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轉爐煉鋼(convertersteelmaking)是以鐵水、廢鋼、鐵合金為主要原料，不借助外加能源，靠鐵液本身的物理熱和鐵液組分間化學反應產生熱量而在轉爐中完成煉鋼過程。轉爐按耐火材料分為酸性和堿性，按氣體吹入爐內的部位有頂吹、底吹和側吹;按氣體種類為分空氣轉爐和氧氣轉爐。堿性氧氣頂吹和頂底復吹轉爐由于其生產速度快、產量大，單爐產量高、成本低、投資少，為目前使用最普遍的煉鋼設備。轉爐主要用于生產碳鋼、合金鋼及銅和鎳的冶煉。

1、轉爐的內襯組成，各部分分別砌筑何種耐火材料?

轉爐的內襯是由絕熱層也稱隔熱層、永久層和工作層組成。

絕熱層一般是用多晶耐火纖維砌筑，爐帽的絕熱層也有用樹脂鎂砂打結而成;永久層各部位用磚也不完全一樣，多用低檔鎂碳磚、或焦油白云石磚、或燒結鎂磚砌筑;工作層全部砌筑鎂炭磚，

砌筑工作層的鎂炭磚有普通型和高強度型，我國已制定了行業標準。

2、什么是綜合砌爐?

采用綜合砌爐后，整個爐襯磚的蝕損程度比較均衡，可延長爐時的整體使用壽命。

(1)爐口部位。應砌筑具有較高抗熱震性和抗渣性、耐熔渣和高溫爐氣沖刷，并不易粘鋼，即使粘鋼也易于清理的鎂炭磚。

(2)爐帽部位。應砌筑抗熱震性和抗渣性能好的鎂炭磚。有的廠家砌筑MTl4B牌號的鎂炭磚。

(3)爐襯的裝料側砌磚。除應具有高的抗渣性和高溫強度外，還應耐熱震性好，一般砌筑添加抗氧化劑的鎂炭磚;也有的廠家選用MTl4A鎂炭磚。

(4)爐襯的出鋼側砌磚。受熱震影響較小，但受鋼水的熱沖擊和沖刷作用。常采用與裝料側相同級別的鎂炭磚，但其厚度可稍薄些。

(5)兩側耳軸部位磚襯。除受吹煉過程的蝕損外，其表面無渣層覆蓋，因此襯磚中碳極易被氧化，此處又不太好修補，所以蝕損較嚴重。應砌筑抗氧化性強的鎂炭磚，可砌筑MTl4A鎂炭磚。

(6)渣線部位襯磚。這個部位與熔渣長時間接觸，是受熔渣蝕損較為嚴重的部位。出鋼側渣線隨出鋼時間而變化，不夠明顯;但排渣側，由于強烈的熔渣蝕損作用，再加上吹煉過程中轉爐腹部遭受的其他作用，這兩種作用的共同影響，蝕損比較嚴重。因而需要砌筑抗渣性良好的鎂炭磚，也可選用MTl4A鎂炭磚。

(7)熔池部位。也有稱其為爐缸與爐底。在吹煉過程中雖然受鋼水的沖蝕作用，但與其他部位相比，損壞較輕。可選用碳含量較低的MTl4B鎂炭磚。若是復合吹煉轉爐，爐底也可砌筑MTl4B鎂碳磚。

3、出鋼口砌筑哪種耐火磚，更換方式有哪兩種?

出鋼口受高溫鋼水沖蝕和溫度急劇變化的影響，損毀較為嚴重，因此應砌筑具有耐沖蝕性好、抗氧化性高的鎂炭磚。一般都采用整體鎂炭磚，或組合磚如MTl4A鎂炭磚，使用約200爐就需更換。

更換出鋼口有兩種方式，一種是整體更換;一種是重新做出鋼口。重新做出鋼口時，首先清理原出鋼口后，放一根鋼管，鋼管內徑就是出鋼口尺寸，然后在鋼管外壁周圍填以-侯砂并進行燒結。

4、對爐襯磚的砌筑有什么要求?

轉爐爐襯的砌筑質量是爐齡的基礎。因此，首先爐襯磚本身的質量必須符合標準規定;然后嚴格按照技術操作程序砌筑，達到整體質量標準要求。

(1)工作層要采用綜合砌爐。

(2)砌筑時必須遵循“靠緊、背實、填嚴”的原則，磚與磚盡量靠緊，磚縫要小于等于1mm，上下的縫隙要小節等于2mm，但必須預留一定的膨脹縫;縫與間隙要用不定形耐火材料填實、搗緊;絕熱層與永久層之間，永久層與工作層之間要靠實，并用鎂砂填嚴。

(3)爐底的砌筑一定要保證其水平度。

(4)砌磚合門位置要選擇得當，合門磚應使用調整磚或切削加工磚，并要頂緊;磚縫要層層錯開，各段錯臺要均勻。

(5)工作層用干砌，出鋼口可以用濕砌;出鋼口應嚴格按技術規程安裝、砌筑。

(6)下修轉爐的爐底與爐身接縫要嚴密，以防漏鋼。

5、轉爐爐襯損壞的原因有哪些?

轉爐爐襯損壞原因主要有：

(1)機械作用。加廢鋼和兌鐵水對爐襯的沖撞與沖刷，爐氣與爐液流動對爐襯的沖刷磨損，清理爐口結渣的機械損壞等。

(2)高溫作用。尤其是反應區的高溫作用會使爐襯表面軟化、熔融。

(3)化學侵蝕。高溫熔渣與爐氣對爐襯的氧化與化學侵蝕作用比較嚴重。

(4)爐襯剝落。由于溫度急冷急熱所引起爐襯磚的剝落;以及爐襯磚本身礦物組成分解引起的層裂等等。

這些因素的單獨作用，或綜合作用而導致爐襯磚的損壞。

6、轉爐內襯工作層鎂炭磚蝕損的機理是怎樣的?

轉爐內襯的工作層全部砌筑鎂炭磚。鎂炭磚中含有相當數量的石墨碳，它與熔渣的沮濕性較差，阻礙著熔渣向磚體內的滲透，所以鎂炭磚的使用壽命長。

鎂炭磚的蝕損機理如下：

據對鎂炭磚殘磚的觀察，其工作表面比較光滑，但存在著明顯的三層結構。工作表面有1～3mm很薄的熔渣滲透層，也稱反應層;與反應層相鄰的是脫碳層，厚度為0.2～2mm，也稱變質層;與變質層相鄰的是原磚層。其各層化學成分與巖相組織各異。

鎂炭磚工作表面的碳首先受到氧化性熔渣TFe等氧化物、供入的O2、爐氣中CO2等氧化性氣氛的氧化作用，以及高溫下MgO的還原作用，使鎂炭磚工作表面形成脫碳層。其反應式如下：

FeO+C→CO↑+Fe

CO2↑+C→2CO↑

MgO+C→Mg+CO↑

磚體的工作表面由于碳的氧化脫除，磚體組織結構松動脆化，在爐液的流動沖刷下流失而被蝕損;同時，由于碳的脫除所形成的孔隙，或者鎂砂顆粒產生微細裂紋，熔渣從孔隙和裂紋的縫隙滲入，并與MgO反應生成低熔點CMS(CaO?MgO?SiO2)、C3MS2(3CaO?MgO?2SiO2)、CaO?Fe2O3、FeO及MgO?Fe2O3固溶體等礦物。起初這些液相礦物比較黏稠，暫時留在方鎂石晶粒的表面，或磚體毛細管的入口處。隨著反應的繼續進行，低熔點化合物不斷地增多，液態膠結相黏度逐漸降低，直至不能粘結方鎂石晶粒和晶粒聚合體時，引起方鎂石晶粒的消融和鎂砂顆粒的解體。因而方鎂石晶粒分離浮游而進入熔渣，磚體熔損也逐漸變大。熔渣滲透層(也稱變質層)流失后，脫碳層繼而又成為熔渣滲透層，在原磚層又形成了新的脫碳層。基于上述的共同作用磚體被熔損。

鎂炭磚通過氧化—脫碳—沖蝕，最終鎂砂顆粒漂移流失于熔渣之中，鎂炭磚就是這樣被蠶食損壞的。由此可見，要提高鎂炭磚的使用壽命，關鍵是提高磚制品的抗氧化性能。

7、提高轉爐爐齡可有哪些措施?

(1)應用濺渣護爐技術，充分發揮護爐效果。

(2)優化轉爐冶煉工藝，提高自動化水平，提高終點控制的命中率，減少后吹，控制合適的終點渣成分和出鋼溫度，少出高溫鋼等。

(3)加強日常爐襯的維護，及時測量爐襯厚度做好噴補，搞好動態管理。

(4)采用優質材質的爐襯磚、綜合砌爐、確保爐襯的修砌質量等。

8、日常生產中采用哪些方法維護轉爐爐襯?

濺渣護爐是日常生產中維護爐襯的主要手段，此外還要根據爐襯磚蝕損的部位和蝕損程度確定其他維護方法。一般用補爐料或補爐磚修補、噴補技術等對爐襯進行維護，以保持轉爐的合理內型。

例如，爐底的維護以補爐為主，根據激光測量儀所測定殘磚厚度，確定補爐料的加入數量及烘烤時間;補爐料為鎂質冷補爐料或補爐磚。爐身的裝料側可采用噴補與補爐料補爐相結合維護;耳軸及渣線部位只能采用噴補維護;出鋼口根據損壞情況整體更換或用補爐料進行墊補。爐帽部位在正常濺渣條件下可不噴補，需要時可采用噴補維護。

9、轉爐爐襯在什么情況下采用噴補技術?

爐襯有局部損壞又不宜用補爐料修補時，如耳軸部位損壞，可采用噴補技術。對局部蝕損嚴重的部位集中噴射耐火材料，使其與爐襯磚燒結為一體，對爐襯進行修復。

噴補方法有干法噴補、半干法噴補和火焰噴補等，目前多用半干法噴補料。

10、由哪幾部分組成，對噴補料有什么要求?

噴補料由耐火材料、化學結合劑、增塑劑和少量水組成。

(1)耐火材料。用冶金鎂砂，其MgO含量在90%以上、CaO含量2%左右并要求ω(CaO)/ω(SiO2)>1.8、其他氧化物如Al203、Fe203等總含量應小于1.5%。并要有合適粒度配比。

(3)結合劑。能快速固化達到最佳的粘結效果，可用固體水玻璃，即硅酸鹽、也可用鉻酸鹽、磷酸鹽(三聚磷酸鈉)等。

此外還可加入適量羧鉀基纖維素。

噴補料的用量視損壞程度確定，噴補后根據噴補料的用量確定是否烘烤及烘烤時間。

對噴補料的要求是：

(1)有足夠的耐火度，能承受爐內高溫的作用。

(2)噴補時噴補料能附著于待噴補的爐襯上，材料的反跳和回落要少。

(3)噴補料的附著層能與待噴補的紅熱爐襯表面很好地燒結、熔融為一體，并具有足夠的強度。

(4)噴補料附著層能承受高溫熔渣、鋼水、爐氣及金屬氧化物蒸氣的侵蝕。

(5)噴補料的線膨脹率和線收縮率要小，最好接近于零，否則因膨脹或收縮而產生應力，致使噴補層剝落。

(6)噴補料在噴射管中流動通暢。

11、什么是濺渣護爐技術?

利用MgO含量達到飽和或過飽和的煉鋼終點渣，通過高壓氮氣的吹濺，使其在爐襯表面形成一層高熔點的熔渣層，并與爐襯很好地粘結附著，稱為濺渣護爐技術。通過濺渣形成的濺渣層其耐蝕性較好，同時可抑制爐襯磚表面的氧化脫碳，又能減輕高溫熔渣對爐襯磚的侵蝕沖刷，從而保護爐襯磚，提高爐襯使用壽。

12、濺渣護爐技術對煉鋼終渣有哪些要求?

濺渣護爐對熔渣的成分和黏度有一定的要求，黏度又與成分和爐溫有關。

對熔渣成分要求主要是堿度、(TFe)和(MgO)含量。終渣堿度一般都在3以上。(TFe)含量決定了熔渣中低熔點相的數量，也影響著熔渣的熔化溫度。在一定條件下，(TFe)含量較低，熔渣中低熔點相的數量較少，而高熔點固相質點數量較多，此時熔渣黏度隨溫度變化十分緩慢。這種熔渣濺到爐襯表面能夠提高濺渣附著層耐高溫性能，對保護爐襯有利。終渣TFe含量的高低取決于終點碳含量和是否后吹。若終點碳含量低，渣中TFe含量相應就高些，

尤其在出鋼溫度高時影響濺渣效果。

熔渣的成分不同，(MgO)的飽和溶解度也不一樣。實驗研究表明，(MgO)的飽和溶解度隨堿度的提高而有所降低;隨(TFe)含量的增加，(MgO)飽和溶解度也有變化。研究還表明，終點溫度為1685℃時，堿度在3.2，熔渣(MgO)飽和溶解度在8%左右。在高堿度下，熔渣中的TFe含量對(MgO)的飽和溶解度的影響不明顯。通常濺渣護爐要求煉鋼終渣MgO含量為8%～10%。

13、濺渣附著層為什么能起到保護爐襯的作用?

濺到爐襯表面的熔渣附著層是由多種礦物組成，當溫度升高時，低熔點礦物首先熔化，與高熔點相相分離，并緩慢地從濺渣附著層流淌下來，熔入高溫熔渣之中，殘留于爐襯表面的濺渣附著層均為高熔點礦物，這樣反而提高了附著層的耐高溫性能，這種現象稱為熔渣的分熔現象，也稱選擇性熔化;熔渣附著層同時還與爐襯磚耐火材料發生著化學反應;就這樣濺渣—分熔—再濺渣過程往復循環，在爐襯磚表面逐漸地形成了濺渣層。濺渣層的成分與終渣、爐襯磚耐火材料的成分都有明顯區別。采用高(TFe)含量的熔渣濺渣時，濺渣層的成分是MgO為主相，MF(MgO、Fe2O3)為膠合相，還有少量的C2S(2CaO、SiO2)、C3S和C2F(2CaO?Fe203)均勻地分布于基體中;若采用低(TFe)含量的熔渣濺渣時，堿度高，濺渣層中CaO和MgO成分富集，濺渣層是以C2S和C3S為主相，其次是小顆粒的MgO結晶，C3F(3CaO?Fe2O3)、C2F為膠合相。由此可見，濺渣層均為高熔點化合物。

由此推論，濺渣層經過多次濺渣—選擇性熔化—再濺渣，其表面低熔點化合物含量明顯降低，殘留成分均為高熔點礦物，因而濺渣層可以起到保護爐襯的作用。

14、濺渣附著層為什么會被蝕損?

實驗研究表明，濺渣層抗熔損能力與濺渣層中TFe含量有關。TFe含量越高，濺渣層越容易熔損。在TFe含量相同的條件下，MgO含量高，濺渣層抗熔損能力更強些。濺渣層經過濺渣—分熔后，其熔化溫度很高。

在吹煉初期，雖然熔渣堿度較低R≤2.0，爐溫又不高，在1450～1500℃，但(MgO)含量接近或達到飽和溶解度值，所以對濺渣附著層的熔損并不嚴重;濺渣層的蝕損主要發生在吹煉后期，雖然熔渣堿度較高，R=3.0～4.0，(MgO)含量也超過了飽和溶解度值，但(TFe)含量也高，尤其在吹煉低碳鋼種或后吹時，(TFe)含量更高些，所以濺渣層受高溫熔化與高氧化鐵熔渣化學侵蝕的雙重作用。為此要盡可能提高濺渣層的抗蝕損能力，控制合適終渣成分和出鋼溫度，才能充分發揮濺渣護爐技術的效果，提高爐襯壽命。

15、濺渣護爐工藝操作要點是什么?

濺渣用終點熔渣要“濺得起、粘得住、耐侵蝕”。為此要求：

(1)調整熔渣成分。控制終渣合適的(MgO)和(TFe)含量，調整熔渣成分的工藝有兩種方式：一是在開始吹煉時，調渣劑隨造渣材料一起加入爐內，控制終渣成分尤其是(MgO)的含量達到目標要求，出鋼后不再添加調渣劑直接濺渣;另一種情況是在冶煉低碳鋼種時，渣中TFe含量高，熔渣很稀，出鋼后必須加入調渣劑調整MgO含量，必要時還需加入適量炭質材料，以調整(TFe)含量達到濺渣的要求，并控制合適的過熱度。調渣劑就是MgO質材料，常用的有輕燒白，云石、生白云石、輕燒菱鎂球、菱鎂礦和Mg-C壓塊等。

(2)合適的留渣量。在確保爐襯內表面形成足夠厚度的濺渣層后，還要留有滿足對裝料側和出鋼側進行倒爐掛渣的需用量。

(3)濺渣槍位。最好使用濺渣專用槍，控制在噴槍最低槍位濺渣。

(4)氮氣的壓力與流量。根據轉爐噸位大小應控制合適的氮壓與流量。

(5)濺渣時間。濺渣時間一般在3min左右。

必須注意：氮氣壓力低于規定值，或爐內有未出凈的剩余鋼液時不得濺渣。

16、什么是轉爐的經濟爐齡?

爐齡達到多少才合適，要根據各廠的具體條件而定。一般情況下，提高爐齡，耐火材料的單耗會相應降低，鋼的成本隨著降低，產量則隨著增長，并有利于均衡組織生產。但是爐齡超過合理的限度之后，就要過多地依靠增加噴補次數、加入過量調渣劑稠化熔渣來維護爐襯，提高爐齡。這樣會適得其反，不僅噸鋼成本上升，由于護爐時間的增加，雖然爐齡有所提高，但對鋼產量卻產生了影響。根據轉爐爐齡與成本、鋼產量之間的關系，其材料綜合消耗量最少，成本最低，產量最多，確保鋼質量條件下所確定的最佳爐齡就是經濟爐齡。

經濟爐齡不是固定的數值，而是隨著條件變化而相應變化，同時又是隨著工藝管理的改進向前發展的。

17、轉爐爐襯磚烘烤的目的是什么，烘爐的要點有哪些?

轉爐爐襯工作層全部是鎂炭磚。烘爐的目的就是將砌筑完畢處于待用、常溫狀態的爐襯磚加熱烘烤，使其表面具有一定厚度的高溫層，達到煉鋼要求。目前均采用焦炭烘爐法。

爐襯烘烤的要點如下：

(1)根據轉爐噸位的不同，首先加入一定數量的焦炭(底焦)、木柴，點火后立即吹氧，使其燃燒。

(2)烘爐過程中要定時、分批補充焦炭，適時調整氧槍位置和氧氣流量，與焦炭燃燒所需氧氣相適應，使焦炭得以完全燃燒達到高溫。

(3)烘爐過程中爐襯的升溫速度要符合爐襯磚的烘爐，曲線。并保證足夠的烘爐時間，使爐襯具有一定厚度的高溫層。

(4)烘爐結束，倒爐觀察爐襯烘烤狀況并測溫。烘爐前可解除氧槍工作氧壓連鎖報警，烘爐結束立即恢復。

(5)復吹轉爐在烘爐過程中，底部一直供氣，只不過比正常吹煉的供氣量要少些。

18、對烘爐后第一爐鋼的吹煉有哪些要求?

第1爐鋼的吹煉操作也稱開新爐操作。爐襯雖然經過了幾個小時的烘烤，只是爐襯表面有了一些熱量，爐襯整體的溫度仍然很低。因此：

(1)第1爐不加廢鋼，全部裝入鐵水。

(2)根據鐵水成分、鐵水溫度、配加的材料通過熱平衡計算來確定是否需要配加Fe-Si，或焦炭，以補充熱量。

(3)根據鐵水成分配加造渣材料。

(4)由于爐襯溫度較低，出鋼口又小，出鋼時間長，所以出鋼溫度比正常吹煉要高20℃左右。

(5)開新爐6爐之內，要連續煉鋼，100爐以內不出現計劃停爐。

19、激光測量儀的工作原理是怎樣的?

激光(Laser)意為受激輻射光放大，激光稱為光頻波段的相干光，它具有高單色性、高相干性和高強度的特點。激光廣泛應用于軍事、醫療、農業等方面。應用激光特性制出激光測量儀，它具有完整的遠距離測繪系統。激光測量儀可對轉爐高溫爐襯內表面形狀及其變化進行測量、比較、存儲、顯示和打印輸出，用以指導爐襯的維護工作。激光測量儀通過測量爐體上3個以上基準點的距離和角度，確定轉爐與測量頭的相對位置。

工作原理是：根據轉爐傾斜角度，通過測量爐襯的一個點到測量頭的距離，同時測量出測量頭轉動的角度，測量儀可以計算出該測量點的空間位置;一定數量的測量點便構成了爐襯的表面形狀，并與存儲于計算機內的參考表面對比，其差值就是爐襯的蝕損厚度。

測量儀的激光發射器發出激光，穿過空間到達爐襯測量點，碰到爐襯表面反射回來，并由激光探測器接收，根據激光從發出到反射接收所需時間和已知光速計算出從測量頭到測量點的距離;測量目標的角度可通過兩個編碼器同時獲取水平、垂直兩個方向的數據;將所測數據輸入計算機內，經程序變換與計算，其結果以圖形或數據方式顯示在屏幕上，或打印輸出。激光測量儀可以入工操作控制測量頭對準測量點進行測量，也可選擇自動控制程序進行掃描測量。

目前國際上由瑞典亞基亞(AGA)公司和芬蘭光譜物理影像技術公司所生產的爐襯激光測量儀代表了當今的先進水平。如產品LR2000爐襯測量儀的主要性能是：測量距離為2～30m，最高爐溫為1700℃，距離測量精度為3mm，每秒測量3個點。

20、爐底為什么有時會上漲，如何防止爐底上漲?

應用濺渣護爐技術之后，轉爐爐底容易上漲。主要原因是濺渣用終渣堿度高，(MgO)含量達到或超過飽和值，倒爐出鋼后爐膛溫度降低，有MgO結晶析出，高熔點礦物C2S、C3S也同時析出，熔渣黏度又有增加;濺渣時部分熔渣附著于爐襯表面，剩余部分都集中留在了爐底，與爐底的鎂炭磚方鎂石晶體結合，引起了爐底的上漲。復吹工藝濺渣時，底部仍然供氣，上、下吹入的都是冷風，爐溫又有降低，熔渣進一步變黏;高熔點晶體C2S、C3S發育長大，并包圍著MgO晶體或固體顆粒，形成了堅硬的致密層。在底部供氣不當時會加劇爐底的長高。

為避免爐底上漲，應采取如下措施：

(1)應控制好終點熔渣成分和溫度，避免熔渣過黏;

(2)采用較低的合適濺渣槍位濺渣;

(3)足夠的氮氣壓力與流量;

(4)濺渣后及時倒出剩余熔渣;

(5)合理的濺渣頻率;

(6)發現爐底上漲超過規定時，通過氧槍吹氧熔化，或加入適量的Fe-Si熔化上漲的爐底。