【正文】 氧槍槍位采用高槍位，目前是為了早化渣，多去磷，保護(hù)爐襯；◆在吹煉過程中適當(dāng)降低槍位的保證爐渣不“返干”，不噴濺，快速脫碳與脫硫，熔池均勻升溫為原則；◆在吹煉末期要降槍，主要目的是熔池鋼水成分和溫度均勻，加強(qiáng)熔池攪拌，穩(wěn)定火焰，便于判斷終點，同時使降低渣中Fe含量，減少鐵損，達(dá)到濺渣的要求。 先加潔凈的輕廢鋼，再加入中型和重型廢鋼，以保護(hù)爐襯不被大塊廢鋼撞傷，而且過重的廢鋼最好在兌鐵水后裝入。（二）裝入量裝入量指煉一爐鋼時鐵水和廢鋼的裝入數(shù)量，它是決定轉(zhuǎn)爐產(chǎn)量、爐齡及其他技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的主要因素之一。 目前國內(nèi)采用三種即定量裝入量、定深裝入量和分階段定量裝入法。 國內(nèi)一些企業(yè)頂吹轉(zhuǎn)爐的爐容比廠名寶鋼首鋼鞍鋼本鋼攀鋼首鋼太鋼噸位/t3002101801201208050爐熔比/m3目前國內(nèi)各廠普遍采用濺渣護(hù)爐技術(shù)，因而多為先加廢鋼后兌鐵水，可避免兌鐵噴濺。 吹煉一爐鋼過程中金屬、爐渣成分的變化 三、供氧制度 供氧制度的主要內(nèi)容包括確定合理的噴頭結(jié)構(gòu)、供氧強(qiáng)度、氧壓和槍位控制。噴頭的形狀有拉瓦爾型、直筒型和螺旋型等。 拉瓦爾型噴孔示意圖2）供氧制度 槍身：它由三層同心套管構(gòu)成，中心管道氧氣，中間管是冷卻水的進(jìn)水通道，外層管是出水通道。 轉(zhuǎn)爐內(nèi)的泡沫現(xiàn)象示意圖 若爐渣中僅有氣泡，而且氣泡無法自由運動，這種現(xiàn)象稱爐渣泡沫化（slag foaming）?？梢?，吹煉時金屬和爐渣密切相混。生產(chǎn)實踐表明，冶煉中期硬吹時，由于渣內(nèi)富有大量CO氣泡以及渣中氧化鐵被金屬液滴中的碳所還原，導(dǎo)致爐渣的液態(tài)部分消失而“返干”。對三孔噴頭，供氧壓力可由下式經(jīng)驗計算： ◆氧氣流量：指在單位時間內(nèi)向熔池供氧的數(shù)量，常用標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下體積量度，其單位為m3/min或m3/h。供氧強(qiáng)度的大小根據(jù)轉(zhuǎn)爐的公稱噸位、爐容比來確定。3）供氧操作供氧操作是指調(diào)節(jié)氧壓或槍位，達(dá)到調(diào)節(jié)氧氣流量、噴頭出口氣流壓力及射流與熔池的相互作用程度，以控制化學(xué)反應(yīng)進(jìn)程的操作。目前，一爐鋼吹煉中的氧槍操作有兩種類型，一種是恒壓變槍操作，一種是恒槍變壓操作。 具體操作中，槍位控制通常遵循“高－低－高－低”的原則：（1）前期高槍位化渣但應(yīng)防噴濺。吹煉中期，主要是脫碳，槍位應(yīng)低些。 可能性不大，此時的基本任務(wù)是調(diào)好爐渣的氧化性和流動性繼續(xù)去除硫磷，并準(zhǔn)確控制終點碳（較低），因此槍位應(yīng)適當(dāng)高些。生產(chǎn)條件千變?nèi)f化，因此具體操作中還應(yīng)根據(jù)實際情況對槍位進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)：（1）鐵水溫度：若遇鐵水溫度偏低，應(yīng)先壓槍提溫，而后再提槍化渣，以防渣中的（FeO）積聚引發(fā)大噴，即采用低高低槍位操作。（4）爐內(nèi)留渣：采用雙渣留渣法時，由于渣中（FeO）高，有利于石灰熔化，因此吹煉前期的槍位適當(dāng)?shù)托苑涝校‵eO）過高引發(fā)泡沫噴濺。B 恒壓變槍操作的幾種模式C在接近終點時再降槍加強(qiáng)熔池攪拌，繼續(xù)脫碳和均勻熔池成分和溫度，降低終渣（FeO）含量。由于轉(zhuǎn)爐冶煉時間短，必須快速成渣，才能滿足冶煉進(jìn)程和強(qiáng)化冶煉的要求，同時造渣對避免噴濺、減少金屬損失和提高爐襯壽命都有直接影響。 吹煉中期，爐渣的氧化性不得過低(∑(FeO)保持在10%16%），以避免爐渣返干； o 爐渣粘度和泡沫化程度也應(yīng)滿足冶煉進(jìn)程需要。 由于發(fā)生Si、Mn、Fe的氧化反應(yīng)，爐內(nèi)溫度升高，促進(jìn)了石灰熔化，這樣爐渣的堿度逐漸得到提高。 吹煉中期，隨著爐溫的升高和石灰的進(jìn)一步熔化，同時脫碳反應(yīng)速度加快導(dǎo)致渣中(FeO)逐漸降低，使石灰融化速度有所減緩，但爐渣泡沫化程度則迅速提高。 當(dāng)(MnO)高時，它是以2FeO. ，通常玻璃體不超過7%8%，渣中自由氧化物相(RO)很少。 中期渣：石灰與鈣鎂橄欖石和玻璃體作用，生成CaOSiO2等產(chǎn)物，其中最可能和最穩(wěn)定的是2 CaO Fe2O3生成。 這些反應(yīng)不僅在石灰塊的外表面進(jìn)行，而且也在石灰氣孔的內(nèi)表面進(jìn)行。 但是在吹煉初期，SiO2易與CaO反應(yīng)生成鈣的硅酸鹽，沉集在石灰塊表面上，如果生成物是致密的，高熔點的2 CaO 如生成CaO 影響石灰溶解速度的因素主要有：石灰本身質(zhì)量鐵水成分爐渣成分供氧操作 白云石造渣。 螢石的化渣作用 螢石的主要成分為CaF2，并含有SiOFe2OAl2OCaCO3和少量磷、硫等雜質(zhì)。 o 入爐鐵水Si、P、S含量較低，或者鋼種對P、S要求不太嚴(yán)格，以及冶煉低碳鋼，均可以采用單渣操作。 在鐵水含磷高且吹煉高碳鋼，鐵水硅含量高，為防止噴濺，或者在吹煉低錳鋼種時，為防止回錳等均可采用雙渣操作。o 此法的優(yōu)點是可加速下爐吹煉前期初期渣的形成，提高前期的去磷、去硫率和爐子熱效率，有利于保護(hù)爐襯，節(jié)省石灰用量。 熔渣成為液膜，將氣泡包住，引起熔渣發(fā)泡膨脹，形成泡沫渣。（2）熔渣本身的發(fā)泡性即氣體在渣中的存留時間。通常是因槍位過高，爐內(nèi)的碳氧反應(yīng)被抑制，渣中聚集的(FeO)越來越多（內(nèi)部條件具備），溫度一旦上來便會發(fā)生激烈的碳氧反應(yīng)，過量的CO氣體充入爐渣（外部條件具備），使渣面上漲并從爐口溢出或噴出，形成所謂的噴濺。石灰用量的確定：1）首先根據(jù)鐵水的硅、磷含量和爐渣堿度計算：（1）鐵水含磷＜%時，爐渣的堿度B=（%CaO）/（%SiO2）=～，所以每噸鐵水的石灰加入量按下式計算：石灰用量（kg/t）=式中 2）其次根據(jù)冷卻劑用量計算應(yīng)補(bǔ)加的石灰量礦石含有一定數(shù)量的SiO2，每kg礦石需補(bǔ)加石灰的數(shù)量按下式計算：補(bǔ)加石灰量（kg/kg）= 白云石用量的確定:白云石的加入量應(yīng)根據(jù)爐渣要求的飽和MgO含量來確定。渣料的加入方法：關(guān)于渣料的加入，關(guān)鍵是要注意渣料的分批和把握加入的時間。（2）第二批渣料，一般是在硅及錳的氧化基本結(jié)束、頭批渣料已經(jīng)化好、碳焰初起的時候（30噸的轉(zhuǎn)爐開吹6 min左右）加入（如果加入過早，爐內(nèi)溫度還低且頭批渣料尚未化好又加冷料，勢必造成渣料結(jié)團(tuán)難化；反之，如果加入過晚，正值碳的激烈氧化時期，渣中的（∑FeO）較低渣料亦難化。加速石灰溶解的措施：1）適宜的爐渣成分渣中的（FeO）是石灰溶解的基本熔劑，原因在于：（1）（FeO）可與CaO及2CaO 2）較高的溫度熔池溫度高時，石灰入爐初形成的固態(tài)渣殼較?。欢胰墼恼扯鹊腿芙馐业哪芰?qiáng)。4）改善石灰質(zhì)量（1）提高石灰的活性度：增加石灰的氣孔率，增大比表面積，有利于爐渣的滲透，可加快石灰溶解速度，同時，即使石灰表面生成2CaO o o o 鋼水的物理熱約占70%；o o 轉(zhuǎn)爐獲得的熱量除用于各項必要的支出外。 出鋼溫度需考慮從出鋼到澆注各階段的溫降。 LD轉(zhuǎn)爐熱效率比較高，一般在75%以上。 o 爐氣物理熱也約占10%；o 在吹煉一爐鋼的過程中，需要正確控制溫度。 （2）減小石灰的塊度并進(jìn)行預(yù)熱：石灰入爐初形成的固態(tài)渣殼薄甚至消失。3）強(qiáng)化熔池的攪拌加強(qiáng)對熔池的攪拌，可以改善石灰溶解的外部傳質(zhì)過程，從而可加速石灰的溶解。因此，吹煉操作中應(yīng)合理地控制槍位，始終保持較高的（FeO）含量。有的廠二批料分小批多次加入以利熔化，但最后一小批料必須在終點前3～4分鐘加入。批次：單渣操作時，渣料通常分成兩批：1/2～2/3及白云石全部（冶煉初期爐襯侵蝕最嚴(yán)重）；1/2～1/3。理論用量W(kg/t)=實際用量W/=W－W灰－W襯熔劑的用量：螢石用量：盡量少用或不用，部標(biāo)要求≤4kg/t。 例1 %、%，冶煉所用石灰含CaO：86%，SiO2：%，求每噸鐵水的石灰用量。 出鋼前壓槍降低渣中的(FeO)，破壞泡沫渣，以減少金屬損失。爐渣的表面張力愈小，其表面積就愈易增大即小氣泡愈易進(jìn)入而使之發(fā)泡；增大爐渣的粘度，將增加氣泡合并長大及從渣中逸出的阻力，渣中氣泡的穩(wěn)定性增加。影響熔渣泡沫化的因素： （1）進(jìn)入熔渣的氣體量。 在吹煉過程中，由于氧射流與熔池的相互作用，形成了氣—熔渣—金屬液密切混合的三相乳化液。 吹煉后期，脫碳速度降低，產(chǎn)生的CO減少，堿度進(jìn)一步提高，∑(FeO)較高，但[C]較低，產(chǎn)生的CO少，表面活性物質(zhì)的活度比中期進(jìn)一步降低，因此，泡沫穩(wěn)定的因素大大減弱，泡沫渣趨向消除。 吹煉中期，脫碳速度大，大量的CO氣泡能沖破渣層而排出，爐渣堿度高，∑(FeO)較低，SiOP2O5表面活性物質(zhì)的活度降低，因此引起泡沫渣的條件不如吹煉初期，但如能控制得當(dāng)，避免或減輕熔渣返干現(xiàn)象，就能得到合適的泡沫渣。 吹煉前期，脫碳速度小，泡沫小而無力，易停留在渣中，爐渣堿度低，∑(FeO)較高，有利于渣中鐵滴生成CO氣泡，并含有一定量的SiOP2O5等表面活性物質(zhì)，因此易起泡沫。 大量的研究表明，氣泡少而小，爐渣表面張力低，爐渣粘度大，溫度低，泡沫容易形成并穩(wěn)定地存在于渣中，生成泡沫渣。 當(dāng)然若控制不當(dāng)，嚴(yán)重的泡沫渣也會引發(fā)事故。 泡沫渣：o 雙渣操作會延長吹煉時間，增加熱量損失，降低金屬收得率，也不利于過程自動控制。 雙渣法：整個吹煉過程中需要倒出或扒出約1/22/3爐渣，然后加入渣料重新造渣。 單渣操作一般脫磷效率在90%左右，脫硫效率約為30%40%。 二、造渣方法根據(jù)鐵水成分和所煉鋼種來確定造渣方法。 SiO2的熔點,使?fàn)t渣在高堿度下有較低的熔化溫度；o CaF2與CaO作用形成熔點為1635K的共晶體，直接促進(jìn)石灰的熔化；o 螢石加入爐內(nèi)后，在高溫下即爆裂或碎塊并迅速熔化。 在保證渣中有足夠的∑(FeO)、渣中（MgO），不超過6%的條件下，增加初期渣中MgO含量，有利于早化渣并推遲石灰石表面形成高熔點致密的2 CaO 同時，前期過飽和的MgO會隨著爐渣堿度的提高而逐漸析出，使后期渣變粘，可以使終渣掛在爐襯表面上，形成爐渣保護(hù)層，有利于提高爐齡。 o 在吹煉中期，碳的激烈氧化消耗大量的(FeO)，熔渣的礦物組成發(fā)生了改變，由 ，熔點升高，石灰的渣化有所減緩。 SiO2 （熔點1480℃）則不會妨礙石灰熔解。SiO2 (熔點2070℃），則將阻礙石灰的進(jìn)一步渣化熔解。 吹煉初期，各元素的氧化產(chǎn)物FeO、SiOMnO、Fe2O3等形成了熔渣。 吹煉過程熔池渣的變化石灰渣化機(jī)理和影響因素:煉鋼過程中成渣速度主要指的是石灰熔化速度，所謂的快速成渣主要指的是石灰快速熔解于渣中。SiO2分解為2 CaO o2SiO2，2 CaO 初期渣，主要礦物為鈣鎂橄欖石和玻璃體(SiO2)。 同時，熔池中乳化和泡沫現(xiàn)象趨于減弱和消失。 o 吹煉初期，爐渣主要來自鐵水中Si、Mn、Fe的氧化產(chǎn)物。 泡沫性爐渣應(yīng)盡早形成，并將其泡沫化程度控制在合適范圍，以達(dá)到噴濺少、拉碳準(zhǔn)、溫度合適、達(dá)到磷硫去除的最佳吹煉效果。 o所謂造渣，是指通過控制入爐渣料的種類和數(shù)量，使?fàn)t渣具有某些性質(zhì)，以滿足熔池內(nèi)有關(guān)煉鋼反應(yīng)需要的工藝操作。開吹時采用高槍位化渣，使渣中含（FeO）量達(dá)25～30％，促進(jìn)石灰熔化，盡快形成具有一定堿度的爐渣，增大前期脫磷和脫硫效率，同時也避免酸性渣對爐襯的侵蝕。恒壓變槍操作的幾種模式，如圖11所示A鐵水含錳高時，有利于化渣，槍位則可適當(dāng)?shù)托＝咏K點時，降槍點吹一下，均勻鋼液的成分和溫度，同時降低爐渣的氧化鐵含量并破壞泡沫渣，以提高金屬和合金的收得率。 （3）后期提槍調(diào)渣控終點。當(dāng)然，槍位亦不可過高，以防發(fā)生噴濺，合適的槍位是使液面到達(dá)爐口而又不溢出。槍位的變化范圍和規(guī)律：關(guān)于槍位的確定，目前的做法是經(jīng)驗公式計算，實踐中修正。國內(nèi)多采用第三種操作法。min)，(t即 ◆供氧強(qiáng)度：指在單位時間內(nèi)每噸鋼的氧耗量，它的單位是m3/(t因此，必須正確調(diào)整槍位和供氧量，使乳化液中是金屬保持某一百分比。金屬液滴尺寸愈小，脫除量愈多。渣鋼乳化是沖擊坑上沿流動的鋼液被射流撕裂或金屬滴所造成的。 由于氧射流對熔池的強(qiáng)烈沖擊和CO氣泡的沸騰作用，使熔池上部金屬、熔渣和氣體三相劇烈混合，形成了轉(zhuǎn)爐內(nèi)發(fā)達(dá)的乳化和泡沫狀態(tài)，如圖10所示。 在頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐吹煉過程中，特別是吹煉過程劇化的開始階段，有時爐渣會起泡并從爐口溢出，這就是吹煉過程中發(fā)生的典型的乳化和泡沫現(xiàn)象。 槍尾部：槍尾部接供氧管，進(jìn)水管和出水管。拉瓦爾型噴頭是收縮—擴(kuò)張收縮型噴孔，當(dāng)出口氧壓與進(jìn)口氧壓之比p出/p0，如圖9所示。1）氧槍 氧槍是轉(zhuǎn)爐供氧的主要設(shè)備，它是由噴頭、槍身和尾部結(jié)構(gòu)組成。簡述一爐鋼的冶煉過程。為減輕廢鋼對爐襯的沖擊，裝料順序一般是先兌鐵水后加廢鋼，爐役后期尤其如此。分階段定量裝入法兼有兩者的優(yōu)點，是生產(chǎn)中最常見的裝入制度。 爐子附屬設(shè)備：應(yīng)與鋼包容量、澆注吊車起重能力、轉(zhuǎn)爐傾動力矩大小、連鑄機(jī)的操作等相適應(yīng)。 熔池深度：合適的熔池深度應(yīng)大于頂槍氧氣射流對熔池的最大穿透深度，以保證生產(chǎn)安全，爐底壽命和冶煉效果。 爐容比：它是指轉(zhuǎn)爐內(nèi)自由空間的容積與金屬裝入量之比(m3/t)。 通常，鐵水配比為70%90%，其值取決于鐵水溫度和成分，爐容比、冶煉鋼種、原材料質(zhì)量和操作水平等。 為了防止?fàn)t襯過分急冷，裝完廢鋼后，應(yīng)立即兌入鐵水。 轉(zhuǎn)爐冶煉五大制度裝料制度供氧制度造渣制度溫度制度終點控制及合金化制度二、裝