【正文】 p0 時，隨氧壓的增加，氧流速度顯著增加；當(dāng) p0 以后， 氧壓增加，氧流出口速度增加不多。出口氧壓應(yīng)稍高于或等于周圍爐氣的氣壓。一般允許 P 用 偏離設(shè)計氧壓177。 D 供氧時間 供氧時間是根據(jù)經(jīng)驗確定的。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗 認為氧氣的利用系數(shù)一般在 80％～90％。例如爐氣中部分 CO 燃燒生成 CO2 所需要的氧氣量，爐氣中含有一部分自由氧，還有煙塵中的氧含量以及噴濺物中的氧含量等。 54 表 37 100Kg 金屬料各元素氧化量和氧耗量 項 目 ω /% C Si Mn P S Fe 鐵水 廢鋼 平均 終點 痕跡 FeO Fe2O3 燒損量 /Kg 每 1%元素消耗氧氣量 /Kg 1/3① ①氣化脫硫量占總脫硫量的 1/3 這樣每 l00kg 金 屬料需氧量： Δω [C]+Δω [Si]+Δω [Mn]+Δω [P]+31Δω [S]十 Δω [Fe],(FeO)+Δω [Fe],(FeO) Δω [C]， Δω [Si]， Δω [Mn]， Δω [P]， Δω [S]， Δω [Fe]——分別是鋼中 C， Si， Mn， P， S，F(xiàn)e 的氧化量。求： 100kg 金屬料， ω [c]=1％時，氧化消耗的氧氣量 ? 解： 12g 的 C 生成 CO 消耗 16g 氧氣，生成 CO2 消耗 32g 氧氣，設(shè) 100kg 金屬料 ω [c]＝ 1％生成 CO 消耗氧氣量為 xkg，生成 CO2 消耗氧氣量為 ykg。 min。 min。目前國內(nèi) 30～ 50t 轉(zhuǎn)爐的供氧強度在 ～ 例 2 根據(jù)例 1 條件，求此時的供氧強度，若供氧強度提至 一般供氧時間為 14～ 22min，大轉(zhuǎn)爐吹氧時間稍長些。氧槍噴頭有單孔、多孔和雙流道等多種結(jié)構(gòu)，對噴頭的選擇要求為 : （ 1）應(yīng)獲得超音速流股，有利于氧氣利用率的提高； （ 2）合理的沖擊面積，使熔池液面化渣快，對爐襯沖刷少 ， （ 3）有利于提高爐內(nèi)的熱效率； （ 4）便于加工制造，有一定的使用壽命。 供氧制度 將 ～ ，使氧氣流股 直接與鋼水熔池作用，完成吹煉任務(wù)。當(dāng)?shù)诙霞尤牒?，爐溫驟然降低，不僅渣料不易熔化，還抑制了碳氧反應(yīng)，會產(chǎn)生金屬噴濺，當(dāng)爐溫再度提高后，就會造成大噴濺。否則噪音尖銳，火焰散，噴出石灰和金屬粒并帶火花。但最后一小批料必須在終點拉碳前一定時 間加完，否則渣料來不及熔化就要出鋼了。 在正常情況下，第一批渣料是在開吹的同時加入。 所以單渣操作時，渣料一般 都是分兩批加入。若是雙 渣操作，則是倒渣后加入第二批 渣 料。 渣料加 入 時間 渣料的加入數(shù)量和加入時間對化渣速度有直 接 的影響，因而應(yīng)根據(jù) 各廠原料條件來確定 。但用量 過 多對爐襯有侵蝕作用；另外我 國 螢石資源短缺，價格較高，所以應(yīng)盡量少用或不用。 鐵水成分： Si為 ％， P為 ％， S為 ％； 石灰成分： CaO 90％， MgO 3％， SiO2 2％ ； 白云石成分： CaO40％， MgO35％， SiO23％； 終渣要求：（ MgO）為 8％，堿度為 。 (1) 白云石應(yīng)加入量 白W 1 0 0 0M g O% M g O%%W ??? 白白 ）（渣量 kg/t 式中 %MgO白 —— 白云石中 MgO含量。 A 爐渣堿度確定 堿度高低主要根據(jù)鐵水成分而定，一般來說鐵水 含 P、 S低，爐渣堿度控制在 ～ ；中等 P、 S含量的鐵水，爐渣堿度控制在 ～ ； P、 S含量較高的鐵水，爐渣堿度控制在～ 。因此對于 Si、 S、 P 49 含量較高的鐵水，最好經(jīng)過鐵水預(yù)處理，使其進入轉(zhuǎn)爐之前就符合煉鋼要求。留到下一爐，有利于初期渣及早形成，并且能提高前期去除 P、 S 的效率，有利于保護爐襯，節(jié)省石灰用量。 最早采用雙渣操作，是為了脫磷，現(xiàn)在除了冶煉低錳鋼外已很少采用。 單渣操作工藝比較簡單，吹煉時間短，勞動條件好，易于實現(xiàn)自動控制。 造渣方法 在生產(chǎn)實踐中，一般根據(jù)鐵水成分及吹煉鋼種的要求來確定造渣方法。 吹煉后期脫碳速度降低，只要熔渣堿度不過高，穩(wěn)定泡沫的因素就大大減弱了，一般不會產(chǎn)生嚴(yán)重的泡沫渣?？傊绊懭墼菽囊蛩厥嵌喾矫娴?，不能單獨強調(diào)某一方面，而應(yīng)綜合各方面因素加以分析。P2O CaO 和 MgO 等固體微粒時，它們附著在小氣泡表面 上，能使氣泡表面薄膜的韌性增強， 粘 性增大，也阻礙了小氣泡的合并和破裂，從而使泡沫渣的穩(wěn)定期延長。 FeO、 Fe2O3 和 CaF2 含量的增加也能降低熔渣的表面張力，有利于泡沫渣的形成。這些氣體能否穩(wěn)定的存在于熔渣中，還與熔渣的物理性質(zhì)有關(guān)。在正常情況下，泡沫渣的厚度經(jīng)常有 l～ 2m 乃至 3m。 泡沫渣 在吹煉過程中，由于氧氣流股對熔池的作用，產(chǎn)生了許多金屬液滴。 （ 4） 石灰質(zhì)量 表面疏松，氣孔率高，反應(yīng)能力強的活性石灰，能夠有利于爐渣向石灰塊內(nèi)滲透，也擴大了反應(yīng)界面，加速了石灰溶解過程。 （ 2）溫度 熔池溫度高，高于爐渣熔點以上，可以使?fàn)t渣粘度降低，加速爐渣向石灰塊內(nèi)的滲透，使生成的石灰塊外殼化合物迅速熔融而脫落成渣。 4）它能減少石灰塊表面 2CaO其原因是： 1）它能顯著降低爐渣粘度，加速石灰溶解過程的傳質(zhì)。 SiO2外殼，其原因可認為是底吹氣體加強了熔池攪拌，消除了頂吹轉(zhuǎn)爐中渣料被吹到爐膛四周的不活動區(qū)，從而加快了（ FeO）向石灰滲透作用的結(jié)果。 爐渣由表及里逐漸向石灰塊內(nèi)部滲透，表面有反應(yīng)產(chǎn)物形成。 第二步，爐渣與石灰在反應(yīng)區(qū)進行化學(xué)反應(yīng)，形成新相。 表 3－ 5 爐渣中的化合物及其熔點 化合物 礦物名稱 熔點， ℃ 化合物 礦物名稱 熔點， ℃ CaO?SiO2 硅酸鈣 1550 CaO?Mg O?SiO2 鈣鎂橄欖石 1390 MnO?SiO2 硅酸錳 1285 CaO?Fe O ?SiO2 鈣鐵橄欖石 1205 Mg O?SiO2 硅酸鎂 1557 2CaO?Mg O?2SiO2 鎂黃長石 1450 2CaO?SiO2 硅酸二鈣 2130 3CaO?Mg O?SiO2 鎂薔薇灰石 1550 Fe O?SiO2 鐵橄欖石 1205 2CaO?P2O5 磷酸二鈣 1320 2MnO?SiO2 錳橄欖石 1345 CaO?Fe2O3 鐵酸鈣 1230 2Mg O?SiO2 鎂橄欖石 1890 2CaO?Fe2O3 正鐵酸鈣 1420 石灰的溶解 石灰的溶解在成渣過程中起著決定性的作用，圖 32說明渣量和石灰溶解量的變化情況。 SiO2，其中最穩(wěn)定的是 2CaO這些氧化物相互作用生成許多礦物質(zhì)，吹煉初期渣中主要礦物組成為各類橄欖石（ Fe、 Mn、Mg、 Ca） SiO4和玻璃體 SiO2。 爐渣的形成 爐渣一般是由鐵水中的 Si、 P、 Mn、 Fe的氧化以及加入的石灰溶解而生成；另外還有少量的其它渣料（白云石、螢石等）、帶入轉(zhuǎn)爐內(nèi)的高爐渣、侵蝕的爐襯等。 造渣制度 氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐的供氧時間僅僅十幾分鐘，在此期間必須形成具有一定堿度、氧化性和流動性，合適的 MgO 含量、正常泡沫化的熔渣，以保證煉出合格的優(yōu)質(zhì)鋼水，并減少對爐襯的侵蝕。在正 常 生產(chǎn)條件下，廢鋼加入 量 變化不大，各爐次廢鋼加入 量 的變化受上下爐次間隔時間 、鐵水成分、溫度等 的影響。 B 先裝廢鋼后兌鐵水 這種裝入順序廢鋼直接撞擊爐襯，但目前國內(nèi)各鋼廠普遍采用濺渣護爐技術(shù)，運用此法可防止兌鐵噴濺，但補爐后的第一爐鋼可采用前法。這是適應(yīng)性較強的一種裝入制度。 定量裝入制度 定量裝入制度，就是在整個爐役期間，每爐的裝入量保持不變，這種裝入制度的優(yōu)點是：便于生產(chǎn)組織，操作穩(wěn)定，有利于實現(xiàn)過程自動控制，但爐役前期熔池深、后期熔池變淺，只適合大噸位轉(zhuǎn)爐。所以在制訂裝入制度時，既要發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)備潛力，又要防止片面的不顧實際的盲目超裝，以免造成浪費和事故。裝入量減去吹損及澆注必要損失后的鋼水量，應(yīng)是各種錠型的整數(shù)倍，盡量減少注余鋼水量。為了保證生產(chǎn)安全和延長爐底壽命，要保證熔池具 有一定的深度。 表 31 頂吹轉(zhuǎn)爐爐容比 爐容量 ,t ≤ 30 50 100～ 150 150～ 200 200～ 300 300 V/T,m3/t ～ ～ ～ ～ ～ ～ 表 32 各廠頂吹轉(zhuǎn)爐爐容比 廠 名 首鋼一煉 太鋼二煉 首鋼三煉 攀鋼 本鋼二煉 鞍鋼三煉 首鋼二煉 寶鋼一煉 噸位 /t 30 50 80 120 120 150 210 300 爐容比/m3合適的爐容 比是從生產(chǎn)實踐中總結(jié)出來的，它與鐵水成分、噴頭結(jié)構(gòu) 、 供氧強度等因素有關(guān)。裝入量過小時，不僅產(chǎn)量下降，而且由于熔池變淺，控制不當(dāng)，爐底容易受氧氣流股的沖擊作用而過早損壞，甚至使?fàn)t底燒穿，進而造成漏鋼事故，對鋼的質(zhì)量也有不良影響。 裝入制度 裝入制度內(nèi)容及依據(jù) 裝入制度就是確定轉(zhuǎn)爐合理的裝入量，合適的鐵水廢鋼比。 通常將相鄰兩爐之間的間隔時間（即從裝鋼鐵材料到倒渣完畢），稱為冶煉周期或冶煉一爐鋼的時間。根據(jù)分析結(jié)果，決定出鋼或補吹時間。 3） 吹煉中期脫碳反應(yīng)劇烈，渣中氧化鐵降低，致使?fàn)t渣的熔點增高和粘度增大，并可能出現(xiàn)稠渣（即 ―返干 ‖）現(xiàn)象。在下降氧槍的同時，由爐口上方的輔助材料溜槽，向 爐中加入第一批渣料（石灰 、 螢石、氧化鐵皮、鐵礦石），其量約為總量的 2／ 3～ 1／ 2。 42 3 氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝 一爐鋼的操作過程 要想找出在吹煉過程中 金 屬成分和爐渣成分的變化規(guī)律，首先就必 須 熟悉一爐鋼的操作 、 工藝過程。 2） 在裝入廢鋼和兌入鐵水后，把爐體搖正。點火后約幾分鐘， 爐 渣形成覆蓋于 熔 池面上，隨著 Si、 Mn、 C、 P的氧化，熔池溫度升高，火焰亮度增加，爐渣起泡，并有小鐵粒從爐口噴濺出 來 ，此時應(yīng)當(dāng)適當(dāng)降低氧槍高度。 4） 吹煉末期，由于 熔 池金屬中含碳量 大 大降低，則使脫碳反應(yīng)減弱，爐內(nèi)火焰變得短而 透 明， 最后根據(jù)火焰狀況，供氧數(shù)量和吹煉時間等因素，按所煉鋼種的成分和溫度要求， 圖 31 頂吹轉(zhuǎn)爐吹煉操作實例 l— 上爐排渣； 2— 裝料； 3— 吹煉； 4— 出鋼準(zhǔn)備； 5— 出鋼； 6— 排渣； 7— 下爐裝料； 8— 廢鋼 15000kg； 9— 鐵水 72500kg； 10— 石灰石 4200kgl； 11一鐵皮 700kg； 12— 螢石 180kg； 13— 鐵礦石 600kg； 14— 鐵礦石 200kg 7次； 15— 石灰 200kg 5次； 16— 錳鐵； 17— 取樣； 18— 測溫； 19— 錳鐵、鋁 43 確定吹煉終點，并且提高氧槍停止供氧（稱之為拉碳）、倒?fàn)t、 測 溫、取樣。出鋼完畢，將爐渣倒入渣罐。它與爐子噸位大小和工藝的不同有關(guān)。若裝入量過大，將導(dǎo)致吹煉過程的嚴(yán)重噴濺，造渣困難，延長冶煉時間，吹損增加，爐襯壽命降低。轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)中，爐渣噴濺和生產(chǎn)率與爐容比密切相關(guān)。 目前，大多數(shù) 頂吹 轉(zhuǎn)爐的爐容比選擇在 ～ 間 ，表 31是國內(nèi)外轉(zhuǎn)爐爐容比的統(tǒng)計情況。 （ 2）合適的熔池深度。 表 33 不同公稱噸位轉(zhuǎn)爐的熔池深度 公稱噸位 / t 30 50 80 100 210 300 熔池深度 /㎜ 800 1050 1190 1250 1650 1949 （ 3）對于模鑄車間，裝入量應(yīng)與錠型配合好。 此外，確定裝入量時，還要受到鋼包的容積、轉(zhuǎn)爐的傾動機構(gòu)能力、澆注吊車的起重能力等因素的制約。定量裝入制度和分階段定量裝入制度在國內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。這樣既大體上保持了整個爐役中具有比較合適的熔池深度，又保持了各個階段中裝入量的相對穩(wěn)定，既能增加裝入量，又便于組織生產(chǎn)。 裝入操作 鐵水、廢鋼的裝入順序 A 先兌鐵水后裝廢鋼 這種裝入順序可以避免廢鋼直接撞擊爐襯，但爐內(nèi)留有液態(tài)殘渣時，兌鐵易發(fā)生噴濺。但在生產(chǎn)條件下，一般是根據(jù)鐵水成分、溫度、爐齡期長短、廢鋼預(yù)熱等情況按經(jīng)驗確定鐵水配入的下限值和廢鋼加入 的 上限值。如果沒有二次除塵設(shè)備，兌鐵水時轉(zhuǎn)爐傾動角度小些，盡量使煙塵進入煙道。 爐渣的形成 氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼過程時間很短，必須做到快速成渣，使 爐渣盡快具有適當(dāng)?shù)膲A度、氧化性和流動性，以便迅速地把鐵水中的磷、硫等雜質(zhì)去除到所煉鋼種的要求以下。 開吹后，鐵水中 Si、 Mn、 Fe等元素氧化