本发明涉及炼钢技术领域，尤其涉及一种转炉底吹元件的渣洗复通方法及维护方法。
背景技术：
转炉复吹冶炼时，利用底吹气流可以克服顶吹氧气射流对熔池搅拌能力的不足，使炉内反应接近平衡，铁损减少，提高转炉脱磷效果和冶炼效率，降低成本。
溅渣护炉技术在我国的广泛使用，虽然可以大幅度提高转炉的炉龄，但是溅渣操作时，由于炉渣粘度增加，流动性较差，只有一部分炉渣被氮气溅起，附着在炉身上面，其余部分则黏附在炉底上，随着黏附的渣层达到一定厚度，极易造成转炉炉底的上涨，当转炉炉底渣层上涨厚度超过150～200mm时，底吹气流不能顺利的进入熔池，造成底吹元件供气发生完全堵塞或半堵塞状态，熔池得不到气体搅拌或底吹气体从炉底渣层缝隙窜气而不能顺利进入熔池有效搅拌钢液，增加转炉冶炼的操作和维护难度，同时还带来安全隐患。
为解决底吹元件堵塞问题，现有技术一般采取单独留渣洗炉底、兑铁洗炉底或留钢洗炉底等方式，但单独预留钢水的洗炉操作，存在底吹供气元件复通一段时间后极易再一次堵塞的问题；单独采用空气为吹堵气源，将空气吹入已堵塞的底吹供气元件中，利用空气中的氧气氧化“渣-金属”蘑菇头，这种方法只适合在底吹元件未完全堵死的情况下，无法解决底吹元件完全堵塞的问题。
技术实现要素：
鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种转炉底吹元件的渣洗复通方法及维护方法，通过在底吹元件处于半堵塞或完全堵塞时，采用留渣 兑铁操作，预留的热态炉渣可以提供部分基础热量，兑入的铁水与顶吹氧气产生剧烈反应，同时配合底吹供气流量的特定控制方式，能够快速实现底吹元件的复通，且能够通过工艺维护实现转炉复吹寿命的延长。
本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：
一方面提供一种转炉底吹元件的渣洗复通方法，包括以下步骤：
步骤一：预留上一炉次的热态炉渣，加入铁水；
步骤二：开启顶吹氧枪，控制顶吹氧枪的氧气使用压力及氧气流量，重复吹氧多次；
步骤三：开启并调节底吹元件的吹气流量；
步骤四：添加石灰冷却炉内炉渣，并将冷却后的炉渣和铁水的混合液倒掉；
步骤五：观察底吹元件是否复通，如果没有复通，重复上述步骤一至步骤四。
在一种可能的设计中，步骤一中，热态炉渣的预留量为上一炉次的1/3，加入铁水的质量为300～1000kg。
在一种可能的设计中，步骤二中，压力控制在0.25～0.35mpa，氧气流量控制为正常冶炼的1/3～1/2；该压力为顶吹氧枪的氧气使用压力。
在一种可能的设计中，顶吹氧枪位置为炉渣和铁水的混合液的液面之上500～1500mm。
在一种可能的设计中，吹氧时间控制在6～10min，视炉底渣层厚度变化情况，重复该操作2～5次。
在一种可能的设计中，步骤三中，所述吹气流量的强度调节至0.10～0.15nm3/min·t。
在一种可能的设计中，步骤五中，通过底吹系统控制画面显示的压力和流量数据或者/和根据炉底热态画面是否出现“黑眼”来判断所述观察底吹元件是否复通。
在一种可能的设计中，底吹系统控制画面显示的底吹元件的管道压力小于1.0mpa，底吹流量大于30nm3/h，说明底吹元件复通。
在一种可能的设计中，炉底热态画面能够观察到黑眼，说明底吹元件复通。
本发明还提供了一种转炉底吹元件的维护方法，利用上述转炉底吹元件的渣洗复通方法进行底吹元件复通后，对转炉底吹元件维护，该维护方法包括以下步骤：
炉底上涨出现堵塞倾向时，执行大流量模式；
炉底下降导致底吹元件持续裸露时，执行小流量模式。
与现有技术相比，本发明至少具有如下有益效果之一：
(1)本发明的转炉底吹元件的渣洗复通方法及维护方法，当底吹元件堵塞时，相比现有技术采用底部空气吹堵，底吹气体复通一般需要2小时以上；而本申请采用顶部吹氧气，由于氧气的浓度明显高于现有技术中空气中的氧气，本申请中直接采用氧气与炉渣反应效率更高，且通过加入热态炉渣和铁水，提高反应温度，通过顶吹氧气配合底吹气体，促进底吹供气通道形成，加快底吹元件复通，故本申请的操作方法能够有效缩短底吹元件复通的时间，平均进行一次渣洗时间在15分钟以内，且操作安全系数更高，同时还能解决完全堵塞时空气吹堵达不到的能力。
(2)本发明的转炉底吹元件的渣洗复通方法及维护方法，通过在炉内预留一部分上一炉次炉渣 兑铁水操作，可以充分利用炉渣的余热，缩短渣洗时的吹氧时间。
(3)本发明的转炉底吹元件的渣洗复通方法及维护方法，通过控制底吹气体强度0.10～0.15nm3/min·t，能够增强熔池内液体的流动性，加速液体渣和钢水对炉底的冲刷，使炉底渣层厚度得到整体性的降低，达到快速渣洗的目的。
(4)本发明的转炉底吹元件的渣洗复通方法及维护方法，渣洗后，炉底下降，转炉炉容比增加，提高铁水的装入量，能够减少喷溅的发生。
(5)本发明的转炉底吹元件的渣洗复通方法及维护方法，底吹元件复通后，当炉底上涨出现堵塞倾向时，执行大流量模式，底吹气体强度控制在0.10～0.15nm3/min·t，当炉底下降导致底吹元件持续裸露时，执行小流量模式，底吹气体强度控制在0.04～0.06nm3/min·t，重新达到顶底复吹冶炼的效果，能够延长全炉役顶底复吹寿命。
本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
图1为转炉进行快速渣洗的工艺操作示意图。
图2为转炉底吹元件分布示意图。
图3为转炉渣洗后的炉底的热态画面。
附图标记：
1-顶吹氧枪；2-炉壳；3-炉渣和铁水的混合液；4-炉底渣层；5-原始炉底砖层；6-底吹元件。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
当转炉炉底渣层上涨厚度超过150～200mm以上时，易造成底吹元件供气发生完全堵塞或半堵塞状态，熔池得不到气体搅拌或底吹气体从炉底渣层缝隙窜气而不能顺利进入熔池有效搅拌钢液。
通过在停炉状态下，配合顶底复吹操作以及留渣和加铁水操作，对上涨过厚的炉底进行快速渣洗，可以实现底吹供气元件的复通。其中，底吹元件发生完全堵塞或半堵塞状态按下述判定，即在底吹供气系统设备正常运行的条件下，由于炉底上涨，导致各支路管道底吹供气显示的压力＞1.0mpa，流量＜30nm3/h的状态。
本发明的目的主要是通过以下技术方案实现：
一方面提供一种转炉底吹元件的渣洗复通方法，包括以下步骤：
步骤一：预留上一炉次的热态炉渣，加入铁水；
具体的，在准备进行炉底渣洗操作时，预留1/3上一炉次热态炉渣，加入300～1000kg铁水，停止此炉吹炼生产。
通过加入铁水，稀释液态炉渣，进而提高液态炉渣的流动性。
步骤二：开启顶吹氧枪1，控制顶吹氧枪1的氧气压力及流量，重复吹氧多次；
具体的，将转炉摇至零位，开启顶吹氧枪1供氧操作，氧气与炉底渣层4反应，能够有效去除粘附于原始炉底砖层5的上涨炉底渣层4。
控制氧气的压力在0.25～0.35mpa，控制氧气流量大小为正常冶炼的1/3～1/2，如果吹入氧气的压力和流量过大，会将液态炉渣和铁水的混合液3吹离炉底渣层4；如果吹入氧气的压力和流量太小，则液态炉渣和铁水的混合液3不会产生波动，不利于氧气与炉底渣层4的充分接触反应。
顶吹氧枪1的动态位置控制在距离炉渣和铁水的混合液3的液面500～1500mm。
根据炉底渣层上涨厚度的不同，一次性吹氧时间控制在6～10min，视炉底渣层厚度变化情况，每50mm渣层厚度需要进行一次吹氧操作，该操作可重复2～5次。
步骤三：开启并调节底吹元件6的吹气流量；
在顶吹氧枪1吹氧的过程中，开启并增加底吹元件6的吹气流量，通过顶部吹氧配合底部吹气，以加快底吹供气通道的形成和保持，促进底吹元件6复通。
底吹强度调节至0.10～0.15nm3/min·t，待底吹元件复通后，恢复正常供气模式。
步骤四：添加石灰冷却炉内炉渣，并将冷却后的炉渣和铁水的混合液3倒掉；
考虑到安全问题，一次炉底渣洗操作结束，添加200～500kg石灰冷却炉内液态炉渣，石灰附着在炉渣和铁水的混合液3表面，然后将冷却后的炉渣和铁水的混合液3倒入渣罐，能够有效防止液态的炉渣和铁水的混合液3喷溅。
步骤五：观察底吹元件6是否复通，如果没有复通，重复上述步骤一至步骤四。
具体的，一方面可以通过底吹系统控制画面显示的压力和流量数据判断；另一方面，根据炉底热态画面是否出现黑眼来判断。
具体的，转炉的计算机控制系统显示底吹系统控制画面，提供实时的压力和流量信息，根据显示的支路的底吹元件的管道压力和底吹流量判断底吹元件6是否堵塞。如果转炉的底吹系统控制画面显示支路的底吹元件的管道压力小于1.0mpa，底吹流量大于30nm3/h，说明底吹元件6复通；如果转炉的底吹系统控制画面显示支路的底吹元件6的管道压力在1.0～1.3mpa之间，底吹流量在10～30nm3/h范围变化，说明底吹元件6部分堵塞或全部堵塞。
将转炉摇至零位，观察现场的炉底的底吹元件6，即炉底热态画面。如果底吹元件6没有堵塞，则底吹元件可以正常吹入冷却气体，炉底热态画面能够观察到黑眼；如果底吹元件6堵塞，则底吹元件不能吹入冷却气体，炉底热态画面为红色，不能观察到黑眼。
可见，如果转炉的底吹系统控制画面显示支路的底吹元件的管道压力在1.0～1.3mpa之间，底吹流量在10～30nm3/h范围，并且炉底热态画面中难以观察到“黑眼”位置，转炉底吹系统的各项设备均正常，由此可判定此时转炉的底吹元件处于堵塞状态。重复上述步骤一至步骤四，再观察底吹系统控制画面和炉底热态画面，直至底吹元件6复通。
如果转炉的底吹系统控制画面显示支路的底吹元件的管道压力小于1.0mpa，底吹流量大于30nm3/h；并且炉底热态画面中能够观察到“黑眼”位置，且“黑眼”位置和数量与底吹元件6的位置和数量一一对应，由此可判定此时转炉的底吹元件6全部复通。
本发明的转炉底吹元件的渣洗复通方法及维护方法，当底吹元件堵塞时，相比现有技术采用底部空气吹堵，底吹气体复通一般需要2小时以上；而本申请采用顶部吹氧气，由于氧气的浓度明显高于现有技术中空气中的氧气，本申请中直接采用氧气与炉渣反应效率更高，且通过加入热态炉渣和铁水，提高反应温度，通过顶吹氧气配合底吹气体，促进底吹供气通道形成，加快底吹元件复通，故本申请的操作方法能够有效缩短底吹元件复通的时间，平均进行一次渣洗时间在15分钟以内，且操作安全系数更高，同时还能解决完全堵塞时空气吹堵达不到的能力。
另一方面，还提供一种转炉底吹元件的维护方法：
定期观察后续炉役的炉底变化，根据炉底热态画面和底吹系统控制画面，调整底吹气体的流量大小。
如果炉底上涨出现堵塞倾向时，执行大流量模式，底吹强度控制在0.10～0.15nm3/min·t。
如果炉底下降导致底吹元件持续裸露时，执行小流量模式，底吹强度控制在0.04～0.06nm3/min·t。
实施例1
采用本申请的转炉底吹元件的渣洗复通方法及维护方法进行转炉底吹元件复通及氧护的一个具体实施例。
转炉容量为120t，炉龄为3200炉，即转炉已经进行3200次冶炼。其中，底吹元件在炉底周向分布，数量为8个，采用双环缝式供气结构的供气设备，底吹元件数量为8支，图2为底吹元件的具体布置方式。
本方案主要涉及转炉的结构件包括顶吹氧枪1、炉壳2、炉底渣层4、原始炉底砖层5以及底吹元件6，如图1所示，炉底渣层4高度上涨，高于底吹元件6。
判断底吹元件是否堵塞：
一方面可以通过底吹系统控制画面显示的压力和流量数据判断；另一方面，根据炉底热态画面是否出现“黑眼”来判断。
具体的，转炉的计算机控制系统显示底吹系统控制画面，提供实时的压力和流量信息，根据显示支路的底吹元件的管道压力和底吹流量判断底吹元件6是否堵塞；并将转炉摇至零位，观察现场的炉底的底吹元件6，即炉底热态画面。如果底吹元件6没有堵塞，则底吹元件可以正常吹入冷却气体，炉底热态画面能够观察到“黑眼”；如果底吹元件6堵塞，则底吹元件不能吹入冷却气体，炉底热态画面为红色，不能观察到“黑眼”。
此时，转炉的底吹系统控制画面显示8个支路的底吹元件的管道压力在1.0～1.3mpa之间，底吹流量在10～30nm3/h范围变化的炉底热态画面中难以观察到“黑眼”位置，转炉底吹系统的各项设备均正常，由此可判定转炉的8支底吹元件已经处于不同程度的堵塞状态。
测量炉底厚度，相对于转炉的原始砖层5，炉底渣层4上涨厚度达到300～400mm之间，炉底渣层4高度方向覆盖底吹元件6。
采用本申请的转炉底吹元件的渣洗复通方法对转炉底吹元件复通：
首先，在准备进行炉底渣洗操作时，预留1/3上一炉次热态炉渣，加入500kg铁水，停止此炉吹炼生产。
将转炉摇至零位，开启顶吹氧枪1供氧操作，控制氧枪枪位在1min内下降至距离炉渣和铁水混合液3的液面580mm，调整压力在0.26～0.35mpa之间，控制流量大小在9900～12000nm3/h之间，调整顶吹氧枪1的枪位在距离炉渣和铁水混合液3的液面580～1350mm之间动态变化，吹氧至10min时。
在吹氧过程中，增加底吹流量大小，为了加快底吹供气通道的形成和保持，底吹气体的强度调节至0.11nm3/min·t，待底吹元件复通后，恢复正常供气模式。
第一次炉底渣洗操作结束，添加300kg石灰冷却炉内炉渣和铁水的混合液3，然后将冷却后的炉渣和铁水的混合液3倒入渣罐，摇炉至水平位置，即零位，观察炉底热态画面是否有“黑眼”出现，以及底吹系统控制画面管路压力和流量参数是否处于非堵塞状态，并进行炉底测厚。
此时，炉底渣层4的厚度降低至200～250mm，但摇炉观察炉底热态画面，仍有2支底吹供气元件“黑眼”不可见，底吹元件6存在堵塞状况。
再重复1次上述的渣洗操作后，8支底吹元件供气通畅，图3为炉底渣洗后的热态画面，8支底吹元件“黑眼”皆可见，并进行炉底测厚，炉底渣层4的厚度降低至100～150mm，说明8支底吹元件全部复通，结束炉底渣洗操作。
采用本申请的转炉底吹元件的维护方法进行转炉底吹元件维护：
定期观察该转炉后续炉役的炉底变化，根据炉底热态画面和底吹系统控制画面，连续冶炼22炉次后底吹元件供气畅通。
3222炉次之后，炉底上涨出现了堵塞倾向，此时执行了大流量模式，底吹强度最大调节至0.12nm3/min·t。
由于冶炼品种的变化，在3800炉时出现炉底下降，底吹元件持续裸露，此时执行了小流量模式，冶炼时的底吹强度最小降低至0.05nm3/min·t。
综上所述，本发明提供了一种快速渣洗复通转炉底吹元件的控制方法，通过该方法的使用，解决了由于底吹元件堵塞对转炉复吹冶炼的影响，保证了生产的顺利进行和转炉钢水的冶炼质量。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
1.一种转炉底吹元件的渣洗复通方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：预留上一炉次的热态炉渣，加入铁水；
步骤二：开启顶吹氧枪，控制压力及氧气流量，重复吹氧多次；
步骤三：开启并调节底吹元件的吹气流量；
步骤四：添加石灰冷却炉内炉渣，并将冷却后的炉渣和铁水的混合液倒掉；
步骤五：观察底吹元件是否复通，如果没有复通，重复上述步骤一至步骤四。
2.根据权利要求1所述的转炉底吹元件的渣洗复通方法，其特征在于，所述步骤一中，所述热态炉渣的预留量为上一炉次的1/3，所述加入铁水的质量为300～1000kg。
3.根据权利要求1所述的转炉底吹元件的渣洗复通方法，其特征在于，所述步骤二中，所述压力控制在0.25～0.35mpa，所述氧气流量控制为正常冶炼的1/3～1/2。
4.根据权利要求3所述的转炉底吹元件的渣洗复通方法，其特征在于，所述顶吹氧枪位置为炉渣和铁水的混合液的液面之上500～1500mm。
5.根据权利要求4所述的转炉底吹元件的渣洗复通方法，其特征在于，所述吹氧时间控制在6～10min，视炉底渣层厚度变化情况，重复该操作2～5次。
6.根据权利要求1所述的转炉底吹元件的渣洗复通方法，其特征在于，所述步骤三中，所述吹气流量的强度调节至0.10～0.15nm3/min·t。
7.根据权利要求1所述的转炉底吹元件的渣洗复通方法，其特征在于，所述步骤五中，通过底吹系统控制画面显示的压力和流量数据或者/和根据炉底热态画面是否出现黑眼来判断所述底吹元件是否复通。
8.根据权利要求7所述的转炉底吹元件的渣洗复通方法，其特征在于，所述底吹系统控制画面显示的底吹元件的管道压力小于1.0mpa，底吹流量大于30nm3/h，说明底吹元件复通。
9.根据权利要求8所述的转炉底吹元件的渣洗复通方法，其特征在于，所述炉底热态画面能够观察到黑眼，说明底吹元件复通。
10.一种转炉底吹元件的维护方法，其特征在于，利用权利要求1至9任一项所述的转炉底吹元件的渣洗复通方法进行底吹元件复通后，对转炉底吹元件维护，该维护方法包括以下步骤：
炉底上涨出现堵塞倾向时，执行大流量模式；
炉底下降导致底吹元件持续裸露时，执行小流量模式。
技术总结