本书主要针对复吹转炉底吹工艺控制及炉型精准维护技术进行阐述，内容包括：转炉底吹的重要性、转炉高效底吹的理论与实践、炉衬与底吹枪的精准维护措施、全炉役炉型精准维护技术、转炉底吹模式的优化等。
郭玉明
1967年出生，北京首钢股份有限公司炼钢作业部炼钢工，高级技师，首席技能操作专家，郭玉明创新工作室负责人。
曾获“全国劳动模范”“北京市大工匠”“首都楷模”“冶金科学技术奖”等荣誉和称号。
他提出“郭玉明氧枪操作法”，该工艺应用后，转炉一次拉碳率提高到90%以上，单炉冶炼周期缩短8分钟，极大提高了生产效率，该操作方法至今仍被国内大多数钢厂采用，对提高中国转炉冶炼效率起到指导作用；开发高效复吹技术，解决转炉的熔池维护难题，实现转炉碳氧积从0.0030向0.0015的突破，达到国际先进水平，累计实现经济效益3亿元以上；组织国内首次转炉炉底快换成功实施，该工艺为国内首创工艺，实现首钢汽车板炼成率达到99%以上。郭玉明从业以来，一直专注转炉炼钢工作，推进从经验炼钢到自动化炼钢的转变，为推动我国钢铁冶金技术向高、精、尖方向发展作出了突出贡献。
引 言 01
第一讲 转炉底吹的重要性 03
一、转炉熔池搅拌的来源 04
二、转炉底吹对熔池搅拌的影响 06
第二讲 转炉高效底吹的理论与实践 11
一、转炉底吹布置的基础理论 12
二、转炉底吹优化实践 14
三、转炉底吹元件类型的研究 20
第三讲 炉衬与底吹枪的精准维护措施 31
一、底吹枪裸露对底吹效果的影响 32
二、渣层厚度精确控制技术的开发 34
第四讲 全炉役炉型精准维护技术 39
一、炉型维护的重要性 40
二、变熔池线操作技术开发 42
三、炉型维护技术开发 46
四、补炉技术开发 47
第五讲 转炉底吹模式的优化 53
一、转炉对底吹模式的要求 54
二、吹炼模式的开发 55
后 记 57
第一讲
转炉底吹的重要性
一、转炉熔池搅拌的来源
随着钢铁产品的结构调整，高品质汽车板、电工用钢、高级别管线钢以及高强钢的比例逐渐升高，对钢的洁净度要求也逐渐提高，而钢液的氧含量成为评价钢材洁净度的主要指标之一。为了提高钢的洁净度，对炉外精炼技术进行优化，但是转炉终点的稳定控制以及转炉终点氧含量、磷含量、温度等参数，不仅影响了炉外精炼的工艺参数，更对洁净度产生影响，只有控制合适的转炉终点成分与温度，才能够降低炉外精炼洁净度控制的压力，从而提高最终产品的洁净度。
在复吹转炉中，熔池搅拌的动力来源有顶吹的氧气、底吹的惰性气体和碳氧反应产生的气泡等三个方面。除碳氧反应的搅拌力决定脱碳速率外，顶吹和底吹的搅拌力都可以根据冶炼过程的实际要求灵活调节。改变顶吹射流搅拌功率的主要因素是氧枪高度、氧枪压力与流量等，影响底吹气体搅拌功率的主要因素是底吹气体流量。据有关文献报道，底吹对熔池的搅拌作用远高于顶吹，其搅拌效果是顶枪搅拌效果的10倍。
国内外的转炉均追求良好的底吹效果，但随着转炉炉龄的增长，炉衬耐火材料状态急剧变化，因此，在炉役后期，转炉的底吹效果难以得到保证。随着底吹效果变差，转炉终点的碳氧积明显升高，转炉内化学反应效率下降，由于转炉终点对后道工序以及最终产品质量的影响，在高级别钢种的生产过程中，尤其是在以汽车板为代表的高品质钢的生产过程中，都对转炉终点氧含量有明确要求，因此多数钢厂在生产高级别钢种时，为了保证钢水的洁净度，选择在炉龄较低时生产高级别钢种，当炉龄提高时，仅用于生产普通钢种，这不仅对转炉炼钢车间的调度产生影响，还降低了产品的质量，同时带来质量不稳定的现象，甚至直接影响了高级别钢种的产量。
二、转炉底吹对熔池搅拌的影响
国内的转炉底吹强度一般都在0.03~0.05Nm3/min/t，即使设计的强度较高，但在实际生产过程中，底吹搅拌的强度以及效果均难以保证，主要原因在于以下两点。
①底吹枪堵塞，尤其是炉役的中后期。
②大底吹流量导致底吹枪以及底吹枪附近的炉底区域炉衬的侵蚀，最终影响复吹效果。
随着首钢产品结构的调整，对转炉终点氧含量、磷含量的要求更加苛刻，尤其是汽车板品种逐渐丰富和产量逐渐增加，汽车板的质量控制目标明确要求，其转炉终点氧含量的控制目标为400~650ppm，但是由于转炉底吹效果难以保证，转炉终点碳氧积较高，难以满足要求，而转炉终点磷含量的控制困难也直接影响了高品质汽车板用钢的生产。一个炉役内转炉终点碳氧积、氧含量、脱磷率的变化情况如下页图1、图2和第8页图3所示。
由于底吹较弱，尤其是在转炉吹炼接近终点时，炉渣的氧化亚铁（FeO）含量较高，要降低炉渣FeO含量，只能依靠降低氧枪枪位，而降低氧枪枪位增加的搅拌极其有限，即使在转炉接近吹炼终点时刻降低枪位，也难以满足降低FeO含量的要求。
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