专利名称：对转炉炉壁溅渣护炉的方法
技术领域：
本发明是关于为提高转炉炉龄对转炉炉壁溅渣护炉的方法，是关于用顶吹喷枪喷射气体使融渣飞散、均匀附着到历来采用的炉体倾动渣覆盖护炉的方法中所不可能修补的炉腹和至炉口颈缩部的耳轴侧，而延长炉龄的对转炉炉壁溅渣护炉的方法和实施该溅渣护炉的转炉的转炉炉底管理方法。
作为转炉的炉底和炉壁的修补技术之一，有历来被称呼为所谓渣覆盖护炉的技术，这是一种将转炉精炼产生的渣直接用来保护下一炉热的炉底和炉壁耐火材料的技术，无论顶吹转炉还是顶底吹转炉都能够适用，作为迅速修补法是十分方便的，而且目前正盛行利用(例如，参照特开昭53-37120号公报)。
这种修补方法具体地说就是，转炉精炼的钢液出钢后，排渣时将至少一部分熔融渣残留在炉内，一边将白云石等固化剂添加到该残留渣中，一边以耳轴为中心摇动，使渣附着在炉底和炉壁的耐火物上。这里，渣的固化剂用来提高渣的熔点、降低它的流动性，以提高它的附着效果。但是有以下的缺点，在转炉的结构上、配设耳轴的位置(以下、称作耳轴侧)的下方成为摇动的死角，渣不能充分附着，对耐火物的保护几乎没有用。
所以，象特开昭57-16111号公报公开的那样，提出了在底吹转炉和顶底吹转炉中，从底吹喷嘴吹入惰性气体、由底吹喷嘴用惰性气体将炉内的残留渣吹飞到上方，使其附着在炉壁耐火物上的渣覆盖护炉的方法。采用这种方法，不论是耳轴侧还是炉底和炉壁都能够被渣覆盖。但是，在这种方法中，即使一边控制惰性气体的流量一边实施，也的确很难定下渣的飞散位置，渣在炉壁耐火材料上均匀附着是十分困难的。
另外，在特开平7-41815号公报中，由本申请人提出了对于顶吹转炉和顶底吹转炉，不从底吹喷嘴而从顶吹喷枪吹入惰性气体的溅渣护炉方法。根据这种方法，可以对耳轴侧、特别是修补困难的炉喉(颈)部(炉底和炉壁的边界处)以及炉底实行溅渣护炉。但是，该方法不是最合适的修补方法，这是由于用惰性气体吹入，使渣吹起并集聚到炉壁侧，再使炉壁上升来实施渣覆盖护炉，因此溅渣护炉的范围受到限制，对炉壁耐火物上的溅渣护炉不能够十分均匀，特别是对耳轴侧的炉腹的渣覆盖护炉不十分均匀，而且渣覆盖要达到炉口颈缩部是困难的。
如上所述，特开昭53-37120号公报所公开的、在炉内残留一部分熔渣、添加固化剂、以耳轴为中心摇动、使渣在炉底或炉壁耐火材料上附着的方法，存在着无法修补耳轴侧的问题。
而特开昭57-16111号公报公开的、从底吹喷嘴用惰性气体将炉内残留渣吹飞到上方，附着在炉壁耐火物上的方法，存在着难以确定渣飞散位置的问题。
又特开平7-41815公报公开的、在残留渣中添加固化剂、从顶吹喷枪吹入惰性气体、使渣吹起并集聚在炉壁侧、并附着在炉壁耐火材料上的方法，存在着溅渣护炉范围有限以及喷枪高度、气体流量、添加固化剂造成的渣的性状难以明确地进行控制、渣覆盖护炉常常可能不均匀等问题。
本发明的目的是提供一种对转炉炉壁溅渣护炉的方法，该方法解决上述现有技术的问题，对于炼钢用转炉，由顶吹喷枪在出钢后的炉内残留渣中喷射气体，使渣飞散附着在炉壁上，并在附着之时，使喷枪高度、气体流量、添加渣固化剂等造成的的渣的性状适宜化，籍此能够使渣飞散并均匀地附着至历来炉体倾动的溅渣护炉方法不可能修补的炉腹耳轴侧和到炉口颈缩部的侧壁之间、能够稳定、均匀地使全炉壁内覆盖，从而延长了转炉的炉龄。
另外，在转炉中反复实施溅渣护炉操作时，渣在炉底凝固，造成转炉炉底厚度增加。本发明提供了对转炉炉壁溅渣护炉实施时的转炉炉底管理方法，能够检测转炉炉底厚度的增加，而且能够调整转炉炉底的厚度。
在解决上述课题时，本发明人对在炼钢用转炉中，出钢后使转炉炉底残留熔渣，由顶吹喷枪喷射气体，使渣飞散，附着在炉壁上的炉内覆盖护炉方法进行了深入研究，结果发现，为了使渣飞散到炉内所需修补处，控制喷枪距炉底的高度和控制气体流量在所定的适当范围，在惰性气体喷射开始后至所定时间后，根据渣的组成，添加含有MgO或CaO的渣固化剂以控制渣固相率在所定的适当范围，通过调节渣的飞散高度和对炉壁的附着性，能够使全炉壁均匀覆盖，从而完成了本发明。
也就是说，本发明提供了一种对转炉炉壁溅渣护炉的方法，其特征在于，在炼钢用转炉中，出钢后使转炉炉底残留熔融渣，由顶吹喷枪喷射气体，使渣飞散、附着在炉壁上，此时控制喷枪高度距炉底0.7m以上至不足3.0m，并且控制气体流量在250～600Nm3/min，使渣向炉内修补处飞散，根据气体喷射后残留渣的组成，添加含有MgO或CaO的渣固化剂，以控制渣的飞散高度及对炉壁的固着量。
另外，本发明提供了一种对转炉炉壁溅渣护炉的方法，其特征在于，在炼钢用转炉中，出钢后使转炉炉底残留熔融渣，用顶吹喷枪喷射惰性气体，使渣飞散、附着在炉壁上，此时控制喷枪高度距炉底1.0m以上至不足3.0m，并且控制惰性气体流量在250～600Nm3/min，使渣向炉内修补处飞散，根据惰性气体喷射后残留渣的组成添加含有MgO或CaO的固化剂，调节渣的固相率为0.5～0.7，以控制渣的飞散高度及对炉壁的固着量。
这里，前述向炉内残留渣添加渣固化剂最好是在气体喷射开始之后至2分钟后进行。
另外，在前述气体喷射中，表示渣中氧位的T.Fe〔％〕在22％以上时，最好除了加入渣固化剂，还添加还原剂，以提高渣的固相率至0.5～0.7。
这里，所说T.Fe指的是渣中的全铁分，从粒铁、氧化铁(FeO、Fe2O3、Fe3O4等所有的形式)中求出。
另外，为使前述渣飞散所用的前述气体最好是惰性气体、空气和/或其混合气体，前述惰性气体是氮气、氩气和/或其混合气体。
另外，最好根据修补处距炉底的高度控制流量，使得当所需修补处距炉底高度在3m以下时，气体流量削减至250Nm3/min，距炉底高度在7m以上的炉口颈缩部时，用最大流量600Nm3/min，使使用的成本为最小。
本发明还提供了一种对转炉炉壁溅渣护炉实施时的转炉炉底管理方法，其特征在于，实施溅渣护炉的转炉操作时，检测出从转炉底吹风口供给炉内的气体压力的风口背压，由该风口背压上升检测出转炉炉底厚度的上升。
本发明同时还提供了一种对转炉炉壁溅渣护炉实施时的转炉炉底管理方法，其特征在于，因溅渣护炉反复操作造成的转炉炉底厚度上升时，在出钢后转炉炉底残留的熔融渣中添加使该渣熔点降低的熔剂、并用底吹风口及/或顶吹喷枪搅拌渣。
以下在附图所示的适宜实施方式的基础上详细说明本发明对转炉炉壁溅渣护炉方法。
图1是说明实施本发明的对转炉炉壁的溅渣护炉方法(以下简称溅渣护炉方法)的炼钢用转炉一个实施方式的断面说明图。图2(a)、(b)和(c)分别是本发明溅渣护炉方法的一例的各工序的说明图。
在图1中，符号1为炼钢用顶底吹转炉、符号3是转炉1内配置的吹入惰性气体用喷枪、符号6为投入渣固化剂或还原剂的投入贮槽、符号7是支持转炉1的可摇动的耳轴、符号5是转炉1的包括设置耳轴7的侧面炉壁(炉腹)部分和炉口颈缩部5’在内的耳轴侧范围、符号10表示底吹喷嘴。另外，符号2是残留在转炉1内的残留渣、符号4是吹入的气体、符号8是因从喷枪3喷射的气体4而跳起向炉壁飞散的溅渣、符号9是由溅渣8形成的渣覆盖层。
在本发明的溅渣护炉方法中，首先，如图1和图2(a)所示那样，出钢后在转炉1内、即炉底残留适量的渣2、例如一部分或全部作为残留渣2。接着，如图1和图2(a)所示那样，将喷枪3降到转炉1内一定的位置并设置在距炉底一定的高度。其次，在渣2上方以一定的流量从喷枪3喷射气体4，同时如图1和图2(b)所示那样，从贮槽6投入白云石等渣固化剂11，调整渣2的渣固相率为一定范围。由于采用以上措施，如图1和图2(c)所示那样，一定固相率的渣2飞散为溅渣8，在转炉炉壁、特别是修补困难渣难以附着的耳轴侧5处也形成了渣覆盖层9。
这里，本发明溅渣护炉方法的特征在于，将喷枪3距炉底的高度(以下称喷枪高度)、从喷枪3喷出的惰性气体的流量(以下称气体流量)、添加渣固化剂11或固化剂11和还原剂所调整的渣2的固相率均控制在一定范围内，即控制喷枪高度为0.7m、最好1.0m以上至不足3.0m，气体流量在250～600Nm3/min，之内，渣的固相率在0.5～0.7之内，这样以调整渣2飞散的高度和对炉壁的固着性。
首先，本发明法所使用的喷枪3，只要是能够尽可能地使固相率调整在上述适当范围内的渣2飞散到转炉内炉壁的必要的修补部分的、因而是能够确保气体流量在上述适当范围内的，而且能够符合转炉内的渣2的性状将距炉底的高度调整到上述适当的范围内的喷枪，就不受特别的限制，何种喷枪均可。例如，也可以以溅渣护炉为目的设置满足这样条件的专用的喷枪，但通常可以在溅渣护炉中使用象图1所示的顶底吹转炉或顶吹转炉吹炼用的喷枪。
另外，本发明法适用的转炉1不受特别的限制、例如象图1和图2所示的顶底吹转炉或顶吹转炉为最佳。这是因为这些顶吹转炉或顶底吹转炉备有吹炼用的喷枪、能够与溅渣护炉用喷枪3共用。还有，在设置溅渣护炉专用吹气体喷枪3时，本发明法不仅适用于上述顶吹转炉和顶底吹转炉，而且适用于底吹转炉。可是，在将本发明在用于顶底吹转炉或底吹转炉时，由于炉底配设有底吹用喷嘴，所以必须对底吹喷嘴升高气体压力，使这些喷嘴不受由顶吹气体造成的任何的影响。
其次，在本发明法中设定的喷枪高度的适当的限制范围是0.7m以上至不足3.0m，较佳是1.0～2.9m，更佳是1.8～2.8m。这里对喷枪高度限定在0.7m以上至不足3.0m的理由进行说明。
图4示出了改变气体流量和喷枪高度进行实施时，喷枪高度与溅渣到达高度(距炉底的高度)之间的关系。气体流量越大、并且喷枪高度(距炉底高度)越低，溅渣到达高度增大。因而，喷枪高度尽可能地低、气体流量尽可能地大的方法是比较好的。
首先，对喷枪高度的适当范围进行说明。
图4中虚线表示的喷枪0.7m高度位置表示转炉炉底与喷枪的间隔。该值小时，则不得不考虑转炉炉底与喷枪的冲突，本发明中从保护设备等考虑，至少取为0.7m。
图5(a)示出了在本发明中溅渣护炉的发生原理。由喷枪喷射气体，残留渣生成凹坑，由其周围隆起的残留渣形成了溅渣。这里如果接近喷枪，则如图5(b)所示，由喷射气体生成的残留渣凹坑变大，则由气体喷射产生的溅渣护炉效率有可能降低。
这是因为，由喷枪3喷射惰性气体4在残留渣2中生成的凹坑的深度超过残留渣2熔渣深度，其以上的渣不能形成凹坑。失去行进场所的渣2提高了自己的位能、损失它的部分能量E，溅渣8具有的能量(动能)也减少，使溅渣8到达的高度反而降低。
由图4可推断，当气体流量为400Nm3/min时，在喷枪高度和溅渣到达高度没有变化的0.7～1.0m范围内发生上述状态。因而，从溅渣发生效率出发，采用上述同一气体流量时，最好是1m附近。
还有，在图4中，在显示粘土状溅渣的高度时，喷溅到达高度在400Nm3/min的0.7m点是4.8m。这时，在渣固化剂添加之后产生的液相率高的渣可达7m高左右。
另外，该喷溅渣到达高度能够随气体流量提高而提高。还有，出钢后的渣液面约深1.8m，在避免误操作引起喷枪和渣接触事故的点中，可将下限取在1.8m以上。
另一方面还因为，当喷枪高度在3.0m以上时，不能够由残留渣2产生溅渣8，或者即使能够产生、使溅渣8飞散到所要高度也是困难的，不能够使渣8附着在炉壁的所要修补处。
还有，喷枪高度在全工艺中最好一定，当然中途也可以变更。
其次，在本发明法中所设定的气体流量合适的限定范围是250～600Nm3/min，最好为300～500Nm3/min，采用350～450Nm3/min更好。这里，限定气体流量在250～600Nm3/min的理由是，当气体流量不满250Nm3/min时，使残留渣2成为溅渣8并飞散到所要高度是困难的、不能够使渣8附着在炉壁的所要修补处、特别是耳轴侧的炉腹。另一方面，气体流量超过600Nm3/min时，由残留渣2飞散的溅渣8飞散的高度过高，容易使由转炉炉口颈缩部的溅渣形成的覆盖层厚度增长异常，不能够控制渣8附着均匀和适当，并且存在着向转炉侧缘、防护罩内部附着问题。
可是，当转炉炉壁所需修补处距炉底的高度较低时，例如3m以下时，可将气体流量降到250Nm3/min，当距炉底的高度较高时，例如7m以上的颈缩部时，气体流量为最大流量600Nm3/min，按这样根据修补处距炉底的高度控制气体流量，使使用成本最小为佳。还有，只要气体流量在上述合适的限定范围内，即可保持一定，也可中途变更。
另外，吹入惰性气体4时的喷枪3的角度在本发明中未作特别的限定，只要能够使溅渣8飞散到所需高度的角度就行，但从喷枪3喷出的气体4的喷流(射流)向渣2的侵入角度以其生成的溅渣8飞散最好的角度为最佳。
另外，喷枪3的个数也不作特别的限制，只要能够确保气体流量在上述合适范围内，一个或多个都行。
另外，本发明所用气体4也没有特别的限制，最好是低成本的气体，例如能够用氮气(N2)、氩气(Ar)空气或其混合气体等。再有，转炉吹炼用喷枪除能够喷射操作所需的纯氧之外，还能喷射氮气、氩气等，因此取不用改造就可使用的氮气、氩气等惰性气体为佳。
其次，本发明法中设定的渣固相率的适当的限定范围是0.5～0.7之间，最好为0.55～0.68，以0.60～0.65为更好。这里，限定渣固相率为0.5～0.7的理由是，如果渣的固化率不足0.5，由于渣固化剂11的添加量不足，渣2的粘度小、流动性增加，由渣2就不能生成溅渣8，也就不能向炉壁附着，或者即使能够生成，溅渣8的粒径过于小，难以飞散，就是附着在炉壁后，附着后的覆盖层也会直接流下来，或是慢慢地流完。另一方面，如果渣的固相率超过0.7，渣固化剂11的添加量过剩，渣2的粘度变大，溅渣8到达炉壁时过于坚硬不能物理的附着，或是溅渣8的粒径过于大，不能够使溅渣8飞散到炉壁所需修补处，或是根本不能生成溅渣8。
在本发明中，用以下公式来定义渣固相率。
渣的固相率是(数1)
而且，在本发明中，因渣的固相率是用残留渣2的重量和渣固化剂的重量使用例如热力学计算软件(例如Chem Sage计算软件)算出的，所以用热力学计算软件使用渣2的温度和添加固化剂的渣2中的各组成(CaO、SiO2等)的投入重量进行计算。
在热力学计算软件中，输入渣2中的各组成的投入重量和渣2的温度，算出系统的标准自由能成为最小的各组成的液相的重量和固相(单质或化合物)的重量。表1为一计算例。
在本发明中，用这样计算的渣2的固相率来控制固相率在上述合适的范围内。
还有，固相率的控制，除了是如前述通过每次计算来进行控制之外，也可以计算和求出预先各条件、根据残留渣量决定固化剂的投入量来进行控制，另外，即使基于固化剂投入量的误差、计算软件的误差使固相率发生变化，监视气体喷射开始后～2分钟后的渣的飞散状况，追加添加渣固化剂等来控制固化率也没关系。
为了使残留渣2的渣固相率在0.5～0.7之间，向渣2中添加的渣固化剂11只要是含有MgO或CaO，任何渣固化剂均可，也可采用历来公知的渣固化剂。例如，含有MgO的渣固化剂可举出轻烧的白云石、干燥的白云石、或其2种以上的混合物等，含有CaO的渣固化剂可举出生石灰、石灰石等。还可以将含有MgO的渣固化剂和含有CaO的渣固化剂混合使用。
将象这样的渣固化剂11添加到转炉1内的残渣2中的时期(计时)，只要是从吹入气体的喷枪3喷射惰性气体4开始以后，就不作特别的限制，但最好是喷射开始后～2分钟后。这是因为若是在喷枪3不喷射惰性气体4后，就没有惰性气体4的喷流对渣2和渣固化剂11搅拌作用了。
另外，渣固化剂11的投入方法也没有特别的限制，既可以将所要量的渣固化剂11连续地一次投入，也可以按时间间隔分数次投入。无论连续投入、还是数次投入，都既可以一定的投入速度(每单位时间的投入量)投入，也可以途中变更投入速度。还有，投入速度没有特别的限制，例如，以0.7～0.9t/min就行。投入不同的渣固化剂11时，既可以各自不要混合连续地或数次地分开投入，也可以混合投入，也可以分开投一部分，剩余的一部分混合投入。
另外，投入渣固化剂11时，既可以将渣固化剂11从投入贮槽6直接投入转炉1内，也可以从喷枪3和惰性气体一同投入转炉1内。但以尽可能均匀地供给全部残留渣2的方式投入为最佳。
这样投入到残留渣2中的渣固化剂11被喷枪3喷射的惰性气体4一边搅拌一边混合。
可是，本发明人发现，当一边用所定高度上设置的顶吹喷枪3按所定的气体流量将惰性气体4喷射到转炉1内残留的适量的渣2上，一边添加渣固化剂、一边控制渣2的固相率为所定值，一边使渣2飞散、进行附着在炉壁上的护炉法的时候，即使增加向渣2中添加的渣固化剂，也由于渣2的组成，不能使渣2的固相率达到上述合适的限定范围。
同时发现，对于象这样添加渣固化剂、不能够确保固相率达到上述合适限定范围的渣的组成的情况，为了提高固相率使其达到上述合适限定范围，可以添加还原剂。
为此，本发明人使转炉1内残留适量的渣2，设定顶吹喷枪3吹入惰性气体4的流量为400～600Nm3/min，在喷射惰性气体4的同时，为了以最佳气体射流的入侵角度使适量残留的渣2飞散为溅渣8，应使喷枪3距炉底的高度下降到1.8～2.8m，一旦搅拌渣2后，求出搅拌后的渣2的T.Fe浓度(％)。
而且此时，为将渣的固相率控制在上述0.5～0.7范围之内，T.Fe＜15％时不加渣固化剂，当15％≤T.Fe＜22％时，添加渣固化剂，例如，为使渣固相率为0.60～0.65，必须添加残留渣重量的10～15％的轻烧白云石或干燥的白云石作为固化剂，当T.Fe≥22％时，除渣固化剂之外，必须添加石墨、焦炭等还原剂。另外，T.Fe(％)作为渣成分分析值之一，由荧光X线法进行分析，并认为表示渣中的氧位。在实际的转炉操作中，由于T.Fe(％)的分析需等待约10分钟左右，常采用吹炼终止时钢中氧的浓度(考虑成与吹炼终止渣中T.Fe(％)平衡)或者由钢中氧的浓度推定T.Fe(％)。
另外，在转炉操作中采用副枪测定钢中氧的浓度，则不发生时间滞后。
在本发明中，当渣2中T.Fe(％)在22％以上时添加还原剂是由于，仅仅用含有较多MgO的固化剂来提高固相率，在下一次热吹炼覆盖层溶解时，为了达到保炉体的目的，必须投入过量的MgO，从而引起冶金特性(特别是磷分配比)降低、脱磷不良。还有，作为添加的还原剂没有特别的限制，例如上述的石墨之外，焦炭等都可以。
而，图3示出了实施本发明的溅渣护炉方法的各操作过程的一例。在本例中，设定喷枪高度为1m，气体流量为400Nm3/min(N2气为140Nm3/min、Ar气为260Nm3/min)，从喷枪3喷出惰性气体(N2+Ar气)4开始(参照图2(a))，首先，第一次，30秒后将作为固化剂的轻烧白云石(500Kg)或者当T.Fe≥22％时，除了轻烧白云石(例如500Kg)之外，作为还原剂代替固化剂的石墨焦炭(100Kg)以0.7t/min的低投入速度投入，第一次的固化剂或还原剂从投入终了一分钟后，将作为固化剂的干燥的白云石(500Kg)以0.7t/min的低速度投入(参照图2(b))。而后，从喷枪3喷出惰性气体4开始至4分钟，最终形成了具有一定厚度的渣覆盖层9。还有，虽然全过程所需时间的目标值是4分钟，但是，根据渣覆盖层9的厚度将所需时间设定为5分钟。
另外，在本例中，对于180t的转炉1的残留渣2的重量为5～7t时，虽然将全过程所需时间设定为4～5分钟，但是本发明对此未作限制，只要能根据转炉炉壁损伤程度在转炉1的炉壁上形成必要厚度的渣覆盖层9，则可按所需的附着量、转炉1的尺寸、残留渣2的量、喷枪3的高度、气体流量、渣固相率等进行合适的设定。同样，虽然在本例中对于180t的转炉1残留渣2也为5～7t，但是在本发明中对此也没有作限定，应当根据上述种种条件进行合适的设定。本发明法所适用的转炉1的容量也并不限定为上述的180t，无论何种容量均可。
在本发明中，如上所述那样，由于对转炉1的炉壁进行溅渣护炉，溅渣8能够飞散到转炉1的炉壁的所需修补处、例如，最受侵蚀的距炉底高4～5m的部分，而且炉壁能够象那样保持适当厚度的附着层、在炉壁面上全部地、均匀地形成覆盖层9，所以，不存在以难以修补部分的熔损速率表示的耐火材料的损耗速度不均匀的问题，因而炉龄得以延长。
实施例以下基于实施例对本发明溅渣护炉的方法进行具体的说明。
(实施例1)图1示出了本发明法用于顶底吹转炉1的情况。
在180t的顶底吹转炉1中吹炼铁水，出钢后，残留渣2为5～7t。使喷枪3的端头距炉底的距离为1.8m，以400Nm3/min将N2气喷射进渣2。仅用终渣成分，向液相率高的渣2中喷射惰性气体4，仅由渣面激烈地起伏，就不能确认有溅渣8产生。
气体喷射开始后经过30秒添加作为固化剂11的MgO源即轻烧白云石500Kg的时刻，渣2中的MgO浓度增加，粘度上升，产生了溅渣8。然而，由于该阶段渣固相率未达到本实施例的目标值0.6，所以溅渣8的粒径小，而且附着在炉壁上后，有流落下来的倾向。因此，从喷射气体开始经过2.5分钟的时刻，添加作为固化剂11的冷却能比第一次添加的轻烧白云石大的干燥的白云石500Kg。藉此，渣2被冷却，固相率达0.6以上，呈破碎状的粒径大的溅渣8飞散，象第一次添加固化剂时的第一阶段中附着的覆盖层9那样覆盖固着在炉壁上。
如以上那样，就可以在转炉1的全部的腹部的炉壁面上得到大体上均匀的渣覆盖层9。
另外，本实施例中全部是利用已设的转炉吹炼用的喷枪。而使用转炉是顶底吹转炉1时，在炉底配设有底吹气体用喷嘴10。在本实施例中，为了使这些底吹喷嘴10不受顶吹气体造成的任何影响，不用说应当升高底吹喷嘴10的气体压力。
其次，在上述实施例1中，分别变化气体流量、喷枪高度以及固化剂投入量变更造成的渣固相率对在转炉1内产生的溅渣8距炉底的高度以及转炉炉腹炉壁全面形成的渣覆盖层9的厚度等的溅渣护炉特性的影响进行了研究。
图6是气体流量和喷枪距炉底高度变化时喷溅到达高度研究的结果。气体流量为250～600Nm3/min、喷枪高度为1.0～3.0m以内时，气体流量越大、喷枪高度越低，则喷溅到达高度越高，从这个结果可知，可在炉内观察后根据重点修补的高度控制气体流量和喷枪高度。另外，气体流量为400Nm3/min、喷枪高度为0.8m时溅渣到达高度与喷枪高度为1.0m时程度相同。这些在前面关于喷枪高度合适范围的说明中已经做了说明。
另一方面，设定一定的喷枪高度和气体流量的条件，改变固化剂的投入量，研究在各种渣固相率下的覆盖层厚度的变化，得到了图7示出的结果。由图7可知，当渣的固相率为0.6时，覆盖层厚度最大，固相率为0.5～0.7时可得到大约8～17mm厚的覆盖层。
还可看出，在上述实施例1中，为了确保作为目标的固相率0.6，渣2中的T.Fe(％)在15％≤T.Fe＜22％下添加固化剂时，固化剂必须是轻烧白云石和干燥白云石各500Kg，渣2中T.Fe(％)在T.Fe≥22％下添加还原剂时，除添加上述轻烧白云石和干燥白云石各500Kg外，还必须添加作为还原剂的石墨100Kg。
图8(a)和图8(b)分别示出过去炉体倾动法和本发明溅渣护炉方法的实施结果的比较。这里，实施覆盖前耐火材料的厚度和实施后的厚度是用激光断面计测定的。
如图8(a)所示那样，可以确认由于采用本发明法，渣在耳轴侧距炉底高度升高到3～4m处形成平均厚度20mm的覆盖层，下一次热出钢后，可以残留5～10mm的覆盖层。
另一方面，如图8(b)所示那样，在采用过去的炉体倾动渣覆盖方法中，很明显没有渣的附着。
虽然举出了实施方式对本发明关于对转炉炉壁溅渣护炉的方法进行了详细说明，但是，本发明没有限定这些实施的方式，在不超出本发明要点的范围内，各种改良和变更设计当然是可以的。
下面，就实施对转炉炉壁溅渣护炉时的转炉炉底管理方法，与实施例一起进行说明。
实施如上所述的对转炉炉壁溅渣护炉方法时，由于反复实施溅渣操作，将引起炉底厚度上升。这是因为顶吹喷枪向转炉炉底的渣中喷射惰性气体、使转炉炉底的渣凝固物附着、堆积，造成炉底厚度的增加。这种现象对于提高渣固相率实施溅渣护炉方法时容易发生，若因凝固渣的堆积转炉炉底厚度大大增加时，从底吹风口供给的气体不能够通过炉底厚度增加的那一部分并从这一侧吹入转炉炉内的钢液中(在阻力低的部分流出的气体通道不清楚)，引起底吹风口对钢液搅拌效果发生变化。同时，发生厚度增加时，转炉自体的冶金特性也将发生变化，引起转炉操作故障。
因而，在本发明中可以检测从底吹风口供给炉内的气体压力的风口背压、从该风口背压上升而检测出转炉炉底厚度变化，可以用图来说明。
图9示出了测出风口背压、从该风口背压上升检测转炉炉底厚度变化的例子。
该例表示，经由耳轴、由其对转炉的底吹风口，供给惰性气体即氮气、氩气等气体，并经由底吹风口能够喷射到熔钢中。
开启在氮气、氩气的供给线上设置的阀门A、B，能够改变供给底吹风口的气体，而且该底吹风口背压由气体供给线中配置的压力计检测出。
设该气体供给线中的压力损失没有变化，这样检测出的压力随底吹风口前方所示的渣凝固层的厚度的增减而变化，由该底吹风口背压的上升可以得知本发明中所说的转炉炉底厚度的上升。该变化例如图10所示。可以测出流出气体供给线中流动的总的底吹气体的流量与底吹风口的背压的关系的明显的变化，例如，实线表示的变化是正常时的，当炉底厚度增加时，产生沿图中虚线所示的箭头方向移动的压力的上升。
然而，伴随转炉炉底厚度的增加，采用以下手段可以恢复原来炉底厚度的情况，或者使厚度减薄。
即，由于反复进行溅渣护炉操作转炉炉底厚度上升时，出钢后向转炉炉底残留的熔融渣中添加铝含有物、氧化铝含有物、氧化铝铝源或者莹石等，使渣熔点降低，用底吹风口和/或顶吹喷枪喷出的气体实施搅拌，谋求引起厚度上升原因的渣凝固层再溶解，以减薄炉底厚度。一次或多次的反复这样操作，可以调整再溶解量。
另外，在这里为了调整熔融渣的熔点添加的氧化铝源可以用含有20～25％左右铝灰或氧化铝的连续铸造渣、钢包渣等。
还有，虽然采用底吹风口喷射惰性气体可能的转炉为例进行了说明，但不言而喻，对于具有喷射氧气等风口的转炉也是可行的。
(实施例2)一边进行反复溅渣护炉操作一边进行转炉操作，经过1个月后，风口背压开始上升。
对于该背压上升约2成的转炉，出钢后残留6吨渣。向该残留渣中添加3.2t连续铸造渣，增加底吹风口的气体供给量，对残留渣进行搅拌并调整成分。由于这种混合搅拌，氧化铝变为约10％。然后继续转炉摇动操作和从风口吹气约10分钟后，当排出调整成该成分的残留渣后，加入180t生铁水，进行通常的转炉操作。
这时，在转炉操作时见到风口背压降低，由于渣凝固层的再溶解，可以观察到炉底厚度减薄。
另外，之所以将调整成分的残留渣一次排出，是由于熔点降低，再将其直接使用，会造成转炉炉壁渣线位置的损耗增大。
如以上详述的那样，如果采用本发明，能使过去几乎不可能实现的转炉耳轴侧的溅渣护炉的进行变得容易了，能够在转炉炉壁的全面形成均匀的、稳定的、固定的渣覆盖层。
为此，如果采用本发明，能够大幅度地降低过去耳轴侧修补所需材料的使用量，从而能够减少修补费用。
这样，耳轴侧的耐火材料的损耗决定了炉龄，由于实施了本发明法，炉龄能够从现在的1炉代5000炉左右，稳定地提高到10000炉或10000以上。附图的简单说明图1是本发明中实施对转炉炉壁溅渣护炉方法的一个实施方式的说明图。
图2(a)、(b)和(c)分别是说明图1所示实施方式各操作过程中炉内状况的说明图。
图3是实施本发明法的操作过程的一例的时间表。
图4是本发明法中喷枪高度和气体流量与溅渣到达高度的关系图。
图5(a)和(b)是分别说明喷枪高度高时和喷枪高度低(例如不满1m)时残留渣的状态和喷溅发生状态的说明图。
图6是本发明实施例中气体流量和喷枪高度与喷溅到达高度的关系图。
图7是表示本发明实施例中改变渣固相率时覆盖层厚度变化情况的图。
图8(a)和(b)分别表示本发明法与过去法实施结果的一例的说明图。
图9是检测底吹风口背压的系统图。
图10是表示炉底厚度上升对底吹风口背压的影响的图。表1残留在转炉中的渣量(用于覆盖)5吨固化剂轻烧白云石500kg/ch(CaO57.2％，MgO38.7％)固化剂生白云石500kg/ch(CaO34.9％，MgO17.3％)转炉中的渣量＝5000+500+500＝6000kg残留在转炉中的渣的组成(％)T·Fe CaO SiO2MnO Al2O3MgO P2O518.2 45.5 11.3 4.5 5.0 7.0 1.3916.5 45.6 10.3 4.1 4.5 8.9 1.26固相比例＝2952.1/5756.7＝0.51T＝1200.00CP＝1.00000E+00barV＝0.0000E+00dm3假设FeO造成100％T·Fe<
←FeO(kg)＝6000×0.165×1.29＝1277.1(kg)←CaO(kg)＝6000×0.456＝2736(kg)←SiO2(kg)＝6000×0.103＝618(kg)←MnO(kg)＝6000×0.041＝246(kg)←Al2O3(kg)＝6000×0.045＝270(kg)←MgO(kg)＝6000×0.089＝534(kg)←P2O5(kg)＝6000×0.0126＝75.6(kg)↑投入项总计5756.7
等重量组成作用渣相kg
各组成的 0.0184.26E-06液相重量0.0964.77E-050.0235.82E-240.3024.23E-020.4554.78E-010.0173.65E-020.0881.13E-011.00E+00 1.00E+00kg ↑液相总重量作用
1.00E+00←各化合物重量(固相)1.00E+001.00E+00总计2952.1 1.00E+005.66E-0权利要求
1.对转炉炉壁溅渣护炉的方法，其特征在于，在炼钢用转炉中，出钢后使转炉炉底残留熔融渣，用顶吹喷枪喷射气体，使渣飞散、附着在炉壁上，此时控制喷枪高度距炉底0.7m以上至不足3.0m，并且控制气体流量在250～600Nm3/min，使渣向炉内修补处飞散，根据气体喷射后残留渣的组成，添加含有MgO或CaO的固化剂，以控制渣的飞散高度及对炉壁的固着量。
2.对转炉炉壁溅渣护炉的方法，其特征在于，在炼钢用转炉中，出钢后使转炉炉底残留熔融渣，用顶吹喷枪喷射惰性气体，使渣飞散、附着在炉壁上，此时控制喷枪高度距炉底1.0m以上至不足3.0m，并且控制惰性气体流量在250～600Nm3/min，使渣向炉内修补处飞散，为了调节渣的固相率为0.5～0.7，根据惰性气体喷射后残留渣的组成添加含有MgO或CaO的固化剂，以控制渣的飞散高度及对炉壁的固着量。
3.权利要求1或权利要求2所述的对转炉炉壁溅渣护炉的方法，其特征在于，向炉内残留渣添加渣固化剂是在气体喷射开始之后至2分钟后进行的。
4.权利要求1～3任何一项所述的对转炉炉壁溅渣护炉的方法，其特征在于，在前述气体喷射中，表示渣中氧位的T·Fe〔％〕在22％以上时，除了加入渣固化剂，还添加还原剂，以提高渣的固相率至0.5～0.7。
5.权利要求1～4任何一项所述的对转炉炉壁溅渣护炉的方法，其特征在于，为使前述渣飞散所用的前述气体是惰性气体、空气和/或其混合气体，前述惰性气体是氮气、氩气和/或其混合气体。
6.权利要求1～5任何一项所述的对转炉炉壁溅渣护炉的方法，其特征在于，根据修补处距炉底的高度控制流量，使得当所需修补处距炉底高度在3m以下时，气体流量削减至250Nm3/min，距炉底高度在7m以上的炉口颈缩部时，用最大流量600Nm3/min，使使用的成本为最小。
7.实施权利要求1～6任何一项所述的对转炉炉壁溅渣护炉时转炉炉底管理方法，其特征在于，实施溅渣护炉的转炉操作时，检测出从转炉底吹风口供给炉内的气体压力的风口背压，由该风口背压上升检测出转炉炉底厚度的上升。
8.实施权利要求1～6任何一项所述的对转炉炉壁溅渣护炉时转炉炉底管理方法，其特征在于，因溅渣护炉反复操作造成的转炉炉底厚度上升时，在出钢后转炉炉底残留的熔融渣中添加使该渣熔点降低的熔剂、并用气体搅拌渣。
9.权利要求8所述的实施向转炉炉壁溅渣护炉时转炉炉底管理方法，其特征在于，该气体从底吹风口和/或顶吹喷枪喷出。
10.权利要求8所述的实施向转炉炉壁溅渣护炉时转炉炉底管理方法，其特征在于，使该渣熔点降低的熔剂是氧化铝源。
全文摘要
提供一种对转炉炉壁溅渣护炉法,即,用顶吹喷枪将惰性气体喷射到出钢后炉内残留渣中使渣飞散附着在炉壁上,使炉体倾动渣覆盖法不能修补的炉腹耳轴侧也均匀附着,使全部炉壁形成稳定均匀的覆盖层,即控制喷枪高度距炉底0.7m～3.0m、气流量250～600Nm
文档编号C21C5/36GK1254018SQ99125019
公开日2000年5月24日 申请日期1999年10月5日 优先权日1998年10月5日
发明者田中芳幸, 北川伸和, 奥田治志 申请人:川崎制铁株式会社