轉爐濺渣護爐技術與復吹煉鋼技術，并列為現代煉鋼工藝的兩項重大新技術。我國冶金工作者借鑒國外轉爐濺渣護爐的技術思想，迅速開發了適合于中國國情的各種轉爐濺渣護爐技術，廣泛推廣采用，并獲得巨大的經濟效益。我國采用轉爐濺渣護爐技術的8年里，爐齡發生了質的飛躍，與采用濺渣技術前相比，我國轉爐齡提高了5-10倍，轉爐爐齡已不是制約轉爐生產能力發展的瓶頸。目前我國轉爐平均爐齡已接近萬爐，最高爐齡已達2．67萬爐(武鋼)，同時我國在小型轉爐、半鋼冶煉轉爐及復吹轉爐領域的濺渣護爐技術，走在世界前列，形成具有中國特色的專利技術。

　　我國轉爐濺渣護爐技術現狀及特點

　　1 我國轉爐濺渣護爐技術現狀

　　濺渣前我國中小轉爐爐齡僅為1000-2000爐，中型轉爐爐齡僅為3000-4000爐。轉爐爐齡低已成為制約我國轉爐發揮能力、降低成本的“瓶頸”。8年來我國結合國情開發下列濺渣護爐技術：

　　(1) 具有增壓、調峰及防泄漏功能的氮氣供應、檢測及檢測控制設備；
　　(2) 適用高TFe、高溫爐渣的調質、改質材料；
　　(3) 適用高TFe、高溫爐渣的調質、改質工藝；
　　(4) 濺渣氮氣噴吹工藝及濺渣氧槍的維護技術；　　　
　　(5) 結合濺渣技術的優采用，降低煉鋼終點溫度及提高終點碳含量的工藝優化。

　　2 半鋼冶煉轉爐濺渣護爐技術

　　(1) 半鋼冶煉的特點

　　轉爐半鋼冶煉工藝在我國攀鋼、承鋼等鋼廠采用。經提釩后的鐵水(半鋼)具有以下特點：

　　-鐵水含碳低，一般小于3．5％，造成煉鋼熱量不足；
　　-鐵水Si為痕跡，煉鋼化渣困難；
　　-上述原因造成半鋼冶煉爐渣堿度高，為了將降低爐渣的粘度和熔點，采用高FeO化渣工藝，加劇對爐襯侵蝕。

　　(2) 半鋼冶煉濺渣技術措施針對半鋼冶煉的爐渣特點，開發如下濺渣工藝：

　　-選用合適的調渣劑，合理控制爐渣成分半鋼冶煉堿度高達5-7，造渣時加入一定量的Si02，以控制過程渣堿度。攀鋼半鋼煉鋼在吹煉前期分別加入MgO及CaO，使MgO含量達到飽和，又加速化渣。選用輕燒白云石做為調渣劑，在提高渣中CaO的同時，提高渣中MgO。同時選用富錳礦作為化渣劑，降低渣中TFe。

　　(-根據渣的TFe含量，合理控制終渣MgO對于高中碳鋼終點C較高，TFe較低(8-14％)出鋼溫度僅為1610-1640’C，終渣MgO含量控制在7-9％，就能達到終渣調質的目的。對于低碳鋼，渣中TFe含量為15-23％。出鋼溫度高達1640-1710’C，需將MgO含量控制在9-12％，才能將渣做粘。

　　-優化冶煉工藝，降低鋼中TFe半鋼煉鋼由于缺少熱量，經常采用后吹來提高鋼水溫度，終點渣過氧化現象十分嚴重，TFe高達25-30％。采取如下措施降低終渣TFe：

　　①減少倒爐次數，減少倒爐的熱損失。將傳統的“高拉補吹”工藝改為力爭“一次拉碳”成功。相同終點[C]含量，渣中的TFe降低2-3％。

　　②控制過程的爐渣堿度，避免長時間高槍位，渣中的TFe可在上述的基礎上再降低2-3％。

　　(3) 半鋼冶煉濺渣效果

　　通過工藝優化，攀鋼半鋼冶煉的爐齡迅速由濺渣前的2000爐提高到7000爐。采用激光測厚儀測量的結果表明，爐襯可在相當于長的一段時間內，保持了“零”侵蝕。在相同半鋼冶煉工藝條件下的承德煉鋼廠采用提釩的半鋼煉鋼，爐齡也齡迅速由濺渣前的1000爐提高到6000爐。

　　3　 小型頂吹轉爐濺渣護爐技術

　　(1) 小型頂吹轉爐的技術特點

　　我國有大批公稱容量30噸以下的小型轉爐，其最大出鋼量達45噸。小型轉爐在我國已達200座以上，在我國的煉鋼生產能力中占較大的比重。這類轉爐具有如下特點：

　　-鐵水及副原料一般質量較差，鐵水Si在0．4-0．9％之間較大范圍內波動，石灰的CaO有效較低一般小于70％；
　　-生產率高、冶煉周期短，班產爐數高，生產時間低；
　　-鐵水普遍不進行預處理，轉爐冶煉脫硫、脫磷負荷大；
　　-無精煉設施，為適應連鑄的節奏要求，出院鋼溫度一般偏高1690-1700℃；
　　-由于濺渣頻率高，N2普遍不足，一般僅維持在0．6-0．8MPa。由于上述原因，出現了濺渣時間短、N2氣壓力不足、爐渣溫度高及渣中TFe高等種種不利于濺渣護爐的因素。

　　(2)小型頂吹轉爐濺渣護爐的技術措施我國煉鋼工作者結合上述國情，開發出了適用于小型轉爐的轉爐濺渣護爐技術，主要技術要點如下：

　　-優化氧槍結構，由三孔槍改為四孔槍，提高出口馬赫數，提高噴吹氮氣的濺渣效率；
　　-除采用常規輕燒白云石等調渣劑外，普遍采用含碳爐渣改質劑(碳含量一般在15-40％)，降低終渣的氧化鐵及溫度；
　　-優化供氧制度，降低過程槍位，減少渣中TFe；
　　-優化煉鋼工藝，控制過程溫度及終點溫度，如漣源20噸轉爐出鋼溫度已由濺渣前的1710℃降低到1700‘C以下；
　　-加強管理，減少輔助及空爐時間，減少爐內泡鋼時間，保證足夠的濺渣頻率及濺渣時間；
　　-采用優質材料做轉爐絕熱層，減少爐殼變形，(如采用低絕熱系數的多晶纖維板)；
　　-采用靜態控制模型指導煉鋼過程的加料及供氧操作。

　　(3) 小型轉爐濺渣效果通過上述轉爐濺渣護爐技術及相關技術的開發，我國的小型轉爐的爐齡普遍已達10000爐，北臺、萊蕪等鋼廠爐齡已超過25000爐。

　　4 復吹轉爐轉爐濺渣護爐技術

　　(1) 復吹轉爐轉爐濺渣護爐的技術特點

　　目前，我國復吹煉鋼比已達到30％以上。轉爐采用濺渣護爐以后，爐齡大幅度提高后，造成了復吹轉爐底吹供氣元件壽命不能同步提高，使復吹比大幅度降低。使大部分爐役期內復吹轉爐喪失了復吹功能。國外一些國家采用轉爐濺渣護爐技術后，犧牲了復吹工藝(如美國)；或犧牲濺渣技術，只保留復吹工藝(如日本、歐洲等國家)，經濟損失較大。我國冶金工作者通過多年的努力，已成功地解決了保持復吹轉爐底吹供氣元件壽命與轉爐爐齡同步，這一國際煉鋼生產中的重大難題。

　　(2) 復吹轉爐轉爐濺渣護爐的技術措施

　　復吹轉爐轉爐濺渣護爐其主要技術措施如下：

　　-利用濺渣，爐役初期快速生成爐渣一金屬蘑菇頭技術；
　　-爐渣一金屬蘑菇頭生長控制技術，保證爐渣一金屬蘑菇頭具有良好的透氣結構、供氣面積和生長高度及抗氧化、耐高溫性能；
　　-底吹供氣流量的調節控制技術，保證爐渣一金屬蘑菇頭具備足夠的流量調節范圍，并能在線調整氣流量；
　　-復吹工藝優化技術，保證爐渣一金屬蘑菇頭供氣達到熔池最佳攪拌條件和冶金效果。

　　在實際操作中，注重與具體的冶煉工藝相結合：　　

　　-復吹轉爐長壽技術，將濺渣護爐工藝與底吹供氣元件維護技術相結合，可大幅度提高復吹轉爐爐齡。針對爐渣中不同的FeO含量，注重對終渣MgO含量的調整；
　　-冶煉前期用石灰及輕燒白云石濺渣，控制過程渣MgO含量在6-8％的范圍；
　　-冶煉后期采用高MgO爐渣操作工藝，根據具體情況進行爐渣改質；
　　-濺渣注重對爐形和爐底的控制，保持良好的爐膛內型形狀；
　　-在包鋼的80噸復吹轉爐上，采用鋼鐵研究總院的專利產品，環縫式底吹供氣元件。這種新型底吹供氣元件在體現出了供氣效果穩定、不易堵塞及易于維護等優點。目前這種供氣元件已在濟鋼25噸小型轉爐和本鋼二煉鋼120噸大型轉爐上使用，均取得了良好的效果。

　　(3) 復吹轉爐轉爐濺渣護爐效果

　　采用上述技術后取得了如下成果：

　　-復吹轉爐爐齡大幅度提高

　　采用復吹濺護爐技術后，武鋼及包鋼爐齡變化見下表。

　　表　武鋼及包鋼爐齡變化

　企業名稱　　 武鋼二煉鋼　　包鋼煉鋼廠
　 轉爐公稱　　 90　　　　　　80
　 轉爐爐齡／爐
　 濺渣效益　　 2359　　　　 2000
　 容量／噸
　 濺渣前　　　　14000　　　　 15000
　 濺渣后　　　　2999　　　　 1500
　 ／萬元／年

　　武鋼采用復吹轉爐濺渣工藝后，仍然保留復吹轉爐的冶金特點，有利于新品種開發。兩年內，二煉鋼先后開發出新一代取向硅鋼、電視顯像管系列用鋼、集裝箱用耐腐蝕板等31個新鋼種，占全部冶煉鋼種的10％。

　　包鋼煉鋼廠全部改造成復吹轉爐后，全部爐役均達到了100％復吹比。目前最高轉爐爐役爐齡已達到15000爐以上，復吹比為100％，平均復吹爐齡超過了萬爐。

　　包鋼煉鋼廠開發成功長壽復吹轉爐冶煉技術以后，兩年多來復吹轉爐開發了冶煉高質量石油套管用鋼、硬線鋼、重軌鋼、冷鍛鋼、鍛造坯等144個鋼種，取得了明顯的經濟效益及社會效益。

　　-長壽復吹轉爐的冶金效果

　　通常，采用轉爐吹煉終點時熔池內[％c][％O]濃度積作為衡量復吹冶金效果的主要標準，評價渣-鋼反應是否接近平衡。

　　武鋼二煉鋼600℃時，[％C]·[％O]平衡的濃度積為0．0023。對于頂吹轉爐終點[％q．(％O)=0．0032；武鋼二煉鋼原90噸復吹轉爐終點[％C]．[％O]=0．0030；

　　采用濺渣工藝后實現長壽復吹轉爐，終點[％q·[％O]積可達到0．0025％。鋼渣反應進一步接近平衡。

　　隨爐齡的延長，爐襯和爐底爐渣一金屬蘑菇頭變化趨于平穩，終點鋼水氧含量波動在500～550X10-6間。隨爐齡延長，終點鋼水氧有下降趨勢。
　
　　包鋼采用長壽復吹護爐工藝后，雖然爐齡超過了10000爐，但底吹供氣元件受表面生成的蘑菇頭的保護，尚未嚴重燒蝕，供氣強度和供氣模式仍保持不變。熔池內C-O反應也和開爐初期基本相同。根據生產實際數據統計，在原頂吹煉鋼工藝中，當終點碳0．0l-0．04％、0．05-0．16％、>0．20％的范圍內，終點[％C][％O]　 分別為0．0020、0．0031、0．0050。采用復吹工藝后，在上述的終點碳范圍內,[％]·[％O]分別為0．0013、0．0027-0．0028、0．0048。復吹工藝與頂吹工藝相比，在不同終點碳范圍內均有所降低。

　　同時由于包鋼煉鋼廠在爐役全期，實行了嚴格的底吹供氣元件的維護工藝，避免了爐底的上漲。底吹供氣元件在全爐役期保持了良好的通氣狀態，始終保持了良好的復吹效果。圖4給出了在500-9000爐齡期，鋼水終點的氧含量變化。

　　經過回歸處理數據統計結果顯示，在全爐役期內鋼水的終點氧含量始終保持了均均衡的趨勢。在爐役的后期，仍然保持了較好的復吹冶金效果。

　　我國在濺渣護爐方面存在的問題

　　我國開展濺渣護爐技術以來，取得了舉世屬目的成績。在半鋼冶煉、小型轉爐煉鋼及復吹轉爐告待領域的濺渣護爐技術已走在世界的前列。但應看到仍存在很多不足：

　　(1)部份企業濺渣氣源不足，其主要原因儲氣罐設計不夠合理，起不到應有的調峰作用；

　　(2)對濺渣護爐的意義不足，不能保證足夠的濺渣頻率及時間；

　　(3)爐渣的調質及改質工藝需要進一步優化，根據爐渣成份的變化，及時間調整調渣工藝；

　　(4)為配合濺渣護爐技術的采用，冶煉造渣及供氧制度等冶煉工藝進一步優化。

　　我國濺渣護爐技術的發展方向

　　(1)利用煉鋼廠改造有機會，及濺渣供氮設備及時進行必要的改造；

　　(2)爐渣的調質及改質工藝需要進一步優化，根據爐渣成份的變化，及時間調整調渣工藝。進一步降低價格較高的調渣劑及改質劑的使用。

　　(3)結合濺渣工藝的采用，優化冶煉工藝。有條件的企業工作的重點應為逐步采用靜態指導模型煉鋼型逐步采用動態模型煉鋼。

　　(4)開發濺渣護爐自動化技術，實現在得到濺渣信號時，自動根據爐渣狀況，采用能夠自動控制濺時間及槍位的控制模型自動濺渣。這方面武鋼三煉鋼已做了有益的嘗試。