提高转炉出钢口使用次数.docx

转炉出钢口寿命的探讨
郭振宇
摘要：在西钢钒投产以来，转炉的出钢口套砖的使用寿命有长有短，经过详细的对比研究，从而达到增加转炉出钢口套转使用次数的目的。出钢口套砖具有特殊的意义，它是钢水由转炉进入钢包的唯一通道。由于通钢量大，受到高温钢液冲刷、氧化侵蚀，工作条件相当恶劣，一般情况下使用次数不高，需要不断修补或更换，不仅影响生产时间，而且直接影响钢水质量及生产稳定性。
关键字：出钢口，钢水温度，氧化性
1、前言
出钢口应保持一定的直径、长度和合理的角度，以维持合适的出钢时间。若出钢口变形扩大，出钢易散流、还会大流下渣，出钢时间缩短等，这不仅会导致回磷，而且降低合金吸收率。出钢时间太短，加入的合金未得到充分熔化，分布也不均匀，影响合金吸收率的稳定性。出钢时间过长，加剧钢流二次氧化，加重脱氧负担，而且温降也大，同时也影响转炉的生产率。
2、现状调查
2.1转炉出钢口采用高纯电熔镁砂或大结晶镁砂，配以高纯石墨，添加独特的抗氧化剂，以酚醛树脂为结合剂，通过等静压（整体出钢口）或机压（分体出钢口）成型。具有良好的抗氧化性、强度高、抗侵蚀性好、易更换、寿命高等特点。从材质上分，可以分成镁碳质和烧成镁质。目前认为镁碳质整体出钢口使用效果比较好，寿命长，更换方便。这种砖是以高纯原料等静压机成型的。
2.2西钢钒1#转炉X13105216到X13103826的11个出钢口使用次数统计，得出出钢口使用次数平均在117，并且出钢口的使用次数不稳定，波动较大。
出钢口使用次数统计表图1

2.3取上图中的两点进行分析（以下都是平均值）
表2

出钢温度出钢氧活度出钢碳含量渣中TFe81662.2731.20.045%21.3101642.3515.90.068%18.13、损坏机理
3.1化学侵蚀：
3.1.1钢水和钢渣中的[O]会从镁碳质出钢口材料中夺取碳，从而使耐火材料结构疏松而强度变差。
C+[O ]→CO↑ C+（O）→CO↑
MgO+C→Mg↑+CO↑
3.1.2炉渣碱度太低或渣中的MgO含量低，会产生以下化学反应：
SiO2+C →SiO+CO↑
同样会加剧对出钢口的化学侵蚀。
3.2高温钢水冲刷：
出钢口是钢水由转炉进入钢包的唯一通道，由于通钢量大，高温钢水对出钢口有很强的冲刷，造成出钢口的损耗。
3.3热应力：
耐火材料随着温度的变化，会产生热应力。在交替的出钢和吹炼过程中，温度剧烈变化，对耐火材料进行热冲击。
4、原因分析
4.1为找出影响出钢口寿命的真正原因，我们从人员、原料、操作、设备四个方面进行分析，并绘出因果关系图（如下图）

出钢口寿命低
更换水平低
人员
责任心差
石灰差
原料
出钢口质量差
铁P、S高
设备
氧枪问题
炉型不好
补炉
渣量少
操作
返干
终点温度控制差
造渣差，侵蚀炉衬
钢水过氧化
出钢温度高
碱度低

图2

4.2要因确认
上图中，我们共找出八条末端因素，经过分析共有四条主要因素：
4．2.1出钢温度高
在出钢高温时，出钢口材料会软化，强度显著降低，甚至会熔解，造成出钢口的损毁。
4.2.2钢水过氧化
钢水达到出钢条件后，一般具有较强的氧化性，尤其是炉渣的氧化性更强，因此高温、高氧化性条件下，发生以下化学反应：
C+[O ]→CO↑ C+（O）→CO↑
MgO+C→Mg↑+CO↑
钢水和钢渣中的[O]会从镁碳质出钢口材料中夺取碳，从而使耐火材料结构疏松而强度变差。
4.2.3炉渣碱度低
炉渣碱度太低或渣中的MgO含量低，会产生以下化学反应：
SiO2+C →SiO+CO↑
同样会加剧对出钢口的化学侵蚀。
4.2.4炉型不好
更换出钢口套转时，应该尽量保证出钢口的倾角为00，一方面能缩短出钢长度，减少出钢温损，降低出钢温度，减轻出钢口的高温侵蚀；另一方面，在出钢摇到出钢位后，炉内钢水能接近于自然垂直直接进人钢包，大大减轻钢水对出钢口的压力破坏，同时00角度的出钢口能够有效阻止钢水漩涡的形成，减轻钢渣的混出，减少炉渣对炉口的强氧化性侵蚀，从而提高出钢口的寿命。但在实际操作中，由于炉型的原因，往往很难做到出钢口的倾角为00。
5、改进措施
综合考虑各方面的因素，来有效的降低钢水、炉渣的氧化性以及温度。从而降低钢水、炉渣对出钢口的侵蚀，为提高出钢口的寿命创造条件。
5.1提高拉碳水平：
5.1.1相对稳定的原料条件，包括成分温度等物化指标。
5.1.2中控工的基础操作要到位，保证适宜的温度和良好的终渣，减少补吹处理和后期大幅度的调整，不管补吹的目的是啥，都会增加钢水的氧含量。
5.1.3在吹炼后期，炉长必须到操作室外，观察聆听炉内情况，并针对不同问题指挥中控工进行调节，保证拉碳时达到良好的冶炼状态。炉长要对拉碳前判断准确，补吹时采取的措施得当，尽量减少补吹次数。
5.2控制出钢温度高：