提高转炉出钢口寿命 股份炼钢厂 1#转炉 QC 课题组一、 前言转炉炉衬中,出钢口具有特殊意义，它是钢水由转炉进入钢包的唯一通道。由于出钢口通钢量大，受到高温钢液冲刷、氧化浸蚀,工作条件相当恶劣，一般情况下出钢口寿命很低,需要不断的修补或更换，不仅影响生产时间，而且直接影响到钢水质量及生产稳定性。近几年来，延长出钢口的寿命、提高出钢质量越来越引起了生产厂家的重视。多年以前，莱钢 45 T 转炉出钢口受热换工艺落后、出钢口材质差、钢水温度高、钢水氧化性强等因素影响，出钢口寿命较低，平均仅为 200 炉左右，同时由于热换采用人工作业，热换平均时间长达 60 分钟以上，被迫使用内径较小的出钢口套砖尽可能延长出钢口寿命，进而导致转炉平均出钢时间较长，极大的限制了转炉作业率的进一步提高。2005 年以来，炼钢厂通过探索和实践，总结出了一套提高出钢口寿命的生产工艺，不仅大幅度提高了出钢口寿命,而且缩短转炉冶炼周期效果相当明显。此次一号转炉 QC 小组就是在此基础上，通过立项研讨，不断提高出钢口寿命，降低耐材消耗，实现经济炉役的目标。 表一：小组成员构成表小组名称 莱钢炼钢厂 1#转炉 QC 小组小组编号 LLG-001 注册日期 2011 年 1 月课题类型 现场型 活动时间 2011 年 1 月12 月姓名 性别 文化程度 职称 组内职务 组内责任曹平 男 本科 助工 组长 策划组织杨波 男 本科 工程师 组长 组织实施宋立新 男 技校 高技 组员 具体实施徐峰 男 技校 高技 组员 具体实施王富庆 男 高中 中技 组员 具体实施张玉国 男 技校 中技 组员 具体实施王洪央 男 技校 高技 组员 统计分析林敏 男 本科 助工 组员 记录统计制表人：林敏 时间：2011 年 11 月为顺利推进小组的活动，保证活动实效，实现活动目标，小组制定了活动计划推进表，见表二：表二：小组活动计划及实施、活 动 进 度 （月份）活动 阶段活 动内 容 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12课题选择现状调查确定目标原因分析确定主因P制定对策D 对策实施C 效果检查巩固措施A 遗留问题及今后打算计划 实际 制表人：林敏 时间：2011 年 11 月二、选题理由质量目标2008 年炼钢厂计划吨钢氧耗 54.3m3/T,耐材消耗每 10000 炉小于 0.1 kg/t，我车间出钢口要求达到 300 炉以上。实际情况去年我厂转炉出钢口寿命仅为 290炉，出钢口侵蚀的程度相当严重，因此提高出钢口寿命是目前需要迫切解决的一个问题。三、现状调查 表三：2011 年上半年耐材消耗统计表(Kg/T)月份 1 2 3 4 5 平均耐材消耗 0.164 0.214 0.285 0.272 0.28 0.243制表人：林敏 时间：2011 年 11 月表四：下表是 1#转炉车间今年 1-6 月份的出钢口平均寿命月份 1 2 3 4 5 6 上半年平均寿命 280 295 310 305 320 300 300制表人：林敏 时间：2011 年 11 月从上表可以看出耐材消耗仅维持在 0.243 kg/t，因此降低耐材消耗，降低钢中氧含量减少对出钢口的侵蚀是目前需要迫切解决的一个问题。 由调查分析得出：终点钢水氧化性强导致出钢口侵蚀严重，与此同时造成合金收得率低、耐材消耗多。因此，出钢口的寿命在转炉生产中不可忽视，提高出钢口的寿命同时还能减少钢水过氧化，提高钢水质量，因此，提高转炉高拉碳合格率势在必行。四、目标确定一、目标设定小组将本次活动的目标确定为：小组将本次活动的目标确定为：将出钢口寿命由将出钢口寿命由 300 提高到提高到 350活动目标柱状图（1）课题选择 因此我小组确定的本次活动的课题为：提高转炉出钢口寿命3500.10%0.11%0.11%0.12%0.12%0.13%0.13%现 状 目 标终 点 碳 含 量二、目标可行性分析1 质量目标方面：目前，莱钢已经形成了相当大的生产规模，同时不断提高自己的产品质量，以增强自身竞争力，满足用户对于产品质量更高的要求。2 生产实际情况：我们一号转炉车间是一支团结向上、善打硬仗的战斗集体，在主观上有强烈的愿望要求持续作好降本增效工作，在技术水平和业务能力上也能够保障出钢口寿命 350 炉的目标实现。3 课题选择出发点：今年下半年以来，钢铁市场低糜。提高转炉出钢口寿命是降低各种原料消耗、节约成本的有效途径之一。在各项新技术的保障之下，为优化高拉碳工艺提供了新的契机。根据对目标的可行性分析，我们所制定的目标可以实现。300五、原因分析为找到影响出钢口寿命的真正原因，我们课题组从人员、设备、原料、操作四个方面进行分析，并绘出了因果关系图（如图） 。人员 原料更换水平低 责任心差 石灰差 铁水 p,s 高 出钢口质量差 出钢温度高 钢水过氧化 返 氧枪问题 炉型不好 渣量少 碱度低 干 终点温度控制差 造渣差，侵蚀炉衬 补炉 操作 设备 图 4：因果关系图 制图：林敏 时间：2011.10.20六、要因确认从因果关系图中，我们共找出八条末端因素，为找出主要原因，我们将条末端因素逐一进行了验证分析，并确定了四条主要原因。 （见表六） 。表五：序号 末 端 因 素 验证分析 结 论1出钢温度高出钢温度一般为 16601700 ，高温下，出钢口的材料会软化，强度显著降低，甚至会熔解，造成出钢口的损毁要因2钢水过氧化钢水达到出钢条件后，一般都具有较强的氧化性，尤其炉渣氧化性更高，因此，高温、高氧化性条件下，发生以下化学反应：C + O CO MgO + C Mg + CO 钢水或炉渣中的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。要因3炉渣碱度低炉渣碱度太低或渣中 MgO 含量少，会产生以下化学反应：SiO2 + C SiO + CO 要因出钢口寿命低同样会加剧对出钢口的化学侵蚀。4 炉型不好更换出钢口时，应该尽量保证出钢口倾角为 0，一方面能缩短出钢口长度，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，在出钢摇到水平位后，炉内钢水能接近于自然垂直直接进入钢包，大大减轻钢水对出钢口压力破坏，同时 0角度的出钢口能够有效地阻止钢水旋涡的形成，减轻钢渣混出，减少炉渣对出钢口强氧化性侵蚀，从而提高出钢口的使用寿命。但在实际操作过程中，由于炉型的原因，往往很难做到出钢口倾角为 0。要因七、制定对策就以上分析要提高我厂的高拉碳水平就要从以下几个方面考虑：(1)、要有相对稳定原料条件，包括成分温度等物化指标。(2)、一助手的基础操作要到位，保证适宜的温度和良好的终渣，减少补吹处理和后期大幅的调整，不管补吹得目的是什么都会增加钢水的氧含量。(3)、就是炉长本身的更换出钢口的操作，根据对炉型的把握，控制好出钢口更换的倾角。综合考虑各种因素，来有效地降低了钢水、炉渣氧化性，降低了钢水、炉渣对出钢口的侵蚀，为提高出钢口寿命创造了条件。 。下表是具体对策表：表六：序号 要 因 对 策 目 标 措 施完成时间 负责人1 出钢温度高 及时了解铁水情况 保证终点温度1、每炉做铁水成分，发现硫高减少冷料，保证 R 和终点温度。2、及时联系调度室，调整废钢装入量。7 月 王洪央2 炉渣碱度低 及时调渣和压枪 保证炉渣合适的流动性1、石灰、白云石计算加入，保证终渣成分、碱度，提高萤石的品位，第一批料的同时配加萤石 100Kg。2、根据枪龄、炉型、原料成分变化等因素，确定基本冶炼枪位，出现返干征兆及时提枪化渣，并根据8 月 宋立新温度情况配加渣料化渣，采用渣料和枪位两项结合来化渣的方式。终点提枪前压枪时间30 秒。3、出现异常及时测量枪位。3 钢水过氧化 提高自身技能 提高一次拉碳率在吹炼后期，炉长必须到操作室外边，观察、聆听炉内情况，并针对不同问题指挥一助手进行调节，保证在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。9 月 徐峰4 炉型不好做好补炉操作与日常维护更换出钢口时补炉调整和平时的炉后挂渣出钢口与炉衬的侵蚀机理是相似的，因此，挂渣保护技术同样适用于出钢口，溅渣护炉后，从出钢面倒渣，炉渣通过出钢口时部分附着下来，形成挂渣层。出钢口挂渣保护技术不仅提高了出钢口寿命，还有效的维护了出钢面。此外在在更换出钢口时炉长可根据实际情况补炉调整钢面。10 月 王富庆八、对策实施（一）及时了解铁水情况依据对策一号转炉车间制定了详细的交接班制度，接班时仔细观察上个班的铁水情况，装入量情况。当班班组注意每一炉铁水温度和成分的变化，采取不同的拉碳时机和操作方法冶炼。当数据采集系统出现问题时，炉前人员应及时与原料沟通，掌握铁水情况。（二）及时调渣和压枪实施一：铁水中硅含量低时，适当减少第一批造渣料的加入量,并减少过程中造渣料用量和补加渣料的次数，以确保温度。因为碳、氧剧烈反应期提前，应提前提高枪位，以增加渣中(FeO) 含量,防止返干现象出现。在改变枪位没有把握时，可以适当在废钢中配加少量 Fe-Si ，有利于吹炼前期化好渣。 实施二：铁水中硅含量高时,首先应改变装入量，减少铁水用量，提高废钢等冷料用量。同时考虑到碳、氧剧烈反应期推后,应适当延长前期压枪时间，防止喷溅造成渣中(FeO) 损失,导致后期返干严重。实施三： 在日常生产过程中，炉长根据实际情况控制镁块和白云石的摄入，使终渣（MgO）的含量保持合适的水平，降低炉渣对出钢口的侵蚀。（三）准确判断保证合适终点温度实施一：倒炉过程温度判断 倒炉时，可以通过炉膛情况判断炉温。钢水温度高时，炉膛、炉口冒出的火焰发亮，炉壁发亮；温度低时，炉膛发红，炉口冒出的火焰不那么白亮，带有红色。观察炉渣时，炉渣白亮说明温度较高，反之炉渣暗红则温度较低。实施二：拉高温如何解决 拉碳温度高时，加料降温，矿石 150Kg 降 10(应避免终点加矿石)，石灰及镁块 300Kg 降 10。尽量采用石灰及镁块降温，当炉渣未化好，炼螺纹钢时，可适当加矿石调整。实施三：拉低温如何解决 拉碳温度低时，进行补吹提温，正常情况下，补吹 1s 提 1，若化渣不透，提温速度较慢 2s 提 1，提温时间可适当延长，若终渣较死，其中有为熔解的渣料，则补吹有可能因为渣料的熔化而降温，补吹要倒炉测温，避免低温钢。此外，碳高升温慢，碳低升温快，在点吹时要特别注意。（四）提高自身技能在更换出钢口操作的控制上，一号转炉车间从提高自身技能出发，定期组织班组骨干研讨会，对近期的生产情况各班作出总结，针对当前的生产中产生的问题，共同研讨找出问题发生的原因，并商议解决问题的方法，重点将炉型控制作为工作基础，并将一些补炉和挂渣的好方法运用到生产实践中，取得了良好的效果，让炉体始终保持优良的状态。九、效果检查（一）效益计算我们经过重点控制措施的实施终点碳由过去的平均 0.11上升到平均 0.13,一次拉碳率由 11.1提高到 27，一次补吹由 38提高到 73，节约碳粉0.26Kg/T，合金回收率由平均 92上升到平均 94在同等合金成分下节约 Si-Mn 合金 0.4 Kg/T。按年产 100 万吨计算碳粉价格：