AOD操作规范.pdf

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1、 AOD（吹氩吹氧脱碳）操作规范 第 098 页，共 513 页 吹氩吹氧脱碳的总说明 吹氩吹氧脱碳（AOD）工艺是持有使用该工艺生产钢的联合碳化物公司的发明。它允许来自含铬金属的碳发生氧化，而不会产生过度的铬氧化或极高的温度。这是当炉料的含碳量降低时，通过增加惰性气体的数量来稀释氧气的方法实现的。吹氩吹氧脱碳转炉可围绕其轴线进行转动。精炼时，它被固定在近似垂直的位置。取样、温度测量或保温时，它被转到水平位置。中间位置用来装铁水、合金和造渣材料。排出渣或放出炉料时，转炉可转到水平位置以下。气体通过风口喷入铁水，再通过炉底附近的转炉炉壁。每个风口有两根同心管，内（小）管叫做中心管或简称为风口。两

2、根管子之间的环形空间叫做耐火砖套。只有惰性气体能通过该耐火砖套，以冷却和保护风口。一个气体控制系统测量和混合通过中心管喷入的正确比例的氧气和惰性气体（氩气或氮气）以及通过该耐火砖套的惰性气体量。对某一炉料进行脱碳所需的总氧气量可根据被氧化元素的化学计量要求进行计算。脱碳的进展情况可通过测量熔池的温度和通过分析脱碳来检查，而脱碳又是通过测量熔池的温度和分析测量碳，氧气同惰性气体比的试样来检查的。当风口未浸入铁水中时，应使用低流量的吹风，以使气体通道保持畅通和冷却。通常使用干燥无油的空气，但若有必要，可使用惰性气体。1 第 099 页，共 513 页 控制件的说明 Parxair 吹氩吹氧脱碳精炼

3、系统的控制系统由两大部件组成：1带有 IRS 的操作员控制台。2控制阀与流量计机架。操作员控制台包括移动转炉和调节各种气体流量所需的仪器仪表，各种气体通过控制阀与流量计机架和风口熔化铁水。A控制阀与流量计机架 该机架上装有从操作员控制台进行控制的阀和流量计。该机架本身装有三个独立的控制系统。供给系统 包括两个主工艺气体管段（氧气和惰性气体）。主工艺管线控制流过风口中心管的气体混合物。耐火砖套系统 包括流过风口环形套筒的惰性气体。耐火砖套系统从惰性气体主工艺管线上的取出管供气。吹扫系统 包括流过中心管和风口耐火砖套环形套筒的三种气体（氩气、氮气和空气）。进行预热时或当转炉处于水平位置或风口未浸入

4、铁水中时，这个系统允许低流量气体通过风口进行冷却。通过向耐火砖套环形套筒供气的同一根惰性气体主工艺管线上的取出管向吹扫系统提供惰性气体。用两种方法中的一种向吹扫系统提供空气：1.无油压缩机；2.组合通往耐火砖套的工厂空气和通往中心管的鼓风机。附注：吹扫系统中使用的空气必须是清洁、干燥和无油的空气，以防管子受污染，从而导致只有风口或为中心管安装的鼓风机得到冷却。阀机架包括每根气体供给管线上（氧气、氩气、氮气和空气）的手动断流阀，正常操作时，这些阀应始终保持打开状态。附注：氧气管线上的手动断流阀应非常缓慢地打开，以能让该管线慢慢地加压。快速打开可能会引起着火和/或爆炸。2 第 100 页，共 51

5、3 页 在惰性气体管线上的主工艺气体断流阀上游，还有一个手动断流阀。一个手动球阀位于吹扫系统管线中。这个阀控制通往风口中心管的气体流量。流到耐火砖套环形套筒的空气由阀机架入口处的调节器来控制。B操作员控制台 操作员控制台上的控制件将在更明确地轮流讨论。3 第 101 页，共 513 页 调整 A耐火材料 吹氩吹氧脱碳转炉的耐火材料炉衬在本手册的第 2 冶炼章节中更详细讨论；但是，进行最佳化时，要考虑一些一般要点。1预热 耐火材料应按照制造厂商的建议事项进行预热。这将因选用的耐火砖类型的不同而异。严格执行预热计划将可防止耐火砖的损伤，并可确保耐火材料以后有更长的使用寿命。2耐火砖温度的保持 热冲

6、击可损坏吹氩吹氧脱碳转炉中使用的绝大多数高质量的耐火材料。一旦对转炉进行了正确的加热，它应在整个炉龄寿命中尽可能保持接近工作温度。若 3 小时以上不使用转炉，则建议使用加热元件（即燃烧器）。3分区 吹氩吹氧脱碳转炉中的耐火材料在转炉炉壁上的磨损不可能始终是均匀的。可能会出现高磨损区域，从而可引起转炉有用炉龄的早期结束。若遵守标准操作步骤，则这种磨损通常仅限于许可证持有者的转炉和实际使用，但各炉龄之间表现的形式是相类似的。应对耐火材料磨损形式进行详细建档，以确定是否几个炉龄不断出现高磨损耐火材料区域。耐火材料连续只在转炉的特定区域极其频繁地发生故障，则可采用分区技术。在高磨损区域使用更高质量的耐

7、火砖可防止炉龄的早期结束。使用更高质量和更昂贵的耐火砖对高磨损区域进行分区可能是非常花钱的工作。研究这种分区技术时，应将维持炉龄寿命所需的分区量减少到最低限度。4 第 102 页，共 513 页 将吹氩吹氧脱碳风口安装到风口砖内的说明 1在风口和耐火砖套气体入口上安装快速断开适配接头。2不用灰浆，将组装好的风口完全插入风口砖内（不安装在转炉中的）。3在与砖内面齐平的一点上标明外不锈钢管的位置。4从砖上卸下风口。5用切管器按标记切断外管。6在与不锈钢外管齐平的一点上标明现在外露的铜内管位置。7从组件上拧下内管，并卸下之。8在划线标记处切断内管。9从两个切断处清除所有切屑和毛边。10在风口砖的整个

8、孔内涂上厚厚一层灰浆。11将风口牢牢压入砖内，直到不锈钢再次与风口砖内面齐平为止。12用灰浆充填整个 1-1/2 英寸扩孔，在风口周围形成一个外灰浆平边。13将压缩空气吹入风口气体入口，吹出任何塞在管子中的灰浆。（这些塞在管子中的灰浆可能要用一些力吹出，所以吹扫时，风口要安全地对着旁边。）若有必要，应该用清洁碎布和洗杆清扫该孔。14按照制造厂商的建议养护灰浆粘合的风口砖。（通常，在 120温度事干燥 4 小时后接着在320温度下烘烤 4 小时就够了。）15重新组装风口内管；用两把扳手进行紧固，以免风口在砖中扭转。16保管好风口砖组件，等待安装在炉衬中。5 第 103 页，共 513 页 调整

9、风口流量检查 1工艺气体流量检查 可使用随附的指示随风口压力而变的流量图表进行检查。流量按风口给出，必须乘以相应的风口数。同时，本图表为 3：1 的氧氩比进行了校准。2吹扫流量检查 应在每个炉龄侧面清洁风口开始时进行检查。这将可确保在该炉龄期间正确的冷却空气量流过风口和耐火砖套。吹扫系统中控制阀和流量计机架上的调节器或针阀应调节得能在耐火砖套上有至少 15PSI 的反压。压力增加到这些水平范围外，在转炉处于水平位置时，可能会引起过多的铁水从转炉炉口溅出。同时应注意的是，只有清洁的风口才应进行这种调整，因为在某一反压时，炉瘤（knurdle）的形成会改变流量水平。附注：转炉预热时和转炉是热的任何

10、时候，必须通过将空气流量维持在正确的反压来使风口保持冷却。空气必须是清洁、干燥和无油的空气；但是，工厂空气可用在吸入环境空气上。3风口检查和维护 应进行日常检查和维护。确保软管处于良好工作状态，并确保管接头紧密。应进行中心管的目视检查，并应立即清除任何堵塞。风口测量值也可作为炉衬磨损的指导使用。6 第 104 页，共 513 页 操作 本章节介绍精炼工艺中各步时，转炉和控制台的操作。尝试操作设备前，应确保：1每种气体（氧气、氩气和氮气）主供给阀处于打开位置。附注：氮气和氩气将作为仪表供给气体使用。请参见本手册关于封闭区域惰性气体使用的安全章节。2通往驱动系统的主电源处于接通位置。3通往气体控制

11、系统的主电源位于气体控制面板内侧底部。所有断路器应在接通位置。4接通控制电源键控开关，将接通按钮推到接通位置。7 第 105 页，共 513 页 操作方式 通过选择开关选择：AUTO（自动）或 IDLE（闲置）提供两种操作方式。当将炉料装到吹氩吹氧脱碳转炉中时，通常使用自动方式。采用自动方式时，处于搅拌和吹炼位置的转炉中的氧气、氩气和氮气的流速将要使用比例选择按钮进行设定。以自动方式操作时，控制器起了各种气体设定点和流量水平指示器的作用，等级选择使用等级选择小键盘进行。气体和耐火砖套压力预置比是自动提供的。闲置方式用来使低流量空气或选定的惰性吹扫气体流过中心管和耐火砖套，以在任何转炉位置冷却风

12、口。附注：当风口浸入铁水中时，这个低流量将不能防止风口堵塞。+170 FORWARD TILT STOP：170前倾动停止 VESSEL HORIZONTAL：转炉水平 VESSEL VERTICAL：转炉垂直 BACK TILT STOP：反倾动停止 STIR：搅拌 TUYERE：风口 上面所示的流动圆弧显示气体随转炉位置变化而转换的形式。吹扫气体流动圆弧代表任何时候转炉处于风口不浸入铁水的吹扫区域，送到风口的低流量冷却气体。搅拌流动圆弧代表了为防止风口被堵塞而必须保持高惰性气体流量的区域。当转炉处于搅拌圆弧代表的任何位置时，风口便被浸入铁水中。8 第 106 页，共 513 页 A空转炉

13、状态：在初始预热或等待来自炉子的炉料下，转炉是空的。所需气体：通过风口和耐火砖套管的冷却气体低流速（闲置流量）。小心：风口必须进行冷却，以防它们被熔化。应按调整章节中的规定确定最小气体流速，以延长风口寿命，必须严格遵守这些最小值。1将操作方式选择开关置于自动（AUTO）位置。2耐火砖套压力计的计数至少应为 15 PSIG。3风口压力计读数至少应为 1.5 PSIG。附注：在风口压力计上可能测不到 1.5 PSIG 的风口压力，因此，重要的是应按本手册调整章节中所述，执行吹扫流量检查步骤。附注：吹氩吹氧脱碳的下列操作说明是为自动方式而介绍的。自动方式的使用只需要使用比率选择按钮设定的比率。小心：

14、当使用 AUTO（自动）方式时，则应执行一次预操作检查，以便于确保在停电时所采取的预防措施可以稳定的操作。操作前检查的自动方式 1在操作选择开关上选择自动（AUTO）位置，并按下列章节中所述进行。9 第 107 页，共 513 页 B装料 状态：装入铁水、还原混合料、合金或脱硫混合料。炉料尺寸正常时，将风口浸入铁水。气体要求：有高流速的惰性气体通过主风口管和耐火砖套。1操作方式选择开关应锁定在自动位置。附注：进行了方式选择后，应从选择开关上拔下钥匙，以防意外改变方式。2在工艺惰性气体选择开关上选择氮气或氩气。附注：氮气通常使用于装入铁水，除非冶炼法中另有规定。3按转炉与平台驱动机构通电按钮，使

15、驱动系统通电。4使用转炉倾动驱动控制器。附注：用自动方式操作时，即将到达风口通常浸没点时，转炉会自动停止。这时，将会发生从低吹扫流量向高工艺流量的转换。一旦达到防止风口堵塞的合适压力，转炉就能朝反倾动方向移动。5用平台驱动控制器，将平台完全移离转炉。6将铁水包的铁水注入转炉。10 第 108 页，共 513 页 C取样和温度 状态：铁水取样和测温。这个位置也可用于保温；例如等待分析时，风口不在铁水中。气体要求：与第 11 页相同的低流速（闲置流量）。装料后进行取样和测温：1使用转炉倾动驱动控制器，将转炉朝前移动到接近水平的位置。不要让炉渣或铁水流出转炉。2查看吹扫气体选择器。3用平台驱动控制器

16、，将平台朝转炉方向一直移到底。限位开关会自动停止平台朝前移动。取样和测温。吹氧时要取样和测温：1应使用转炉倾动驱动控制器，将转炉移动到接近水平的位置。2若有必要，用平台驱动控制器使平台朝转炉方向移动。3取样和测温。氩搅拌后要取样和测温 （还原期、加合金或脱硫）：1用转炉倾动驱动控制器，将转炉移到接近水平的位置。2若有必要，用平台驱动控制器使平台朝前移动。3取样和测温。小心：转炉转动时，不要站在它前面。11 第 109 页，共 513 页 D氩氧精炼 状态：吹氧，风口完全浸没在铁水中。气体要求：(1)通过主风口管吹入预定比率的氧气和惰性气体（氩气或氮气）的混合气体。*重要说明*不要超过 4：1

17、的氧/惰性气体比。否则，将会缩短风口寿命。(2)通过耐火砖套吹入惰性气体。要开始从水平（取样）位置吹氧：1应查看操作方式选择器。2应使用工艺惰性气体选择开关，选择氩气或氮气。3应使用转炉倾动驱动控制器，使转炉反向倾动到垂直位置。附注：风口即将浸没前，转炉会瞬时停止在反向倾动位置上，以能产生合适的压力，防止风口堵塞。4当转炉处于接近垂直位置时，氧气会自动接通。5继续以氧气/惰性气体比进行吹炼，直到氧气工艺气体流量累加器上出现规定的计数数为止。6使用转炉倾动驱动控制器，将转炉朝前移到水平位置。当转炉朝前移支垂直位置时，氧气会自动切断。7按第 C 部分所述取样和测温。12 第 110 页，共 513

18、 页 E还原和加合金 若有必要，熔炼时本步骤也可用来向转炉加冷却废钢。执行第 B 部分（装料），第 1 至 6 步中给出的指导。4向转炉加吹氩吹氧脱碳混合剂和合金（或冷却废钢）。13 第 111 页，共 513 页 F氩气搅拌 状态：在各种渣组分、合金或冷却废钢中进行搅拌。风口完全浸入铁水中。气体要求：有通过主风口管和耐火砖套的高流速氩气。假定向转炉加料后立即进行本操作，有通过主风口管和耐火砖套的最小摘抄流量的氩气。1检查工艺惰性气体选择器，确认已经选择了氩气。2使用转炉倾动驱动控制器，使转炉移动到垂直位置。3在垂直位置搅拌规定的时间。4取样和测温，执行 C 部分中所述的步骤（取样和测温）。1

19、4 第 112 页，共 513 页 G出渣 状态：从转炉将炉渣倒入渣罐。与从转炉将铁水倒入铁水包时使用的步骤相同。气体要求：有通过主风口管和耐火砖套的低流速（吹扫流量）空气。假定转炉处于水平位置，开始本步骤前，已选定空气作为吹扫气体。1用平台驱动控制器，将平台完全移离转炉。2使转炉慢慢地朝前转动到炉渣从出钢槽开始流出为止。停止转动。不渣流变小时，再次稍稍朝前转动转炉。3当渣流中可能看到铁水时，应快速朝相反方向转动转炉，直到渣流停止。15 第 113 页，共 513 页 H脱硫 如果需要进行脱硫操作，那么应执行第 E 部分中所述的步骤（还原和加合金）。I出钢 这一步骤与 G 部分（出渣）中所述的

20、步骤相同。当钢包定位于转炉下时，按需要转动转炉，将转炉的全部内装物注入钢包内，不要引起过度飞溅或碰到挡杆上的钢包壁。J两次熔炼之间的保温 通常，若两次熔炼之间的等待时间不超过三（3）小时，则可使转炉保持 A 部分中所述的空转炉状态。尽可能将转炉倒置，以防耐火材料的过度冷却。应按下转炉和平台驱动机构断电按钮，以防转炉意外移动。K长期停炉 这部分将介绍控制系统的状态和转炉隔夜和周末保温时应有的状态。1在吹扫气体选择开关上选择空气。2将操作方式选择开关置于闲置（IDLE）的位置。（这将在任何位置允许有低闲置流量。）附注：必须使用配备的钥匙来改变这个开关的位置。3使用转炉倾动驱动控制器，使转炉置于燃烧

21、器对中的应有位置。4切断通往驱动系统的主电源。5点燃和调节燃烧器，使之有正常的火焰。L电源故障 在电源故障的状态下，气体控制系统将会不工作。1没有任何电气部件（即按钮、开关、记录仪、工艺气体流量累加器或信号面板）会起作用。2不会发生气体的自动转换和不存在防止转炉朝后倾动的联锁。16 第 114 页，共 513 页 3若整个电源都发生了故障，则必须靠手工方法用配备的摇把移动转炉。附注：尝试使用摇把前，有关打开驱动系统刹车的说明，请查看零件和维护手册。4取样平台不会移动。17 第 115 页，共 513 页 氧气/惰性气体精炼期间 附注：应注意确保维持最小流量水平，以防风口堵塞。只要铁水是热的，应

22、保持 40 PSIG 的风口压力，以防风口堵塞。氩搅拌期间，向转炉的装料或添加，只有氩气流过耐火砖套和中心管。当风口浸没在铁水时的期间 1按下述方法，通过调节空气或惰性气体供给，在耐火砖套上保持至少 15 PSIG 的反压：A在转炉上使用干净的新风口时，将空气和惰性气体针阀调节到 15PSIG。B若耐火砖套风口是用过的，则不需要为耐火砖套冷却进行调整。使用干净的新风口时，应将中心管冷却用针阀调节到 1.5PSIG。2若要将转炉无限期地维持在这个位置：C按需要将燃烧器放在转炉上，以维持温度。18 第 116 页，共 513 页 特殊考虑事项 1操作方式选择开关 A正常操作时，应选择自动（AUTO

23、）位置，让气体随着转炉的移动而自动转换，并用按钮选择流量比和耐火砖套的压力。B在任何位置，闲置位置允许有低吹扫流量。附注：当转炉中有铁水时，切勿使用闲置（IDLE）位置，吹扫气体的流量水平将不能防止浸没的风口被堵塞。2吹扫气体选择开关 A通常，空气作为吹扫气体使用，因为氩气和氮气的费用较昂贵。B空气源发生故障时，系统将会默认接到氮气。氩气也可作为吹扫气体选用。19 第 117 页，共 513 页 维护和修理 应定期检查下列零部件：1风口和耐火砖套软管有无磨损、烧坏和泄漏。2对阀架上的管道与管子以及转炉上的管道与旋转接头进行泄漏试验。小心：惰性气体泄漏可能会导致缺氧气氛，并可能引起失去知觉或者甚

24、至死亡，若让氧气泄漏，则可能导致含有 21以上氧气的富氧气氛，产生严重的安全问题。参阅本手册的安全章节。3过滤器滤芯：可在压力计的上、下游观察到主气体供给管线上过滤器的压力降。4压力调节器：流量控制阀和球阀供给设定 90PSIG。5应按照操作手册中的步骤章节设定可编程限位开关。6可在本手册中提供的卖方参考文献中找到推荐备件随附的推荐维护步骤。详情可在随吹氩吹氧脱碳设备一起提供的卖方手册中找到。20 第 118 页，共 513 页 气势磅礴工艺风口气体流速（75氧气，25氩气混合气体时）风口压力，PSIG 风口流速 Scfh（32F，14.7PSIA 时）第 119 页，共 513 页 随压力而变的风口流量 1/4英寸至C尺寸 风口压力PSIG 5/16英寸 A尺寸 B尺寸 氧气流量 CFH（千）第 120 页，共 513 页 耐火砖套流量系数 1/4英寸至C尺寸 1/4英寸 1/5英寸 风口尺寸 氩气 氮气 氧气流量 CFH（千）第 121 页，共 513 页 风口流量系数 1/4英寸至C尺寸 1/4英寸 5/16英寸 风口尺寸 氧气 氩气 氮气 氧气流量 CFH（千）第 122 页，共 513 页