雙床平爐雙床平爐煉鋼生產(chǎn)工藝

以200tX2雙床平爐為例。

傾動(dòng)式雙床平爐冶煉工藝相近于轉(zhuǎn)爐冶煉工藝，主要工藝過(guò)程如下：

1、檢查爐體

出鋼后立即打開(kāi)爐門(mén)，仔細(xì)觀察出鋼口里口、爐底、堤坡、爐頂、前后墻及中間通道等部位的損壞情況。若爐內(nèi)剩殘鋼殘?jiān)鼤r(shí)，需用鐵鉤試探爐底打結(jié)層損壞情況，主要試探是否有坑。如果各部位均無(wú)損壞可以繼續(xù)生產(chǎn)，則不需任何處理和補(bǔ)爐即可加料。如果爐頂或爐墻個(gè)別預(yù)制件損壞嚴(yán)重，可立刻更換，換完即可加料。如果爐底或堤坡有坑，則用壓縮空氣或氧氣將殘鋼殘?jiān)祪簦儆眯×喜蹖B油鎂砂扣到坑內(nèi)扒平即可加料。雙床平爐不存在一般平爐的補(bǔ)爐工序。

2、加料

首先加入廢鋼和生鐵，先加輕型廢鋼，后加重型廢鋼。將廢鋼裝入容量為35t的大料槽中，用爐前100t吊車(chē)的主副鉤吊起翻入爐內(nèi)，加廢鋼時(shí)可以傾爐，使廢鋼在爐底上鋪勻。每床加兩槽，其余用10t落地式裝料機(jī)小料槽補(bǔ)加，共加廢鋼72~75t，一般為74t，smin即可加完。造渣劑用10t落地式裝料機(jī)加入爐內(nèi)，在兌鐵水前加完。石灰加入量按鐵水硅含量確定，一般每床加入4~8t。

3、預(yù)熱

由熔煉床排出的廢氣溫度高達(dá)1500~1600℃，一氧化碳含量達(dá)60~70%，在氧氣助燃下，從中間通道向預(yù)熱床噴出“廢氣火焰”，加熱預(yù)熱床的廢鋼和爐料。廢鋼被加熱到700~900℃時(shí)，固體料添加量可比BOF轉(zhuǎn)爐增加6~8%，兌鐵水前廢鋼表面可達(dá)1200~1300度。

4、兌鐵水

用爐前100t吊車(chē)吊容量80t的鐵水罐從爐門(mén)直接兌入爐內(nèi)，不需流鐵槽。每床用二臺(tái)吊車(chē)兌二罐鐵水，共150~155t。熔煉床取完第一個(gè)樣后，可以兌入鐵水，在熔煉床出鋼前兌完。鐵水由1000t和1300t混鐵爐供給。

5、吹煉

（1）下槍吹煉。兌完鐵水另一床檢查完?duì)t體后下槍吹煉。

（2）放渣。下槍吹煉20min加后放渣，抬爐門(mén)傾爐分期分批放渣，初期渣都是泡沫渣，堿度1.5左右。渣子從爐門(mén)坎直接潑到工作平臺(tái)下的地面上，放喳同時(shí)在工作平臺(tái)下往渣流上打水，用推土機(jī)將渣子推成堆，再用鏟斗車(chē)裝入汽車(chē)運(yùn)往渣場(chǎng)。在渣場(chǎng)用磁選法回收渣中金屬，從渣中回收的金屬量相當(dāng)于每t鋼9.3kg。出鋼時(shí)渣子從盛鋼桶嘴淌到地面上，然后打水，亦用上述方法處理。

（3）取樣。廢鋼全部化完，爐內(nèi)液體充分混合后，進(jìn)行第一次取鋼渣樣送集中化驗(yàn)室，采用光譜快速分析，分析出的數(shù)據(jù)以電傳打字方式報(bào)給爐前操縱室，取樣時(shí)用插入式微型熱電偶進(jìn)行人工測(cè)溫。根據(jù)分析結(jié)果和溫度情況，決定升降溫或加造渣劑。

（4）最終分析。當(dāng)鋼液中碳、磷、硫及鋼液溫度符合要求時(shí)，取鋼樣、渣樣分析成分并測(cè)溫，確認(rèn)鋼液、渣子成分及鋼液溫度合乎要求后，即可出鋼。

6、出鋼

用300t橋式起重機(jī)吊罐，傾爐出鋼，每床出一罐，出鋼溫度1620℃。盛鋼桶橢圓形容量為230t，塞棒水口。出鋼前用天然氣-壓縮空氣燒嘴烘烤到1000℃。全部采用爐外脫氧，用爐后合金料斗將合金加入盛鋼桶內(nèi)，邊出鋼邊加入。每次出鋼后動(dòng)一次控制閘板即換向。

主要組成部分有：熔煉室、氧槍、廢氣通道彎頭、活動(dòng)沉渣車(chē)、煙氣除塵系統(tǒng)等。

雙床平爐熔煉室

每座雙床平爐熔煉室有兩個(gè)對(duì)稱的爐床，在冶煉過(guò)程中，當(dāng)一個(gè)床吹煉時(shí)（稱之為熔煉床），另一個(gè)床預(yù)熱廢鋼和爐料（稱之為預(yù)熱床），兩個(gè)床交替進(jìn)行。

1、麥爾茨一包林斯?fàn)t型。這種爐型具有對(duì)稱式爐型、對(duì)稱式爐頂和爐墻。其主要優(yōu)點(diǎn)是：

（1）前墻和后墻對(duì)稱向爐內(nèi)傾斜，爐頂跨度減小了，不易變形損壞，有利于延長(zhǎng)滬頂壽命。

（2）由于前、后墻向爐內(nèi)傾斜，趨向混鐵爐的圓柱形構(gòu)筑，可以改善爐墻向爐內(nèi)輻射傳熱條件，提高爐子熱效率。

（3）采用組合式爐頂和前后墻，可以隨時(shí)更換，快速檢修，縮短修爐時(shí)間，減少耐火材料消耗，并可使修爐工人避開(kāi)熱氣流惡劣工作環(huán)境。

（4）組合式前后墻構(gòu)筑強(qiáng)度大，并可在生產(chǎn)中更換，可以取消平爐處理后墻和補(bǔ)前墻的補(bǔ)爐工序，利于高溫快煉。

2、組合式爐項(xiàng)和前、后墻

在鋼結(jié)構(gòu)架上砌筑爐頂和前、后墻預(yù)制件。爐頂用長(zhǎng)450mm鎂鉻磚砌筑，前、后墻用長(zhǎng)500mm鉻鎂磚砌筑。磚的氣孔率僅14%。每塊磚都用吊掛在弧形鋼結(jié)構(gòu)梁上，砌筑成弧形預(yù)制件。200噸x2雙床平爐爐頂和后墻分別由八塊預(yù)制件組成，前墻由十一塊預(yù)制件組成。更換時(shí)用吊車(chē)和吊具拆卸和安裝，生產(chǎn)過(guò)程中更換兩塊預(yù)制件只需要20分鐘。修爐時(shí)更換全部爐頂和爐墻預(yù)制件，24小時(shí)即可換完。換下來(lái)的爐頂預(yù)制件磚的殘厚約120mm，損壞的主要原因是熔蝕，有剝落和斷磚現(xiàn)象，但多為新斷口，可能是更換時(shí)激冷激熱所致。

組合式爐頂和前后墻在冶煉、護(hù)爐、修爐、熱工等方面都有好處，但需大面積的砌筑場(chǎng)地，設(shè)計(jì)成套磚型，確定組合的砌筑工藝和拆裝方法。我國(guó)武鋼第一煉鋼廠曾試驗(yàn)過(guò)。

3、爐底

爐底采用優(yōu)質(zhì)鎂磚砌筑，鎂質(zhì)材料層厚900mm，出鋼口處最薄為800mm。用高鈣細(xì)顆粒鎂砂冷打爐底打結(jié)層，打結(jié)層厚250mm。高鈣細(xì)顆粒鎂砂含MgO65~70%，粒度0~6mm，其中小于2mm的占25%，2~4mm的占60%，4~6mm的占15%，使用時(shí)加水4%，另加氧化鐵皮。一般情況下，每生產(chǎn)380~400爐更換全部爐頂和前后墻，修補(bǔ)爐底打結(jié)層。生產(chǎn)1000爐左右進(jìn)行一次較大規(guī)模的冷修。在維廠看到，將鏟斗車(chē)開(kāi)進(jìn)75t x2雙床平爐熔煉室內(nèi)裝運(yùn)廢物。

4、中間通道

200tx2雙床平爐從熔煉室排出的廢氣為1500~1600度，一氧化碳含量60~70%，在熔煉床燃燒氧槍供給的氧氣下燃燒，提高廢氣溫度，加熱預(yù)熱床的廢鋼和爐料。因此，對(duì)預(yù)熱床來(lái)說(shuō)，中間通道相當(dāng)于單床平爐的火焰噴出口，最佳中間通道的設(shè)計(jì)是提高爐子熱效率的關(guān)鍵。多年來(lái)捷克在這方面做了許多試驗(yàn)研究工作，認(rèn)為中間通道斷面積約為熔煉室空間斷面積的三分之一為宜。

5、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

（1）爐子橫斷面由異型梁柱圍成閉合框架，呈橢圓形，上下方向?yàn)殚L(zhǎng)軸。

（2）爐子傾動(dòng)中心在水盤(pán)中心軸線上。

（3）三個(gè)水盤(pán)夾縫都采用了密封裝置，鋼板罩幾乎成個(gè)整圓，只在水盤(pán)縫正下方有一段開(kāi)口，有時(shí)從此處往下淌渣，但渣量很少，鋼板罩壽命可達(dá)半年。

（4）每床只有一個(gè)大爐門(mén)，設(shè)在橫向中心線上。爐門(mén)上端向爐內(nèi)傾斜，緊靠在爐門(mén)框上，減少爐門(mén)散熱損失和漏氣。

（5）200tx2雙床平爐利用了原400t傾動(dòng)式平爐的機(jī)械傾動(dòng)設(shè)備。75tx2雙床平爐采用了液壓傾動(dòng)設(shè)備。即是說(shuō)采用機(jī)械或液壓傾動(dòng)方式都可以。

雙床平爐氧槍

1、吹煉氧槍

直接向熔池吹入冶煉必需的氧氣。雙床平爐是在單床平爐位置上改造成的，受吊車(chē)主梁下弦標(biāo)高的限制，不能采用頂吹，只好采用了斜吹，氧氣流股與熔池水平面成50度夾角。每床有兩支吹煉氧槍并排安裝在爐頭導(dǎo)向架子上，可以單獨(dú)也可以同時(shí)沿導(dǎo)向架上的滑道滑動(dòng)，以機(jī)械傳動(dòng)方式伸入爐內(nèi)或退出爐外，有效長(zhǎng)7米。雙槍同時(shí)用于吹煉。槍頭用含銅99.99%電解銅鑄造，噴孔為拉瓦爾管型。氧槍外徑194mrn，銅頭與鋼管之間連接一段銅管，采用氫氣保護(hù)焊接工藝焊接。氧槍水量85m³/h，回水溫度40度，最大氧流量16000Nm³/h。

2.燃燒乳槍

用于提供燃燒廢氣中一氧化碳必需的氧氣。每床爐頂上并排安裝兩支燃燒氧槍、鑄造噴頭，拉瓦爾管?chē)娍?，噴孔出口面向預(yù)熱床，與垂直方向成30度夾角。氧槍外徑179mm，銅頭與鋼管之間連接一段銅管，亦采用氫氣保護(hù)焊接工藝。氧槍水量60m³/h，回水溫度40℃。

雙床平爐廢氣通道彎頭

從預(yù)熱床排出的廢氣經(jīng)過(guò)廢氣通道彎頭，再經(jīng)過(guò)活動(dòng)沉渣車(chē)進(jìn)入煙道。廢氣通道彎頭是鋼結(jié)構(gòu)件，彎頭入口處有水冷，彎頭拐彎處有水噴嘴。彎頭入口處廢氣溫度約1000~1100℃，水噴嘴直接向廢氣噴水，使廢氣溫度降至450~550℃。廢氣彎頭的拐彎處設(shè)有吹煉氧槍出入孔，孔上有帶耐火材料內(nèi)襯的密封蓋，下槍吹煉時(shí)打開(kāi)，不吹煉時(shí)關(guān)閉，以防煙氣泄漏到爐外。彎頭垂直段是圓形通道，200tx2雙床平爐的圓形通道直徑為2.6m，75tx2雙床平爐的圓形通道直徑為1.5m。在圓形通道上有控制閘板，用于爐子換向。

雙床平爐活動(dòng)沉渣車(chē)

每個(gè)廢氣通道下方設(shè)一個(gè)活動(dòng)沉渣車(chē)，廢氣中大顆粒渣子落入渣箱中，氧槍退出爐外時(shí)帶出來(lái)的渣子也能落入渣箱中。渣箱容積8m³，箱內(nèi)不砌磚。渣箱與廢氣通道銜接處采用水封，不漏氣，且容易更換，每換一次渣箱僅需20~30min。

雙床平爐煙氣除塵系統(tǒng)

捷克的雙床平爐都采用了奧地利Waagenr一Biro公司文吐里濕法除塵?？讖S200tX2雙床平爐除塵系統(tǒng)有關(guān)參數(shù)如下：

廢氣量：36000~40000Nm³/h；

廢氣入口含塵濃度：2~60g/m³；

塵粒比重：4.9g/m³；

粒度：1~10^-3mm；其中5X10^-3mm的占60%。

塵粒的主要成份：SiO₂=1.37%，CaO=1.05%，MgO=0.89%，F(xiàn)e₂O₃=66.5%，S=0.05%，Zn=2.8~4.4%，Pb=0.7~1.25%；

供水量：100m³/h；

從文氏管中排出污水量：84~90m³/h；

污水PH值：3~12.5，一般6.5~7.4；

廢氣出口溫度：50℃；

廢氣比重：0.85g/m³；

廢氣出口含塵濃度：100mg/Nm³。

雙床平爐煉鋼技術(shù)除具有雙床平爐的生產(chǎn)率高、成本低、生產(chǎn)節(jié)奏性強(qiáng)等一般優(yōu)點(diǎn)外，還有下述突出優(yōu)點(diǎn):

（1）爐子生產(chǎn)率高，既能增加車(chē)間產(chǎn)量，又能減少爐子座數(shù)和降低經(jīng)營(yíng)管理費(fèi)用。

（2）在冷裝比30%的條件下可不用燃料冶煉，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、增產(chǎn)、降低成本。

（3）可利用爐子大修時(shí)機(jī)進(jìn)行改建，改建工時(shí)不比大修時(shí)間長(zhǎng)，可做到改建期間車(chē)間不停產(chǎn)、不減產(chǎn)。

（4）可利用原有吊車(chē)、裝料機(jī)、盛鋼桶、爐子傾功設(shè)備等輔助設(shè)備。

（5）雖然需增加除塵設(shè)備，但由于取消了蓄熱室、沉渣室，簡(jiǎn)化了平爐結(jié)構(gòu)，可在很短的時(shí)間內(nèi)還本。

（6）由于密封了雙床平爐排氣系統(tǒng)，廢氣量小，除塵設(shè)備可比相當(dāng)噸位單床平爐的小得多，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)便宜，除塵效果好，不污染環(huán)境。

（7）雙床平爐生產(chǎn)節(jié)奏性強(qiáng)，出鋼時(shí)間短又比較均衡，可以充分發(fā)揮鑄錠、整模生產(chǎn)能力和提高送錠溫度，利于初軋廠節(jié)能和提高生產(chǎn)能力。

平爐是爐膛為一熔池，帶有加熱空氣、煤氣的蓄熱室。平爐由熔煉室、爐頭、上升道、沉渣室、蓄熱室、換向閥、煙道、煙囪等組成。熔煉室是平爐的中心部分，前面有裝料爐門(mén)、后面底部有出鋼口。用于煉鋼、配備蓄熱室的膛式火焰爐。平爐煉鋼是用平爐以煤氣或重油為燃料，在燃燒火焰直接加熱的狀態(tài)下，將生鐵和廢鋼等原料熔化并精煉成鋼液的煉鋼方法。平爐煉鋼自1864年法國(guó)人P.馬丁利用有蓄熱室的火焰爐，用廢鋼、生鐵成功地?zé)挸鲣撘浩穑钡?960年一直是世界上的主要煉鋼方法 ，從60年代起平爐逐漸被氧氣轉(zhuǎn)爐和電爐煉鋼所代替 。

平爐熔煉室內(nèi)燃燒氣體(爐氣)中含有O₂、CO₂、H₂O等，對(duì)熔池起氧化作用，使?fàn)t渣始終有較高的氧化性。單靠爐氣供氧，速度慢，加鐵礦石或吹氧可加速反應(yīng)過(guò)程 。