前多以擋渣機(jī)構(gòu)、耐材、施工等全方位服務(wù)為一體，以噸鋼承包的模式進(jìn)行，轉(zhuǎn)爐設(shè)備改造部分可以由鋼廠負(fù)責(zé)，也可以單獨(dú)核算進(jìn)行承包。實(shí)行承包模式，有利于擋渣機(jī)構(gòu)的日常維護(hù)管理、耐材使用觀察、施工的責(zé)任管理，保證轉(zhuǎn)爐滑板擋渣的穩(wěn)定運(yùn)行。

針對(duì)目前存在的問(wèn)題，結(jié)合市場(chǎng)的新發(fā)展，該技術(shù)今后的發(fā)展方向應(yīng)側(cè)重以下幾方面：

（1）開(kāi)發(fā)滑板擋渣配套耐材新材質(zhì)，重點(diǎn)提高轉(zhuǎn)爐滑板使用壽命。加大研發(fā)力度，在含鋯材料引入類型、新型抗氧化劑合金添加劑、改變鑲嵌方式等各方面深入探索，進(jìn)一步提高滑板的使用壽命，開(kāi)發(fā)出更適應(yīng)轉(zhuǎn)爐煉鋼環(huán)境的新型高壽命滑板，滿足連澆爐次的提高。

（2）探索新型轉(zhuǎn)爐擋渣機(jī)構(gòu)。擋渣機(jī)構(gòu)在快速定位和鎖緊方式等方面可以開(kāi)發(fā)出一種勞動(dòng)強(qiáng)度低且自動(dòng)化操作程度高的新型轉(zhuǎn)爐出鋼口擋渣機(jī)構(gòu)。

（3）由于轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝的特殊，一批澆次可達(dá)到20爐甚至更多，在現(xiàn)有滑板使用壽命的前提下，可研究擋渣機(jī)構(gòu)滑板在線快速更換技術(shù)，以達(dá)到轉(zhuǎn)爐煉鋼快節(jié)奏的要求。

（4）下渣檢測(cè)技術(shù)的智能化及可命中率化。目前轉(zhuǎn)爐煉鋼使用的下渣檢測(cè)系統(tǒng)，出鋼過(guò)程中鑄流中的夾渣導(dǎo)致誤報(bào)頻繁，可開(kāi)發(fā)一種智能識(shí)別鑄流夾渣檢測(cè)手段，通過(guò)PLC控制調(diào)整轉(zhuǎn)爐出鋼角度來(lái)抵消夾渣現(xiàn)象，從而提高擋渣命中率。

（5）積尋找一種科學(xué)的連滑實(shí)時(shí)判斷手段，并著眼于開(kāi)發(fā)轉(zhuǎn)爐滑動(dòng)水口的在線監(jiān)測(cè)、在線修補(bǔ)、機(jī)械手更換等工程技術(shù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐擋渣新技術(shù)的再次騰飛。(摘自《第十五屆全國(guó)耐火材料青年學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)文集》，作者余西平梁海波等）