DOI:10.3969/j.issn.l006-110X.2021.02.011
180t转炉滑板挡渣出钢技术应用实践
左欢
(天津工业职业学院，天津300400)
［摘要］随着钢铁行业对钢材品质要求的不断提高，转炉传统的挡渣岀钢方法已经不适应高纯净度钢种的冶炼要求。本文介绍了某钢厂130t转炉滑板挡渣岀钢技术的应用，包括岀钢口自动红外下渣检测装置，以及液压驱动岀钢口滑板挡渣机构。该技术可使转炉挡渣成功率可以达到99%，不仅有效地保证了钢水的纯度，而且实现了成本的降低和效益的提高，为优质钢的研发提供了保障。 ［关键词］挡渣法；滑板挡渣；出钢口；下渣监测
Application and practice of180t converter slidingctcs2
plate slag-blocking tapping technique
ZUO Huan
(Tianjin Polytechnic College,TIANJIN300440)
Abstract With the increasinj demanJs of iroo anJ steel industry for quality of steel prolucts,the coovertcr tralitiorai slan-blochinj tanpinj methol is noi suitalic foo the smeltinj reguiremeci of high purity steel-aUe.This articte introCuces anpOcatioc of180i cocverteo slidinj plate slan-blochinj tanpinj technique in some sted eeteryrise,ijcludinj antomatie infraree slg detectioo device of sted tanpinj hole,anJ hycdnUe drive sOg retaininj mechanism of sted octlet hole sline pUUdThis techjolooy can mane the ssccess rate of cooverter slau-blochinJ reach99%,it jo S ooty effectivety evsures the purity of moltee steet,but alss realizes coss reeuctioc anJ^^0ijerease,anJ provines u yuarantee for the researd anJ deveUpmeet of high quality steet-
Key words sUg131(1161^methoC,slidinj plate,steet tanpinj hote,thc sUg mocitorinj
0引言
在转炉炼钢工艺中，转炉冶炼终点钢渣具有较高的氧化性，并且含有大量的磷、硫等有害元素。转炉出钢时过量下渣，会使钢水氧化性增强，增加了钢包的脱氧剂、铁合金和精炼渣等的用量；同时增加
了钢中夹杂物的含量，降低钢水的纯净度，延长了精炼工序的处理时间314。目前看，传统出钢挡渣方法效果不太理想，严重制约了高品质、高附加值钢种的研发。
本文分析了出钢过程中下渣量大的原因，比较了不同挡渣方法的优缺点。以某钢厂180t转炉为例，介绍了滑板挡渣出钢技术的应用，包括自动红
收稿日期：2021-01-23
作者简介：左欢（1902—），男，大学本科，讲师现从事冶金专业教学工作。外下渣检测以及液压驱动滑动出钢口挡渣机构等技术，并重点阐述了该挡渣技术的特点、下渣检测原理及挡渣实践效果。
1转炉出钢下渣原因分析
研究表明，转炉出钢的全程都有下渣的发生。出钢前期的下渣量约占30%，中期由于涡旋效应卷渣的下渣量约占30%，后期挡渣失败下渣量约占40%324。
（1）出钢前期下渣。转炉摇炉出钢过程中，当倾动角度到达40度左右时，炉渣因密度小而浮于钢液之上，故先于钢水流入出钢口内部，进而进入钢包内，造成前期下渣。
（2）出钢中期下渣。在转炉出钢的中后期，出钢口上部容易出现钢水的涡流效应，钢渣会在涡流发生时随着钢水卷入出钢口，造成中期卷渣。
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(3)出钢后期下渣。当钢水快要全部出净时，如 果挡渣措施失败或挡渣效果不佳，会导致钢渣跟着 钢水一起流入钢包，造成后期下渣。2传统挡渣方法的分析
目前某钢厂180 t 转炉使用的传统挡渣方法 为：挡渣帽+挡渣球法、挡渣帽+挡渣锥法两种组合 方法。目前看，这些传统的组合挡渣方法效果都不
太理想。
2.1挡渣帽法
挡渣帽是在转炉出钢口处作瞬时挡渣用的，由
帽头、芯体、软质外层几部分组成。在上一炉出完钢 后，将挡渣帽堵在出钢口上；在下一炉转炉倾动出
钢过程中，把炉渣堵在出钢口内部，待转炉倾动至
出钢角度时，由钢水高温和重力的双重作用将挡渣 帽冲开，防止出钢前期钢渣流入钢包，有效的减少
了前期下渣量。2.2挡渣球法
挡渣球是早期传统的挡渣工艺，其密度一般为
4.0〜4.5 g/cm 3，介于钢液、钢渣密度之间，在出钢结 束前沉于钢渣、浮于钢水实现挡渣。挡渣球是一种
球形体，外侧分布有流钢槽，在出钢即将结束时，采
用人工投放的方式，将挡渣球从出钢口上方炉口处
投下，落入钢水涡流回旋区域，挡渣球因涡流引力 作用而发生定位旋转，随熔池液面逐渐下落，在钢
水将流尽前挡在出钢口内侧。经实际验证，挡渣有 效率可达70%左右，其比重尤为关键，比重小则挡 不住，比重大则钢水出不尽。
2.3挡渣锥法
挡渣锥由高铝、镁砂质氧化铝耐火材料制成,
分锥头和锥杆两部分，锥头形状呈陀螺形，上有沟 槽，其比重与挡渣球相差不大。当出钢至三分之二
左右时，将转炉摇至投锥角度，用投锥装置将挡渣 锥送入炉内出钢口上方释放，使锥杆部分首先插入
出钢口，起到了牵引和导向的作用，陀螺形锥头悬 浮于钢水与钢渣两相界面上，当钢水将出尽时，锥
头落在出钢口，剩余钢水顺着沟槽流出，钢渣则被
堵在炉内。因锥头上有凹槽，能有效抑制涡流，减少 中后期卷渣的现象发生，并且只要在转炉空炉时经
常校正投锥装置参数，挡渣锥的挡渣成功率能达 80%左右。
3转炉滑板挡渣技术的实践
3.1滑板扌当渣技术工艺控制
为了提高该厂180 t 转炉出钢挡渣命中率，减 少下渣量，实现出钢末期快速挡渣，在转炉出钢口
外侧加装了可滑动的出钢口闸阀机构，该设计参考
了连铸中间包滑动水口的原理⑶。转炉滑动出钢口
的闸阀机构依托上下两块滑板砖孔的重合、全开,
实现出钢结束后的挡渣，其中上滑板为固定滑板, 下滑板为滑动滑板。闸阀机构的动作是以液压控制
的方式开启或关闭，其动作的启动信号来自于红外
下渣自动检测系统，渣检测系统测检到下渣后，闸
螺杆钻具阀机构自动关闭，以达到出钢和挡渣的目的。转炉
医院新风系统滑板挡渣出钢技术工艺控制见表1041。3.2红外自动下渣检测原理
摄
c
册甘
R o c
表！转炉滑板挡渣出钢技术工艺控制
序号
工艺过程
工艺控制
1
吹炼过程中
液压站油泵未启动，滑板处于打开状态。
2
夜光路面吹炼结束时，摇炉至22度角液压站油泵启动，滑板处于打开状态。
3
摇炉出钢，转炉摇炉至35度角
计算机发出关闭滑板指令信号，滑板由开到闭。
4
转炉倾动到75〜80度角钢渣已全部上浮，计算机发出打开滑板指令信号，滑板由闭到开，转炉开始出钢。6
转炉倾动到99〜90度角
红外系统监测到下渣，计算机发出关闭滑板指令信号，滑板由开闭到闭，出钢结束。
6
出钢结束，转炉回摇至零位
计算机发出打开滑板指令信号，滑板由闭到开，关闭液压站油泵。
红外自动下渣检测系统主要是采用红外摄像机
对转炉出钢过程中的钢流进行实时监测，利用钢水
和熔渣相同温度下的辐射能量不同，通过计算机图
像处理系统对实时红外图像信号进行识别和处理。
当系统检测到下渣后，计算机立即发出控制信号，液
压系统得到信号自动关闭滑板，实现下渣监测与自 动控制叫如图1所示为转炉红外下渣监测控制系统
原理图。
3.3滑板挡渣技术主要工艺特点图#转炉红外下渣监测控制系统原理图
-38 -
心〈钢铁冶炼〉
心
70t转炉滑板挡渣岀钢技术应用实践
滑动出钢口在转炉冶炼的不同阶段，都能够实现系统自动控制开闭，满足不同阶段的挡渣要求。
（1）可防止前期渣流入钢包。在出钢过程中，转炉后倾至35度时，滑动出钢口自动关闭，出钢口内只灌入了小于其容积大小的钢渣量，且随着转炉后倾，钢水由于密度大会沉入出钢口内进而把钢渣排挤出来，当转炉摇到“开始出钢”的角度时，再打开滑动出钢口，保证了前期不下渣。
（2）避免出钢后期下渣。钢水出完后，红外下渣监测装置精准发出下渣信号，可实现自动快速关闭出钢口滑板，完全关闭动作时间！1秒，挡渣成功率可达到99%。
（3）在转炉角度摇至零位前，控制系统自动打开滑板，利用气体吹扫清理出钢口内残余钢渣，确保出钢口不发生堵塞。
环境模拟舱与挡渣帽+挡渣球法、挡渣帽+挡渣锥法工艺效果比较如表2所示。
4滑板挡渣法生产实践效果分析
表2三种挡渣方法效果比较
挡渣工艺挡渣成功率/%钢包平均渣厚/mm特点及优势
挡渣帽+挡渣球906〜97成本低，适合冶炼普碳钢等低端钢种
挡渣帽+挡渣锥6066〜77对避免中期卷渣效果好，挡渣效果不稳定，适合冶炼中低端钢种滑板挡渣77<40对避免前期渣和后期渣可靠性高，适合冶炼中高端钢种
在该厂180t转炉进行了滑板挡渣出钢技术改造后，挡渣的工艺效果和经济效果显著。转炉挡渣工艺改进前后技术指标对比情况如表3所示。
（1）挡渣成功命中率可以达到99%，绝大多数炉次达到了少渣出钢的要求，吹氩站测量大包钢渣平均厚度减少到40mm以下，为高附加值纯净钢的开发提供了技术支撑。
（2）滑板机构运行稳定可靠、更换方便快捷，滑板关闭速度！1秒，每次更换时间！15min，机构自身原因事故率！1%。
（3）外滑板与外水口的更换频次达到了设计要求，一般大于12炉更换一次；内滑板与内水口的更换频次与出钢口同步（平均"40次），单独更换时（平均"20次）。
（4）出钢口管砖的使用寿命在正常情况下平均"120次，滑板机构使用寿命"2000炉（中途更换部分易损件）。
5结语
表3转炉挡渣工艺改进前后技术指标对比情况
项目
技术指标
传统挡渣法滑板挡渣法
钢包渣量kg*—1
锰合金回收率/%精炼石灰单耗kg-W 精炼碳化钙单耗kg—精炼碳化硅单耗kg W 精炼造白渣时间/min 17.57.3 86W90.5 2.5
0.5
0W2
6.1
2.0
0W7
0.52
6.2
转炉挡渣工艺由传统的挡渣帽+挡渣球法、挡渣帽+挡渣锥法改进为滑板挡渣技术后，该厂180t
转炉出钢挡渣系统运行稳定可靠，实现了转炉出钢挡渣的自动控制。转炉出钢挡渣命中率和挡渣效率满足了安全生产和工艺的高要求，有效降低了钢包下渣量，减少了后道工序脱氧合金及精炼造渣料的消耗，缩短了精炼时间，降低了钢中夹杂物含量，提高了钢液的纯净度，为今后大规模开发高端优质钢奠定了坚实基础。⑵
参考文献
孙兴洪，蒋小弟•宝钢炼钢厂转炉挡渣工艺技术的发展［•宝钢技术,2010（2）:56-62.
杨奕，王丽坤，杨玉富•转炉滑板法挡渣出钢技术概述［］•第十届中国钢铁年会•上海，69
苏风光•滑板挡渣技术在涟钢210f转炉上的应用［•四川冶金，2019,39（04）,23-25手机镜片
张振杰•滑板挡渣技术在南钢转炉炼钢中的应用［］•第二十届耐火材料应用与发展技术研讨会论文集河北省冶金学会会议论文集2017:57-117
吴飞鹏•唐钢132f转炉滑板挡渣技术的应用与研究［•黑龙江冶金，207,36（01）,21-22+33
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