南钢电炉炉墙粘钢原因与采取措施探索

南钢电炉炉墙粘钢原因与采取措施探索

杨军委

南京钢铁联合有限公司第三炼钢厂，江苏，南京 210035

摘 要：南钢电炉目前采用在线喂入铁水的冶炼模式，节奏快，在冶炼过程中经常发现电炉炉沿炉墙粘钢，严重的话要停等处理，造成生产的热停，影响生产的顺利进行和节奏的稳定。希望通过分析其产生的原因，寻求解决粘钢现象的措施，从而改善炉墙粘钢的问题。

关键词：电炉 炉墙粘钢 探索

引言：

主要工艺及设备概述

南钢电炉为1座90年代从Daniel引进的70吨超高功率偏心炉底电弧炉，经过2000年“双加”改造，在变压器功率不变的条件下由70吨改造为100吨。^【1】炉型结构分为上下炉壳，上炉壳为水冷炉壁，下炉壳为偏心底形式。炉壳一用一备，炉役时进行整体更换炉壳。工艺技术方面采用高阻抗、超高功率供电，炉壁集束射流氧枪和主氧枪配合使用，在线喂入铁水、5孔加入石灰造渣，4孔除尘余热烟气回收等先进技术。

1. 炉墙粘钢严重时带来的危害和影响

1. 粘钢严重时带来的炉沿上涨，4孔弯头下方高，炉盖旋转困难，造成加料过程时间长，给生产的顺行带来影响。

2. 若5孔处，炉墙粘钢严重，影响上料石灰的加入，给特殊钢的冶炼造成被动，同时延长了冶炼周期。如图：

3. 粘钢严重时使得炉内空间变小，加料料高时存在打弧的风险。

4. 冶炼过程中炉墙粘钢突然掉落，会砸断送电的电极，连带倒炉墙的耐火材料，在后续的冶炼中，有电极和耐材堵出钢口的危险。

5. 下线后拆炉过程中，炉墙粘钢随时有掉落，存在一定的安全隐患。针对上述的影响和危害，我们要想办法去解决。

2. 炉墙粘钢原因分析

1. 电炉由原来的70吨改造成的100吨，经过不断的创新和改造升级，炉容比能满足现有的生产的需要。但在实际的冶炼生产中，炉内装入量和钢水量控制不好时，显得炉容比偏小，氧化反应剧烈时大量的钢渣漫上来，可能造成了炉墙粘钢。

2. 主氧枪枪位控制不当，造成的前期喷溅。电弧炉冶炼过程中氧气吹入的角度直接影响冶炼的脱碳和成渣速度。电炉主氧枪使用的是拉瓦尔超音速氧枪，主氧枪可根据炉内反应情况，做上下、前后动作调整。在枪门周围未成渣前，过早地抬高枪位，出口角度加大，氧气射流动能变大，会造成强烈的喷溅，至炉墙和对面炉沿炉墙粘钢渣。

3. 炉底形状的变化，炉底中心侵蚀严重时，EBT处炉墙粘钢会严重。随着电炉炉龄的不断提高，炉底和炉坡的侵蚀不能同步，会造成炉底和炉坡处形成明显的断层，经过垫补后的炉底高低不平，影响氧气射流流场，氧枪吹氧过程中极易发生喷溅，产生炉墙粘钢。

4. 炉内留钢留渣量若控制不好，也是粘钢的原因。由于受电炉炉容量的限制，炉内留钢量应合适才能保证足够的渣量，从而更好地保持泡沫化炉渣的发泡时间，减少钢水喷溅至炉墙粘钢。实际冶炼过程中炉内钢水多时，炉墙炉壁粘钢会严重。

5. 不同铁水比下集束射流氧枪模式的选择跟不上导致造渣不好，也会产生喷溅导致粘钢。由于受市场效益和公司铁水供应的影响，铁水比波动大，未及时选择转换模式，集束射流氧枪使用时，产生的动能比较大，对熔池的冲击力也较大，特别是炉内渣况流动性不好时，造成的喷溅也大，导致炉墙粘钢。

6. 炉料结构中废钢粉碎料的布置不合理，加入炉内后附着在炉墙周围，冶炼过程中未能熔化，而是与炉墙黏在了一起，造成的粘钢。

3. 采取的措施。

在电炉炉容量一定的情况下，我们为了减少炉墙粘钢，采取了下面几项措施：

1. 供氧制度方面

1.1冶炼前中后期采取不同的主氧枪枪位。一次加料结束2分钟后，开始进主氧枪，流量以50NM3为宜。冶炼前期，在枪门周围未成渣前，过早地抬高枪位，氧枪出口角度加大，氧气射流动能变大，会造成强烈的喷溅，至2号炉墙和7号处炉沿粘钢渣。若控制不好，飞溅起来的金属颗粒，还会夹着炉渣粘在氧枪上，即氧枪粘钢。氧枪粘钢严重时会在氧碳枪上形成一个巨大的“纺锤形”结瘤使得冶炼难以进行。在冶炼后期，若枪位控制不好，未及时调整枪位增加渣中的氧化性，就会造成炉渣返干，这时的低枪位大流量也会导致钢水喷溅。冶炼中期，炉渣状况好的情况下，可以调整枪位和流量，保证渣子的泡沫化和氧化性同时，提高冶炼效率。因此我们采取了前期小流量高枪位，中期大流量中间枪位，后期小流量低枪位，根据冶炼情况，及时地调整主氧枪的枪位和流量，来减少喷溅。

1.2优化集束枪供氧模式。依据不同的铁水比，选择合适的供氧模式，原则是电炉4孔5孔和电极孔不能有钢花飞溅，若有则必须切换为保持或者烧嘴模式。特别是铁水比低，废钢堆比重大的炉次，我们的D模式调整了烧嘴的使用时间，确保枪前废钢完全预热后再进入切割废钢模式，炉内完全形成泡沫渣后进入集束氧枪模式，减少了钢渣喷溅和水冷件漏水事故的发生。

2.造渣制度方面。控制好冶炼全过程的泡沫渣化，并且与冶炼过程中的脱碳反应和通电升温有机地结合起来，可以减少钢水的喷溅。在脱碳反应开始后，根据脱碳反应的情况和炉渣状况进行喷碳操作，营造良好的泡沫渣氛围。形成泡沫渣的最佳条件为:炉渣碱度保持在2.0~2.5,熔池温度为1558~1581℃，在炉渣中w(FeO)为20%的情况下吹入氧气，产生C0和C02，形成持续沸腾的泡沫渣

^【2】。脱碳反应剧烈时，控制其脱碳速度，延长其脱碳时间，维持好的泡沫渣状态。冶炼后期及时多频次地喷吹碳粉，补加二次铁水，维持好泡沫渣，减少钢渣的喷溅

3.装入制度方面。通过积极主动协调和沟通，配料根据炉长冶炼过程中的反馈（喷溅情况，造渣情况），选择合适的炉料结构，根据炉料不同的堆比重，及时调整布料，总之以炉子高效冶炼为宗旨。同时发动全员群策群力，创造性地采取定量出钢的方式，来根据出钢重量及时地预判炉内留钢留渣量，并且根据炉龄的前中后期，采取了不同的配料方案，减少了炉内喷溅的发生。

4.不断寻找先进的检测手段，利用大数据统计的方法，根据不同炉龄的炉底和炉坡厚度，进行检测，使得炉底和炉坡的侵蚀程度基本保持一致，维护熔池的原有形状，使得冶炼过程受控，减少钢水喷溅的发生。

5.炉壁化渣枪的使用。我们创新性地在7#水冷板和弯头侧容易粘钢的炉墙处安装一水冷小氧枪，利用吹出的氧气与熔池上方的CO气体反应，及时熔化当炉不当操作喷溅到该处的粘钢，从而减轻上面的粘钢。

4. 总结

通过对电炉炉墙粘钢的危害和影响描述，初步分析了现有粘钢原因有主氧枪枪位控制不当造成的喷溅，炉底形状的影响，炉内留钢留渣量控制不好，不同铁水比条件下集束射流氧枪模式的选择与造渣不好的影响，还有炉料结构的影响。

随后简要探讨了为控制炉墙粘钢严重现象的发生而采取的措施，供氧制度中主氧枪枪位和集束枪供氧模式的优化，造渣制度中控制好碳氧反应的进程和喷吹碳粉，全程营造泡沫渣的氛围。装入制度中根据冶炼状况及时调整炉料结构和采取定量出钢方式，严格控制炉内留钢留渣量，减少喷溅。7号水冷板处化渣枪的安装能减缓炉墙粘钢的进程。

希望通过分析其原因，进而采取有效的措施，减少炉墙粘钢对生产和安全的影响，确保生产的高效运行。

参考文献

【1】武爱萍.中国金属通报.南钢电炉高效低成本生产的探索.2020-255

【2】杨俊峰.宽厚板.电弧炉偏心区炉壁挂料原因分析与改进措施.2018.18