一种大型转炉的烘炉方法与流程

1.本发明涉及转炉炉衬及冶炼技术领域，更具体地说是一种大型转炉的烘炉方法。


背景技术：

2.转炉炉衬由工作层、永久层及填充材料组成。工作层直接与炉内液体金属、炉渣和炉气接触，目前用于转炉工作层的材料大部分是镁碳砖，其主要原料为镁砂和石墨，结合剂是酚醛树脂等有机材料，镁碳砖为机压成型不烧砖；永久层砖紧贴炉壳钢板，用作转炉永久层的材料是镁砖，主要原料为杂质含量少的镁砂，通常为机压成型烧成砖；填充材料则为散状含镁耐材，主要用于不规则区域缝隙填充或垫平调整炉衬砖标高。
3.转炉新建或炉役检修新炉衬投入使用前，需对新炉衬进行烘烤作业，主要原因有：(1)耐火材料残留有自由水、结晶水及挥发分，需要去除。镁碳砖为不烧砖且含有酚醛树脂等有机结合剂，其自由水、结晶水及有机挥发分含量较高；散状填充材料自由水含量则更高；(2)转炉永久层的镁砖虽为烧成砖，但其抗热震性较差，不宜急冷急热；(3)新炉烘烤可以使新砌筑的各部位炉衬砖在高温烘烤环境下紧密结合，消除内应力，减少衬砖表面产生断裂。
4.经检索，关于解决上述不足，目前已有相关专利公开。如，中国专利申请号为：2011100776076、申请日为：2011年3月30日、申请公布日为：2012年10月10日，公开了一种转炉多步骤烘炉方法,开炉前先向炉内加入焦炭枕木或木材,点燃后添加到炉内，然后采取分阶段对其进行2～3次烘烤,第一次烘烤部位以炉体中下部为主，第二、三次以炉体中上部为主，通过控制氧压、枪位、氧累、烘烤时间实现。又如，中国专利申请号为：2015102897590、申请日为：2015年6月1日、授权公告日为：2016年9月7日，公开了一种顶底复吹转炉的烘炉方法。将焦炭分别装入废钢斗、转炉高位料仓；开新炉烘炉时提前引燃废钢斗中的焦炭，先中火烘烤，过程中每隔4～5分钟由转炉高位料仓向转炉内补加适量焦炭，烘烤时间控制在50～60min；再大火烘烤，过程中每2分钟补加适量焦炭，待高位料仓焦炭加完后炉口火焰出现发白时，提枪关氧，烘炉结束。但是上述两种方法只适合中小型转炉，通过炼钢用氧枪进行吹氧助燃，其过程枪位、流量、焦炭加入量及时机控制单一、粗放，烘烤温度低，效果差，导致转炉内砌筑的炉衬砖出现断裂、抽砖掉层等现象，且对环保、安全等相关工作缺乏考虑，影响转炉炉衬使用寿命、安全生产及环境。
5.再如中国专利申请号为：2017105765272、申请日为：2017年7月14日、申请公布日为：2017年12月1日，公开了一种120t转炉更换炉衬耐火材料后的烘炉方法，采用多批次加焦碳烘炉方法，烘炉后期炉衬温度达到780℃～820℃。但该专利存在过程无动态监测与调整，烘烤效果无法保证且对环保、安全等相关工作缺乏考虑等缺陷。


技术实现要素：

6.1.发明要解决的技术问题
7.针对现有技术中转炉炉衬烘烤方式单一、适应性差，且缺乏动态监测与调整机制
等问题，本发明提出一种大型转炉的烘炉方法，包括烘烤全过程温度监控，并量化过程枪位、流量、焦炭加入量及时机控制，当烘烤效果偏离目标窗口时及时反馈并快速调整，使得环保、安全等相关工作能够有效量化管控。
8.2.技术方案
9.为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
10.一种大型转炉的烘炉方法，包括监控烘烤全过程温度，当烘烤效果偏离目标窗口时及时反馈调整，具体包括如下步骤：
11.步骤一、砌炉结束后，转炉保持竖直锁定状态，将炉内残砖等杂物清理干净；
12.步骤二、移动裙罩台车就位前，将烘炉用干杂木料从炉口投入炉内；
13.步骤三、启动风机，一次除尘洗涤喷淋系统启动；
14.步骤四、由氧枪孔加10～50kg燃油至炉内干杂木料表面，随后点燃油浸棉纱或碎布火把，由氧枪孔加入炉内，引燃木料；裙罩下降，风机中速或高速运转，风机转速为1000～4000转/分钟；
15.步骤五、监控出钢口附近炉内温度，60分钟后出钢口处热电偶显示温度若与烘炉曲线偏差超过
±
30℃，焦炭加入量及氧流量则在操作目标参数的基础上减少或增加8％～12％；
16.步骤六、温度达目标窗口1100
±
30℃时，结束烘炉；
17.步骤七、解除转炉竖直锁定状态，拆除热电偶及其固定、填充用耐火材料，准备兑铁。
18.进一步的技术方案，烘炉前在出钢口内插入2支热电偶用于测量温度，其中一支伸入炉内150～200mm，另一支伸入炉内100～150mm，热电偶与出钢口袖砖空隙用耐火材料填充、固定；所述热电偶为带不锈钢外套的非铠装普通热电偶，热电偶连接测温仪表，监控炉内温度。出钢口内安装热电偶具有位置佳、安装操作方便及成本低等优点，热电偶伸入炉内150
±
50mm可真实发映炉内实际温度，若过小则测量温度较实际工况温度低，过大则可能受上方投料冲击而造成热电偶损坏，通过位置优选及冗余设置，可确保烘炉期间可获得较完整、可靠的实时监测数据，为快速量化调整提供支撑。
19.进一步的技术方案，烘炉期间须对裙罩给水流量、出水温度，氧、副枪及熔剂加料水套流量、出水温度，除氧器压力等关键参数进行密切监视，当满足下列条件之一时，提枪暂停烘炉作业，恢复后接提枪点进行时间累积，具体包括：
20.a1、裙罩给水流量≤120t/h或裙罩出水温度≥150℃，持续时间超过60秒；
21.a2、氧、副枪及熔剂加料水套支管流量≤45t/h或出水温度≥150℃，持续时间超过60秒；
22.a3、除氧器压力≥0.035mpa且持续30秒以上；
23.a4、除氧器水位低于200mm。
24.进一步的技术方案，步骤四中，氧枪选择手动操作，在开氧点手动开氧，设定目标流量为9000～10000m3/h，然后缓慢调整枪位至3.6m左右，调整氧流量至9000m3/h。
25.进一步的技术方案，通过转炉高位料仓称量仓备好第一批焦碳，采用连投加入4t第一批焦碳。
26.进一步的技术方案，焦碳加入后，随即开底吹气体，单支底吹元件流量为15～
40m3/h，以保证焦炭燃烧充分，烘烤效果好，炉内温度可达1000℃以上。
27.进一步的技术方案，步骤五中，烘炉过程目标枪位、氧流量、焦炭加入时机及加入量按照操作目标参数进行设定，并以第一批焦碳开始加入为起点开始计时。
28.3.有益效果
29.采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
30.(1)本发明的一种大型转炉的烘炉方法，包括烘烤全过程温度监控，当烘烤效果偏离目标窗口时及时反馈并快速调整；即通过监控出钢口附近炉内温度，若60分钟后出钢口处热电偶测量温度与烘炉曲线偏差超过
±
30℃时，焦炭加入量及氧流量则在操作目标参数的基础上减少或增加8％～12％，从而量化过程枪位、流量、焦炭加入量及时机控制，当烘烤效果偏离目标窗口时能够及时反馈并快速调整，使得环保、安全等相关工作能够有效量化管控；
31.(2)本发明的一种大型转炉的烘炉方法，烘炉前在出钢口内插入2支热电偶用于测量温度，出钢口内安装热电偶具有位置佳、安装操作方便及成本低等优点；其中一支伸入炉内150～200mm，另一支伸入炉内100～150mm，热电偶与出钢口袖砖空隙用耐火材料填充、固定；所述热电偶为带不锈钢外套的非铠装普通热电偶，热电偶连接测温仪表，监控炉内温度。热电偶伸入炉内150
±
50mm可真实发映炉内实际温度，若过小则测量温度较实际工况温度低，过大则可能受上方投料冲击而造成热电偶损坏，通过位置优选及冗余设置，可确保烘炉期间可获得较完整、可靠的实时监测数据，为快速量化调整提供支撑；
32.(3)本发明的一种大型转炉的烘炉方法，烘炉期间须对裙罩给水流量、出水温度，氧、副枪及熔剂加料水套流量、出水温度，除氧器压力进行密切监视，以在对应时机提枪暂停烘炉作业，恢复后接提枪点进行时间累积，继续按操作目标参数进行相关操作，实现实时在线监控与反馈调节，从而提高炉体烘烤效果，并能够杜绝过程安全、环保事件故的发生。
附图说明
33.图1为本发明的烘炉曲线示意图。
具体实施方式
34.本实施例的一种大型转炉的烘炉方法，包括监控烘烤全过程温度，当烘烤效果偏离目标窗口时及时反馈调整，具体包括如下步骤：
35.步骤一、砌炉结束后，转炉保持竖直锁定状态，将炉内残砖等杂物清理干净；
36.步骤二、移动裙罩台车就位前，将烘炉用干杂木料从炉口投入炉内；
37.步骤三、启动风机，一次除尘洗涤喷淋系统启动；
38.步骤四、由氧枪孔加10～50kg燃油至炉内干杂木料表面，随后点燃油浸棉纱或碎布火把，由氧枪孔加入炉内，引燃木料，氧枪选择手动操作，在开氧点手动开氧，设定目标流量为9000～10000m3/h，然后缓慢调整枪位至3.6m左右，调整氧流量至9000m3/h；裙罩下降，风机中速或高速运转，转速为1000～4000转/分钟；
39.步骤五、监控出钢口附近炉内温度，60分钟后出钢口处热电偶显示温度若与烘炉曲线偏差超过
±
30℃，焦炭加入量及氧流量则在操作目标参数的基础上减少或增加8％～12％；
40.步骤六、温度达目标窗口1100
±
30℃时，结束烘炉；
41.步骤七、解除转炉竖直锁定状态，拆除热电偶及其固定、填充用耐火材料，准备兑铁。
42.本实施例中，烘烘炉前在出钢口内插入2支热电偶用于测量温度，出钢口内安装热电偶具有位置佳、安装操作方便及成本低等优点；其中一支伸入炉内150～200mm，另一支伸入炉内100～150mm，热电偶与出钢口袖砖空隙用耐火材料填充、固定；所述热电偶为带不锈钢外套的非铠装普通热电偶，热电偶连接测温仪表，监控炉内温度。热电偶伸入炉内150
±
50mm可真实发映炉内实际温度，若过小则测量温度较实际工况温度低，过大则可能受上方投料冲击而造成热电偶损坏，通过位置优选及冗余设置，可确保烘炉期间可获得较完整、可靠的实时监测数据，为快速量化调整提供支撑；60分钟后若与图1所示的烘炉曲线偏差超过
±
30℃，则按照表1所示参数的基础上进行相应的调整，具体为焦炭加入量及氧流量在表1基础上减少或增加8％～12％。
43.本实施例针对200吨及以上的大型转炉，提供一种安全、高效、量化的烘炉方法及模式，减少经验判断，过程枪位、流量、焦炭加入量及时机控制全程量化，易于实现自动化、标准化操作。通过转炉高位料仓称量仓备好第一批焦碳，采用连投加入4t第一批焦碳。焦碳加入后，随即开底吹气体，单支底吹元件流量为15～40m3/h，以保证焦炭燃烧充分，烘烤效果好，炉内温度可达1000℃以上。烘炉过程目标枪位、氧流量、焦炭加入时机及加入量按照表1所示的操作目标参数进行设定，并以第一批焦碳开始加入为起点开始计时。当烘烤效果偏离目标窗口时及时反馈并快速调整，使得环保、安全等相关工作能够有效量化管控，从而提高炉体烘烤效果，并能够杜绝过程安全、环保事件故的发生。
44.为进一步了解本发明的内容，结合附图对发明作详细描述。
45.实施例1
46.本实施例的一种大型转炉的烘炉方法，烘炉期间须对裙罩给水流量、出水温度，氧、副枪及熔剂加料水套流量、出水温度，除氧器压力进行密切监视，从而量化过程枪位、流量、焦炭加入量及时机控制，当满足下列条件之一时，提枪暂停烘炉作业，恢复后接提枪点进行时间累积(即故障处理时间不计入)，继续按表1及图1进行相关操作，具体包括：
47.a1、裙罩给水流量≤120t/h或裙罩出水温度≥150℃，持续时间超过60秒；
48.a2、氧、副枪及熔剂加料水套支管流量≤45t/h或出水温度≥150℃，持续时间超过60秒；
49.a3、除氧器压力≥0.035mpa且持续30秒以上；
50.a4、除氧器水位低于200mm。
51.表1操作目标参数(偏差
±
1.0％)
[0052][0053][0054]
实施例2
[0055]
本实施例的一种大型转炉的烘炉方法，基本结构同实施例1，不同和改进之处在于：一种300吨转炉烘炉方法，具体包括如下步骤：
[0056]
步骤一、砌炉结束后，转炉保持竖直锁定状态，将炉内残砖等杂物清理干净；
[0057]
步骤二、移动裙罩台车就位前，将烘炉用干杂木料约3吨从炉口投入炉内；
[0058]
步骤三、启动风机，一次除尘洗涤喷淋系统启动；
[0059]
步骤四、由氧枪孔加30kg燃油至炉内干杂木料表面，随后点燃油浸棉纱或碎布火把，由氧枪孔加入炉内，引燃木料；氧枪选择手动操作，在开氧点手动开氧，设定目标流量为9500m3/h，然后缓慢调整枪位至3.6m左右，调整氧流量至9000m3/h，采用连投加入由转炉高位料仓称量仓备好的第一批焦碳4.0t；随即开底吹气体(单支底吹元件流量25m3/h)；裙罩下降到最低位以上50mm处，风机中速运转，转速2000转/分钟；
[0060]
步骤五、监控出钢口附近炉内温度，60分钟后出钢口处热电偶显示温度若与烘炉曲线(图1)偏差超过
±
30℃，焦炭加入量及氧流量则在操作目标参数的基础上减少或增加10％；
[0061]
步骤六、温度达目标窗口1100
±
30℃时，结束烘炉；
[0062]
步骤七、解除转炉竖直锁定状态，拆除热电偶及其固定、填充用耐火材料，准备兑
铁。
[0063]
本实施例中，烘炉前在出钢口内插入2支热电偶测量温度，一支伸入炉内约180mm，另一支伸入炉内约130mm，热电偶与出钢口袖砖空隙用砌炉切割或破损镁碳砖填塞固定，不规则处用不定型填充料填充；连接测温仪表；所述热电偶为带不锈钢外套的非铠装普通热电偶。第一批焦碳开始加入为起点开始计时，烘炉过程目标枪位、氧流量、焦炭加入时机及加入量等调整点及操作参数见表1。