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转炉溅渣护炉技术
1 前言
溅渣护炉技术是在转炉吹炼结束后 , 通过顶吹氧枪高速喷吹氮气射流 , 冲击残留在熔池内的部分高熔点炉渣 ,
使熔渣均匀地喷溅粘附在转炉炉衬表面 , 形成炉渣保护层 , 达到护炉的目的。该技术在美国 LTV 厂成功后 ,
使转炉炉龄从 5000 炉提高到 15000 炉以上 , 创造了目前世界上最高的转炉炉龄记录。该项先进技术介绍到
中国后 , 我国许多工厂结合本厂的资源、工艺特点 , 进行开发采用 , 获得了明显的经济效益。
尽管溅渣护炉技术已经在生产中广泛应用 , 并获得了巨大的成功。但在溅渣护炉技术的基础理论研究方面 ,
却处于空白状态。最近该方面的研究已经引起国内外广大冶金学者的重视。
本文将简单总结钢铁研总院工艺所在下述领域里的研究结果 :
(1) 熔池溅渣动力学的研究;
(2) 溅渣层与炉衬的结合机理
(3) 溅渣层的浸蚀试验
(4) 合理的终渣成分控制。
2 熔池溅渣动力学的研究
如何有效地利用高速氮气射流将炉渣均匀地喷溅在炉衬表面 , 是溅渣护炉的技术关键。 其效果决定于以下控
制因素 :
(1) 熔池内留渣量和渣层厚度
(2) 熔渣的物理状态 : 炉渣熔点、过热度、表面张力与粘度
(3) 溅渣气动力学参数 : 喷吹压力、枪位以及喷枪夹角和孔数等。
通过水力学模型试验和理论分析 , 研究了熔池溅渣动力学过程 , 初步提出优化溅渣的工艺参数。
 水模型测定
(1) 喷吹工艺对溅渣高度的影响
1) 对不同的介质 , 不同高度条件下的溅渣量的分布基本相似 , 随着溅渣高度的升高 , 溅渣量逐渐降低。
2) 当溅渣高度 hs/D= 时, 不同高度下的溅渣量的分布规律发生变化。 当 hs/D≤ 时 , 溅渣量的比例高达
总渣量的 30%~60%,随着高度的增加 , 溅渣量将迅速降低。在 hs/D≥ 以后溅渣量随高度增加 , 溅渣量减少
的速率降低。在这一高度的范围内 , 溅渣量约占溅渣总量的 0~20%。由此推论 , 炉内溅渣存在两个反应区 : 当
hs/D≤ 时, 溅渣以渣液面波动为主 , 溅渣量大 , 并随溅渣高度增加迅速降低。当 hs/D> 时, 溅渣主要通
过反射的高速氮气射流夹带的渣液为主。溅渣量低 , 但随高度的增加 , 溅渣量衰减比较缓慢。
3) 枪位对溅渣高度有较为明显的影响。在同样气源压力下 , 采用较低的枪位易于
造成渣液面的剧烈搅动 , 有利于转炉下部 (hs/D ≤) 溅渣高枪位 , 易于炉渣的破
碎、乳化 , 有利于转炉上部 (hs/D>) 溅渣。
量
(2) 炉渣物性的影响为了测定炉渣物性对溅渣效果的影响 , 水模中分别采用水、 盐
水和水玻璃模拟炉渣。 溅渣介质的变化对转炉下部、 以渣液面波动为溅渣机制的
影响较大。随炉渣密度和粘度的升高 , 渣液面波动造成溅渣量迅速降低。说明对
于密度、粘度较高的炉渣 , 将消耗更多的射流冲击能才能造成液面的剧烈波动。
而对于转炉上部溅渣 , 溅渣介质的变化对溅渣量的影响不大 , 说明炉渣表面张力
的变化对射流乳化和携带液体炉渣能力影响较小。 由于熔池溅渣总量主要决定于
下部溅渣 ( 约占 60%~70%) , 因而在不同压力和喷吹