一种防止渣罐盛装转炉洗炉渣时造成穿罐的工艺方法
一种防止渣罐盛装转炉洗炉渣时造成穿罐的工艺方法
技术领域
本发明涉及炼钢的安全生产。主要工艺目的是防止使用铸钢件材质的渣罐盛装转炉高温液态洗炉渣时，铸钢材质的渣罐易被洗炉渣熔穿造成穿罐的事故，工艺方法简单易行，效果显著。
背景技术
在转炉正常的冶炼过程中，转炉炼钢形成的液态钢渣的温度高于钢水的温度，转炉渣液温度范围在1600～1720℃之间，钢渣中间的FeO平均为16%。
用于盛装转炉液态钢渣对的渣罐一般采用16Mn或者ZG20、Q235A等钢种浇铸，渣罐的罐壁一般在80mm～120mm，渣罐的铸造本体重量为接一炉转炉渣量（或者电炉）的2.5～5倍，高温的液态钢渣进入渣罐以后，渣罐本体的铸钢材料显现出吸热迅速，传导快捷的优点，首先接触渣罐罐壁铸钢材料的液态钢渣迅速凝固成一层3～10cm的渣膜。不论高碱度还是低碱度的钢渣，急冷凝固条件下首先析出的是C2S（2CaO·SiO2），其熔点大于2130℃，然后析出的是C3S （3CaO·SiO2）和RO相。渣膜一旦形成，由于渣罐本体表面不停的向四周的环境对流散热，渣罐铸钢材料的升温受到了限制，不会升温过快过高造成渣罐发红变形，并且渣罐内液态钢渣的温度是逐渐降低的，故渣膜很难再熔化，这就充分保证了渣罐具有足够的安全性。
转炉拆炉前，需要进行洗炉作业，也就是通过高温炉渣溶解转炉炉衬上的溅渣层和粘附的炉渣，补炉料，便于后续的拆炉作业。洗炉作业有以下两种工艺：(a)最后一炉钢的出钢温度保持在1680℃以上，刻意要求炉渣流动性要好，所以渣温较高，渣中的氧化铁含量偏高，渣温高达1720℃以上。（b）:转炉出钢以后，留下3～5吨的钢水，或者兑加少量的铁水，通过供氧，氧化这些铁元素，使之放热，加热钢渣，实现洗炉之目的，渣温同样高达1720℃以上，并且洗炉渣中间的FeO含量高于正常冶炼的转炉炉渣，渣中FeO含量在20%以上。洗炉结束以后，这些高温钢渣排放到渣罐中间，这些渣罐是采用铸钢件制作的。而渣罐的传统处理方法是向渣罐的底部铺垫一层3吨左右的热态干燥钢渣，以起到防止排渣过程中钢水进入渣罐的底部，造成穿罐的事故。
但是以上这种措施不能够完全杜绝渣罐穿的事故，主要原因是如果渣罐内持续进入高温的洗炉渣，洗炉渣的高温条件和高FeO特点，使得首先接触铸钢件本体的液态钢渣与渣罐本体内的C、P、Si发生以下的反应:
C+FeO=CO↑+Fe+Q热量 (1)
5FeO+2P=P2O5+5Fe+Q热量 (2)
FeO+Si=SiO2+Fe+Q热量(3)
以上的放热反应，造成渣罐本体被侵蚀，加上钢渣持续的进入渣罐产生的冲击动能的作用下，渣罐本体会出现被熔穿的空洞，造成穿罐事故。所以由转炉洗炉渣造成穿罐的事故时有发生，并且钢厂由此发生过灾难性的事故，这种事故对于设备和人员的危害极大。
检索以下文献（1）马金元、马越等《铸钢大型渣罐的生产与质量控制》铸造设备与工艺[J]2010（1）:39；（2）李安宁张华渣罐用喷涂料的研制与应用《耐火材料》[J]2002(2):115；（3）林东，陶力群，等转炉钢渣处理技术的开发和应用《炼钢》[J]2005(5):1。从以上文献中间的表述可知，目前尚未发现有效的工艺，来解决渣罐盛装洗炉渣穿罐的问题。
本发明合理利用了转炉炼钢过程中的液态钢渣在渣罐中间凝固过程中析出物相的特点，即每一种物相的熔点均在1750℃以上，能够作为渣罐抵抗转炉洗炉渣对于渣罐侵蚀的耐火材料使用，起到防止渣罐被熔穿的作用，成功解决了以上的问题，在生产中间应用以后，效果突出，被同行认可，为企业节约了渣罐的熔穿损失，有重要的示范作用。
发明内容
本发明的目的在于：利用转炉钢渣本身就是一种耐火材料的特点，将其用于渣罐承装洗炉渣，起到防止渣罐穿罐的目的。
本发明的目的是这样实现的：
发明人发现，普通的转炉液态钢渣在进入铸钢件的渣罐以后，液态钢渣被吸热后，液态钢渣中间的高熔点的物相首先析出，即C2S和C3S、RO相首先析出，它们析出凝固以后，粘附在渣罐的内壁，形成一层1～3cm的渣膜，这几种物相
并且这种渣膜中间的硅酸三钙只在1250～2065℃温度范围内稳定存在；在1250℃以下分解为硅酸二钙和少量的氧化钙。所以渣膜形成以后，随着温度的降低，渣膜中间的主要物质是硅酸二钙和RO相，它们的结构致密，能够稳定的粘附在渣罐的内壁，成为一层能够抵抗转炉洗炉渣的耐火材料，将转炉的洗炉渣与渣罐的铸钢件内壁隔开。并且硅酸三钙析出的CaO能够与转炉洗炉渣中间的FeO反应，生成铁酸钙，熔点为1450℃，在吸热的同时，降低了与渣罐内壁接触的液态钢渣的温度，使之成为高粘度的渣相，弱化了转炉洗炉渣对于渣罐内壁渣膜的侵蚀，起到防止和减缓渣膜被熔穿的作用，即使渣膜被熔穿，液态洗炉渣由于温度的降低，与渣罐内腔的铸钢件材料接触后，也同样析出高熔点
的C2S和C3S、RO相，成为新的渣膜，能够继续抵御不断进入渣罐的高温液态洗炉渣与渣罐的铸钢件本体直接接触，实现渣罐不被熔穿的目的。本工艺在新疆八一钢铁股份公司第二炼钢厂应用3年，成功的实现了连续3年，渣罐盛装洗炉渣无穿罐事故的国内最好记录，成效显著。
本发明结合实施例作进一步说明。
实施例
以120吨转炉使用的11m3的渣罐为例；
在120吨转炉准备洗炉之前的3～6炉钢的正常冶炼时，转炉按照正常的工艺使用铸钢件的渣罐盛装转炉的液态渣以后，将渣罐内的液态钢渣倒出，留下带有渣膜的空渣罐3～6个，在转炉倒出洗炉渣的时候，使用这些带有转炉钢渣渣膜的渣罐盛装转炉液态钢渣即可。
盛装转炉液态钢渣以后，按照正常的渣处理工艺处理转炉洗炉渣即可。
本发明的有益作用：
本发明是以零成本的材料费用实现了防止转炉渣罐盛装洗炉渣时渣罐的熔穿事故，是以转炉普通钢渣凝固后的渣膜作为耐火材料应用的典型工艺，能够减少渣罐盛装洗炉渣时为防止渣罐熔穿，采取其它措施投入的人力成本和材料成本，社会效益和经济效益显著。
权利要求书
一种防止渣罐盛装转炉洗炉渣时造成穿罐的工艺方法，其特征在于：
1、采用渣罐内壁粘附有转炉固态渣膜的空渣罐，用于盛装转炉高温液态洗炉渣的工艺，工艺原理是利用渣罐内壁粘附有一层转炉固态钢渣渣膜，该渣膜具有较高的熔点，用于隔离转炉液态高温洗炉渣与转炉用铸钢件渣罐本体的直接接触，起到渣罐本体被熔穿的作用。
发明人：俞海明、黄星武、王洪林、段建勇、王瑞利、戴达奎、姜新平、王健、李明星、王伟、马辉、朱青松。
第一发明人：俞海明手机：135********；邮箱：xjyhm1968@https://www.wendangku.net/doc/8a819117.html,