我们常见的冰铜吹炼转炉有圆筒形、竖式、卧式三种。在三种样式中卧式炉更为普遍,卧式转炉的规格型号很多,但多采用PS型侧吹转炉,并以中、大型为主。
转炉是迄今用铁水炼钢比较经济的方法,转炉钢占总钢产量的一大半以上。目前,转炉炼钢主要发展纯氧顶底复合吹炼、全铁水预处理、全炉次分渣出钢、全二次冶金和全连铸,进一步提高产量、质量,增加冶炼钢种,提高转炉寿命。
铁水预处理技术的应用,使钢液中Si含量由10年前的1.0%降至0.68%或更低,渣量减少了20%~25%,石灰熔剂用量也由每吨钢55kg洚到35kg,对炉衬耐火砖的侵蚀速度明显减小;控制渣的成分,即增加白云石用量(由每吨钢21Kg提高至23kg),使MgO含量由6%增至8%,降低厂MgO—C耐火砖中MgO溶解速度。溅渣护炉技术(Slag spalshing)对保护炉衬有十分有效的作用,这种技术在北美已经普及。
转炉进行冰铜吹炼制取粗铜的过程分为两个周期:周期从装入冰铜及加入石英砂造渣到倒完渣为止,称造渣期,若杂质较多,要反复操作多次。造渣反应为激烈的放热反应,炉温升得很快。炉温过高会加速渣蚀作用和炉衬熔损。因此,造渣末期要加入,一定数量的冷料降温。第二周期为倒完渣后,连续吹炼至Cu:S中S全部脱除为止。当粗铜中含铜达99%以上时,吹炼结束,停止吹炼,出铜。转炉吹炼为间歇式操作,炉温高达1450℃以上,出铜后空炉壁温度约600—700℃,骤变剧烈,致使炉衬龟裂、剥落;炉衬受高温熔渣的化学侵蚀严重,渣线区域特别突出;熔体在外力(鼓风)作用下,熔体发生激烈的搅动,加上摇炉转动的影响;加剧了熔渣对炉衬的侵蚀。因此,转炉炉衬常发生熔损,剥落以及龟裂掉砖等现象。要求使用具有耐火度高、体积密度大、气孔率低、抗渣性好和耐热震性好的耐火材料。并且砌筑时砖缝要小,表面要平整。发生局部损毁时,要及时修补,荣盛耐材生产耐火材料。
转炉用耐火材料各厂大致相同:在紧靠钢制炉壳一层为用卤水结合镁质耐火捣打料捣制衬,厚度为50—100mm,然后砌筑镁质耐火砖或镁铬砖工作衬,厚度为300—500mm。风口区及渣线区域内衬易损毁,为转炉的薄弱环节,一般采用直接结合镁铬砖或熔铸镁铬砖。国外有的采用熔融镁砂制成的镁砖、熔融镁铬粒制成的镁铬砖、MgO含量为70%的熔铸镁铬砖、镁尖晶石耐火砖和氧化钙砖,使用效果较好。
转炉炉衬寿命低,耐火材料单耗高。吹炼1吨粗铜消耗镁砖11kg,镁铬砖3kg。为了延长炉子寿命,除使用耐火材料外,主要是严格操作制度和热工制度。新砌的炉衬或大修后的炉衬,先经过严格的烘烤,达到指定温度之后,直接装入冰铜,不加造渣剂而直接吹炼,又便形成大量的Fe2O3等物质,让其粘附在炉衬表面上,挂渣皮,形成保护层后,方可投入正常吹炼。如不这样,镁铬砖难以抵挡熔融炉渣的强烈侵蚀作用,易损毁。
转炉耐火砖砌筑方案介绍
转炉耐火砖砌筑方案包括:
(1)采用简易上修法吊盘施工。
120t转炉底部设计有8块透气砖,80t转炉有4块,采用死炉底,遵循先下部后上部、先内部后外部的砌筑方式。
(2)转炉炉衬层以镁砖为主,工作层以镁碳砖进行砌筑。
由于入炉的镁碳砖砖型大,且均是按同规格型号包装,而非按照砌炉的顺序包装,因此部分耐火砖需要在施工现场进行炉外预组装后才能入炉,在砌筑中须严格按程序进行供砖供料。
(3)整个炉衬采用干湿相结合的砌法(湿砌主要在出钢口附近)。
炉底的工艺管道可以在炉衬施工完毕后进行透气元件的外连接。
(4)由于转炉炉衬耐火砖砌筑完后即将投入生产,因此施工须精心组织、科学统筹、加强协调,以保证质量、、快速地完成转炉砌筑。