本发明属于冶金炼钢炉衬维护领域，尤其是一种快速修补提钒转炉炉衬的方法。
背景技术：
钒具有优异的物理性能和化学性能，用途十分广泛，有金属“维生素”之称。最初应用于钢铁，通过细化钢的组织和晶粒，提高晶粒粗化温度，从而起到增加钢的强度、韧性和耐磨性。而钒在非钢铁领域的应用也越来越广泛，其范围涵盖了航空航天、化学、电池、颜料、玻璃、光学、医药等众多领域。
中国钒储量为2055万吨（以V2O5计），主要存在于钒钛磁铁矿中。从含钒磁铁矿石中直接提取钒的方法称为水法提钒，现在很少采用；将含钒磁铁矿通过火法冶金得到含钒铁水，在经氧化得到含钒渣，进而提取。现今多采用对含钒铁水转炉采用1提钒2炼钢的双联工艺冶炼。转炉提钒主要通过供氧，形成钒的氧化物提取出来。钒是极易氧化的元素，供氧后，铁水中的Fe被大量氧化，Si、Mn、V和少量的C也同时被氧化。钒氧化后主要产物以V2O3和V2O5最为稳定。
实际生产中，提钒转炉由于兑铁水、高温反应、化学侵蚀等原因炉衬某些部位会出现不同程度的损坏，这时就需要对炉衬进行修补。到炉衬使用后期，修补量会不断增加，修补所用时间也不断延长，严重时影响转炉炼钢的稳定操作。炉衬修补是延长炉衬寿命、均衡炉衬损坏、降低生产成本的有力措施。提钒转炉的正常运行是保证钒渣产量，提供足够半钢的基础。
现有的修补方法有：1）投补：将投补料从炉口投入炉内，通过摇动炉体使熔融的投补料铺展在炉衬的蚀损部位。2）半干法喷补：使用喷补机将喷补料混入适量的水分，在压缩空气的作用下以一定的速度喷射到炉衬工作面上，使其粘结固化，起到修补炉衬的效果。喷补层可以达到20～30mm，耐蚀损可达5炉。3）湿法喷补：以镁砂为主料配置的喷补料，装入喷补罐内，添水搅拌混合后，再喷射到指定位置，喷补层厚度可以达到20～30mm，喷补一次可以使用3炉。4）火焰喷补：将喷补料送入水冷的喷枪内与燃料、氧气混合燃烧，喷补料处在喷嘴的火焰中立即呈热塑状态或熔融状态，喷射到炉衬的蚀损面上，马上与炉衬烧结在一起。火焰喷补时间短，炉衬余热温度比较高，粘附效果好，使用寿命较长，一般在10～20次；但由于火焰喷补技术比较复杂，目前在国内外采用的较少。5）贴砖：当炉衬侵蚀严重，表面出现凹坑时就要人工贴砖、喷料。这种方法可使炉衬上涨100～150mm；但贴砖补炉只能人工操作，劳动强度大、温度高、占用时间长。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种操作简单、效果好的快速修补提钒转炉炉衬的方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：方法步骤为：（1）根据炉衬的修补部位确定补炉砖的用量，然后将补炉砖破碎成小砖块；
（2）提钒转炉出半钢后倒出钢渣，然后将小砖块平铺到炉衬的修补部位；
（3）在修补部位加入钢渣，调整提钒转炉角度使钢渣覆盖修补部位的小砖块；
（4）保持提钒转炉静止，利用钢渣的高温烧结小砖块，直至翻腾状态相对静止，即可完成炉衬的修补工作。
本发明所述步骤（1）中，补炉砖破碎成（100～200）×（50～150）×（40～120）mm的小快砖。
本发明所述步骤（3）中，按补炉砖与钢渣的重量比1:2～3加入钢渣。
本发明所述步骤（4）中，烧结时间为20～30min。
本发明所述步骤（2）中，钢渣FeO含量18～21wt%、MgO含量为12～14wt%，出钢温度为1640～1650℃。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明使用炼钢转炉终渣（钢渣）以及破碎后的炉衬砖修补提钒转炉，修补用时约30min，可使炉衬增长400～500mm；改善了现有补炉方法的不足，缩短了修补用时间，提高了炉衬增长；并且提高补炉了效果，减轻了劳动强度，降低了补炉成本。
具体实施方式
本快速修补提钒转炉炉衬的方法适用于提钒转炉炉衬大面的修补，选择用转炉炼钢终渣、砸碎后的补炉砖通过烧结完成炉衬的修补；采用下述工艺步骤：
（1）目测炉衬出现不平且凹陷明显，观察是否需要修补大面；根据提钒转炉炉衬的修补部位的具体情况，确定需要补炉砖的用量。
（2）将补炉砖破碎成（100～200）×（50～150）×（40～120）mm大小的小砖块，装入废钢斗待用。
（3）提钒转炉吹炼完成、出半钢后倒出钢渣，要空干净；钢渣控制要求渣中FeO含量18～21wt%、MgO含量12～14wt%，出钢温度要求1640～1650℃；钢渣要出钢后从出钢口倒渣，确保渣中没有残余钢水，尽可能让较粘稠的钢渣倒入铁包内备用（铁包内要求干净无铁水）。
（4）根据修补部位的位置，将转炉摇至60～75°（具体角度，根据观察确定并调整），通过废钢斗将破碎成小砖块的补炉砖加入，使补炉砖尽量平铺在修补部位。
（5）在修补部位加入步骤（3）倒出的钢渣，钢渣加入量按补炉砖:钢渣=1:2～3（重量）计算；反复调整提钒转炉角度，确保炉渣将补炉砖完全覆盖；其中，可以通过观察钢渣中翻腾位置判断补炉砖位置。
（6）钢渣完好的覆盖补炉砖后，保持提钒转炉静止，利用钢渣的高温烧结补炉砖；待钢渣中翻腾状态相对静止，且渣状呈半塑性，可大致判断为烧结完成；最佳烧结时间为20～30min。
（7）烧结后将转炉摇至0°，下枪溅渣60～180s，流量以正常溅渣为参考，可适当加入焦丁调整氧化性，以固化补炉效果。
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1：本快速修补提钒转炉炉衬的方法的具体工艺如下所述。
提钒转炉炉龄7686炉，观察炉衬大面有明显的凹陷，测厚仪测量炉衬厚度600mm。根据修补部位的具体情况，准备补炉砖1件（3吨），将补炉砖砸碎成（100～200）×（50～150）×（40～120）mm大小的小砖块，装入废钢斗待用。炼钢转炉半钢冶炼SS400，加入石灰4151.7吨、白云石3681.3吨、生白云石1691.7吨，吹氧量6294m3，出钢温度1641.7℃；炉渣（钢渣）样中FeO：18.6wt%、MgO：13.2wt%。炉渣从出钢口倒出后，提钒转炉摇至67°，用废钢斗加入碎好的3吨补炉砖平铺在修补部位，再加入炉渣7.5吨；反复调整炉子角度，使炉渣将补炉砖完全覆盖。保持提钒转炉静止开始烧结，烧结25min时观察炉内渣中翻腾状态相对静止，且渣状呈半塑性，则烧结结束。烧结后起炉下枪溅渣100s，本次炉衬修补结束。经过本次修补后，提钒转炉的炉衬提钒使用了84炉，才需再次修补。
实施例2：本快速修补提钒转炉炉衬的方法的具体工艺如下所述。
提钒转炉炉龄7771炉，观察炉衬大面有明显的凹陷，测厚仪测量炉衬厚度500mm。根据修补部位的具体情况，准备补炉砖2件（5吨），将补炉砖砸碎成（100～200）×（50～150）×（40～120）mm大小的小砖块，装入废钢斗待用。炼钢转炉半钢冶炼SS400，加入石灰3987.7吨、白云石4231.8吨、生白云石1712.4吨，吹氧量6425m3，出钢温度1647.8℃；炉渣（钢渣）样中FeO：19.2wt%，MgO：13.8wt%。炉渣从出钢口倒出后，提钒转炉摇至71°，用废钢斗加入碎好的5吨补炉砖平铺在修补部位，再加入炉渣15吨；反复调整炉子角度，使炉渣将补炉砖完全覆盖。保持提钒转炉静止开始烧结，烧结27min时观察炉内渣中翻腾状态相对静止，且渣状呈半塑性，则烧结结束。烧结后起炉下枪溅渣180s，本次炉衬修补结束。经过本次修补后，提钒转炉的炉衬提钒使用了80炉，才需再次修补。
实施例3：本快速修补提钒转炉炉衬的方法的具体工艺如下所述。
提钒转炉炉龄7835炉，观察炉衬大面有明显的凹陷，测厚仪测量炉衬厚度490mm。根据修补部位的具体情况，准备补炉砖2件（5吨），将补炉砖砸碎成（100～200）×（50～150）×（40～120）mm大小的小砖块，装入废钢斗待用。炼钢转炉半钢冶炼SS400，出钢温度1650℃，炉渣（钢渣）样中FeO：20.4wt%，MgO：12.0wt%。炉渣从出钢口倒出后，提钒转炉摇至75°，用废钢斗加入碎好的5吨补炉砖平铺在修补部位，再加入炉渣13吨；反复调整炉子角度，使炉渣将补炉砖完全覆盖。保持提钒转炉静止开始烧结，烧结30min时观察炉内渣中翻腾状态相对静止，且渣状呈半塑性，则烧结结束。烧结后起炉下枪溅渣100s，本次炉衬修补结束。经过本次修补后，提钒转炉的炉衬提钒使用了81炉，才需再次修补。
实施例4：本快速修补提钒转炉炉衬的方法的具体工艺如下所述。
提钒转炉炉龄7593炉，观察炉衬大面有明显的凹陷，测厚仪测量炉衬厚度570mm。根据修补部位的具体情况，准备补炉砖3.8吨，将补炉砖砸碎成（100～200）×（50～150）×（40～120）mm大小的小砖块，装入废钢斗待用。炼钢转炉半钢冶炼SS400，出钢温度1640℃，炉渣（钢渣）样中FeO：18.0wt%，MgO：12.7wt%。炉渣从出钢口倒出后，提钒转炉摇至65°，用废钢斗加入碎好的3.8吨补炉砖平铺在修补部位，再加入炉渣7.6吨；反复调整炉子角度，使炉渣将补炉砖完全覆盖。保持提钒转炉静止开始烧结，烧结20min时观察炉内渣中翻腾状态相对静止，且渣状呈半塑性，则烧结结束。烧结后起炉下枪溅渣120s，本次炉衬修补结束。经过本次修补后，提钒转炉的炉衬提钒使用了79炉，才需再次修补。
实施例5：本快速修补提钒转炉炉衬的方法的具体工艺如下所述。
提钒转炉炉龄7712炉，观察炉衬大面有明显的凹陷，测厚仪测量炉衬厚度540mm。根据修补部位的具体情况，准备补炉砖4吨，将补炉砖砸碎成（100～200）×（50～150）×（40～120）mm大小的小砖块，装入废钢斗待用。炼钢转炉半钢冶炼SS400，出钢温度1644.3℃，炉渣（钢渣）样中FeO：21.0wt%，MgO：14.0wt%。炉渣从出钢口倒出后，提钒转炉摇至60°，用废钢斗加入碎好的4吨补炉砖平铺在修补部位，再加入炉渣10吨；反复调整炉子角度，使炉渣将补炉砖完全覆盖。保持提钒转炉静止开始烧结，烧结22min时观察炉内渣中翻腾状态相对静止，且渣状呈半塑性，则烧结结束。烧结后起炉下枪溅渣60s，本次炉衬修补结束。经过本次修补后，提钒转炉的炉衬提钒使用了83炉，才需再次修补。