转炉出钢口

出钢口一般由出钢口座砖和袖砖（也叫管砖） 组成。

1、出钢口座砖：

出钢口座砖是套在袖砖外面的砖，其作用一是保护袖砖，二是当更换袖砖钻孔时，座砖能支撑起转炉砖，方便更换袖砖。 常见的座砖有预先成型好的定型制品，也有现场用砖直接砌筑而成的。分体式和整体式出钢口座砖由于预先成型好，在砌筑时，它与袖砖组装好后直接安装就可以，漏钢通道少，安全系数高。 砖砌出钢口座砖一般是转炉炉壳内用工作层砖砌筑， 其它地方用永久层镁砖现场砌筑，周围用捣打料填实，结构比较松散，漏钢通道多，但成本相对较低。

预制好的出钢口座砖一般外形为方形或圆形， 内孔均为圆形，内孔的大小为袖砖外径40~100mm。

2、出钢口袖砖：

出钢口袖砖是转炉钢水流向钢包的通道，它直接与钢水接触，其寿命直接影响转炉的炼钢节奏。 从结构上，出钢口袖砖分为整体式袖砖（也称为出钢口管砖）和分体式袖砖；整体式袖砖一般采用等静压成型，分体式袖砖采用机压成型。 为了方便安装到转炉上，出钢口袖砖常用钢管和法兰组装成一 体后使用。

1、炉气的氧化：

从转炉装入铁水到吹炼过程中，出钢口都处于 高温氧化气氛下，吹炼过程中所产生的炉气含有大量的CO，从出钢口排出时发生C-O反应，在出钢口内壁表面生成脱碳层，直接造成出钢口的损毁。

2、钢水、炉渣的摩擦损毁及机械冲刷破坏：

出钢时，出钢口要承受转炉内钢水的巨大压力， 同时钢水、炉渣在流出出钢口时，与出钢口内壁产生摩擦、冲刷，直接对出钢口内壁造成机械破坏。

3、钢水、炉渣的高温熔解：

出钢温度一般为1680~1710℃，在高温钢水的作用下，出钢口的材料会软化，强度显著降低，甚至会熔解，造成出钢口的损毁。

出钢口是熔融钢水从转炉流向钢包的通道，它是转炉的关键耐火元件之一。 出钢口使出钢过程实现了钢渣分离，减少钢渣流入钢包所造成的钢水污染，也减轻了合金元素烧损；同时，出钢口钢流对钢包钢水强搅拌，促进了夹渣和脱氧产物上浮，不仅影响了钢水冶炼的生产效率，也影响钢水的质量。 国内外转炉炼钢企业均将转炉出钢相关技术（出钢口及挡渣出钢工艺技术）置于十分重要的位置。

转炉出钢口从成型方式上可分为机压生产和等静压生产，机压出钢口体积密度大，强度高；等静压出钢口结构均匀，内部应力分布均匀。 从结构上可分为分体式和整体式出钢口，分体式出钢口安装方便，但由于产品存在缝隙，使用时容易出现漏钢；整体式出钢口重量大，安装不方便，但由于产品是一个整体，没有缝隙，因此不容易漏钢。 选择哪种生产方 式或结构的出钢口，应综合考虑使用和安装情况。

提高出钢口寿命的措施包括：

1、热换出钢口工艺优化：

转炉出钢口热换工艺存在的主要问题有：出钢口扩孔时间长；出钢口固定由人工使用钢管固定；出钢口填料使用转炉用喷枪灌料。针对这些问题，首先对扩孔机钻头进行了优化，缩短了钻孔时间，提高了钻孔质量；其次，在制作出钢口套砖时在内壁固定一根钢管，加快了套砖更换时间；最后，设计使用了出钢口专用喷枪，提高了灌料的速度和质量。通过这些措施，极大的缩短了更换出钢口的时间，保证炉内的温度及出钢口孔型，从而保证了钢口填料的烧结效果，为提高出钢口寿命奠定了基础。

2、优化出钢口内填料性能：

出钢口填料质量差，容易导致出钢口套砖周围产生气隙，加剧出钢口的损毁速度。通过试验使用氧化镁含量高、流动性好、粒度细的专用出钢口填料，保证出钢口座砖与套砖间隙能够填实、烧结均匀及烧结效果。

3、降低出钢温度：

降低出钢温度的主要措施包括实行钢包在线、离线烘烤，钢包、中间包加盖保温，使用性能更好的保温剂；连铸机实现全保护浇注、实现低过热度浇钢等。通过以上措施，出钢温度平均降低15℃，达到1690℃以下。出钢温度的大幅降低减轻了高温钢水和炉渣对出钢口的冲刷和侵蚀， 有效提高了出钢口的使用寿命。

4、高拉碳技术炼钢：

通过推广高拉碳炼钢技术，有效地降低了终点钢水和炉渣的氧化性，减轻了钢水和炉渣对出钢口的氧化侵蚀，为提高出钢口寿命创造了条件。

5、 出钢口挡渣、挂渣保护技术：

出钢后采用挡渣塞挡住出钢口，减少冶炼过程中炉气和炉渣对出钢口的侵蚀氧化。出钢快结束时采用挡渣锥挡住出钢口，减少下渣量，减轻炉渣对出钢口的冲刷和侵蚀。推广使用挂渣保护技术，溅渣护炉后，从出钢面倒渣，炉渣通过出钢口时部分附着下来，形成挂渣层，保护出钢口内壁。

1）在使用过程中，出钢侧出现溅渣层侵蚀不均匀现象时（如出钢口周围及出钢面有凹坑，出钢口周围不平等），改变以往单纯依靠换包时间修补的模式，做到适时修补。

2）以出钢钢流不散流，不下渣，控钢时间不大于20 s，出钢能出净为准；且每次修补质量要达到可延续16h以上。

3）遇到出不净钢现象时， 必须立即停炉处理。

转炉炼钢厂冶炼工艺路线为:转炉—LF精炼—连铸。因钢液吸氮贯穿于转炉炼钢生产的全过程。炼钢过程需要在每一个环节对增氮进行控制。要降低最终钢液中的氮含量, 必须控制炉料中的原始氮含量和熔炼过程、转炉炉出钢过程、LF 精炼过程、中间包及结晶器中的增氮。

转炉钢按炉衬的耐火材料性质可分为碱性转炉钢和酸性转炉钢。按气体吹入炉内的部位可分为顶吹转炉钢、底吹转炉钢和侧吹转炉钢，还有顶吹、底吹复合转炉钢等。现在氧气转炉钢生产效率高，质量也很好，己被广泛应用，成为世界上的主要钢类。转炉钢的主要品种有碳素钢、低合金钢和少量合金钢。

在通常情况下, 钢中氮被认为是有害元素。钢中的氮对钢的影响主要有以下几个方面:氮在晶界析出, 造成钢质出现蓝脆;氮与钢中Ti 或A1 结合为(TiN)或(AlN), 弱化晶界强度, 使得钢的脆性区发生变化, 易造成铸坯表面出现裂纹;钢中氮存在,降低了钢的韧性、焊接性能、热应力区韧性, 使钢材脆性增加 。

1951年碱性空气侧吹转炉炼钢法首先在我国唐山钢厂试验成功，并于1952年投入工业生产。1954年开始开展小型氧气顶吹转炉炼钢 的试验研究工作，1962年将首钢试验厂空气侧吹转炉改建成3t氧气顶吹转炉，开始了工业性试验。在试验取得成功的基础上，我国第一个氧气顶吹转炉炼钢车间（2×30t）在首钢建成，于1964年12月26日投入生产。以后，又在唐山、上海、杭州等地改建 了一批3.5~5t的小型氧气顶吹转炉。1966年上钢一厂将原有的一个空气侧吹转炉炼钢车间，改建成3座30t的氧气顶吹转炉炼钢车间，并首次采用了先进的烟气净化回收系统，于当年8月投入生产，还建设了弧形连铸机与之相配套，试验和扩大了氧气顶吹转炉炼钢 的品种。这些都为我 国日后氧气顶吹转炉炼钢技术的发展提供了宝贵经验。此后，我国原有的一些空气侧吹转炉车 间逐渐改建成中小型氧气顶吹炼钢车 间，并新建了一批中、大型氧气顶吹转炉车 间。小型顶吹转炉有天津钢厂20t转炉、济南钢厂13t转炉、邯郸钢厂15t转炉、太原钢铁公司引进 的50t转炉、包头钢铁公司50t转炉、武钢50t转炉、马鞍山钢厂50t转炉等；中型的有鞍钢150t和180t转炉、攀枝花钢铁公司120t转炉、本溪钢铁公司120t转炉等；20世纪80年代宝钢从日本引进建成具70年代末技术水平的300t大型转炉3座、首钢购入二手设备建成210t转炉车间；90年代宝钢又建成250t转炉车间，武钢引进250转炉，唐钢建成150转炉车间，重钢和首钢又建成80t转炉炼钢车间；许多平炉车间改建成氧气顶吹转炉车间等。到1998年我国氧气顶吹转炉共有221座，其中100t以下的转炉有188座，（50~90t的转炉有25座），100-200t的转炉有23座，200t以上的转炉有10座，最大公称吨位为300t，顶吹转炉钢占年总钢产量的82.67% 。