【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 1/2 1/2 全部 開吹前一次加入 二 1/2 0 1/2 1/2 0 開吹后 5～ 6min 開始加 ,11～ 12min 加完 三 根據(jù)需要調(diào)整 終點(diǎn)前 3～ 4min 加完 第一批渣料是總量的一半或一半以上，其余的第二批加入。如果需要調(diào)整熔渣或爐溫，才有所謂第三批渣料。 在正常情況下，第一批渣料是在開吹的同時(shí)加入。第二批渣料的加入時(shí)間一般在 Si、Mn 氧化基本結(jié)束，第一批渣料基本化好 ， 碳焰初起時(shí)加入較為合適。第二批渣料可以一次加入，也可以分小批多次加入。分小批多次加入不會(huì)過分冷卻熔池，對(duì)石灰渣化有利，也有利碳的均衡氧化。但最后一小批料必須在終點(diǎn)拉碳前一定時(shí) 間加完，否則渣料來不及熔化就要出鋼了。 30t 轉(zhuǎn)爐規(guī)定終點(diǎn)前 3～ 4min 加完最后一批渣料。 如果爐渣熔化得好，爐內(nèi) CO 氣泡排出受到金屬液和爐渣的阻礙，發(fā)出聲音比較悶；而當(dāng)爐渣熔化不好時(shí)， CO 氣泡從石灰塊的縫隙穿過排出，聲音比較尖銳；采用聲納裝置 接收這種聲音信息可以判斷爐內(nèi)爐渣熔化情況，并將信息送入計(jì)算機(jī)處理，進(jìn)而指導(dǎo)槍位的控制。 人工判斷爐渣化好的特征：爐內(nèi)聲音柔和，噴出物不帶鐵，無火花，呈片狀，落在爐殼上不粘附。否則噪音尖銳，火焰散，噴出石灰和金屬粒并帶火花。 第二批渣料加得過早和過晚對(duì)吹煉都 不利。加得過早，爐內(nèi)溫度低，第一批渣料還沒有化好 ， 又加冷料，熔渣就更不容易形成，有時(shí)還會(huì)造成石灰結(jié)坨，影響爐溫的提高。加得過晚，正值碳的激烈氧化期， TFe 含量低。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(huì)產(chǎn)生金屬噴濺，當(dāng)爐溫再度提高后，就會(huì)造成大噴濺。 第三批渣料的加入時(shí)間要看爐渣化得好壞及爐溫的高低而定。爐渣化得不好，可適當(dāng)加入少量螢石進(jìn)行調(diào)整。爐溫較高時(shí)，可加入適量的冷卻劑調(diào)整。 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)。供氧制度是在供氧噴頭結(jié)構(gòu)一定的條件下使氧氣流股最合理的供給熔池，創(chuàng)造爐內(nèi)良好的物理化學(xué)條件。因此，制訂供氧制度時(shí)應(yīng)考慮噴頭結(jié)構(gòu)、供氧壓力、供氧強(qiáng)度和氧槍高度控制等因素。 轉(zhuǎn)爐供氧的射流特征是通過氧槍噴頭來實(shí)現(xiàn)的，因此，噴頭結(jié)構(gòu)的合理選擇是轉(zhuǎn)爐供 52 氧的關(guān)鍵。氧槍噴頭有單孔、多孔和雙流道等多種結(jié)構(gòu)，對(duì)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(duì)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。 供氧制度中的幾個(gè)工藝參數(shù) 氧氣流量與供氧強(qiáng)度 A 氧氣流量 氧氣流量 Q 是指在單位時(shí)間 t 內(nèi)向熔池供氧的數(shù)量 V(常用標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積量度 )。其量綱為 m3/min 或 m3/h。氧氣流量是根據(jù)吹煉每噸金屬料所需要的氧氣量、金屬裝入量、供氧時(shí)間等因素來確定的，即： Q =tV （ 35） 式中 Q—— 氧氣流量， Nm3/min 或 Nm3/h； V—— 一爐鋼的氧耗量， Nm3； t —— 供氧時(shí)間， min 或 h。 一般供氧時(shí)間為 14～ 22min，大轉(zhuǎn)爐吹氧時(shí)間稍長(zhǎng)些。 例 1 轉(zhuǎn)爐裝入量 132t，吹煉 15min，氧耗量為 6068Nm3，求此時(shí)氧氣流量為多少 ? 解： V＝ 6068Nm3 t=15min Q＝ tV = 156068 = Nm3/min =2 4272 Nm3/h 答：此時(shí)氧氣流量為 24272Nm3/h。 B 供氧強(qiáng) 度 供氧強(qiáng)度 I 是指單位時(shí)間內(nèi)每噸金屬氧耗量，可由（ 36）式確定： I=TQ （ 3— 6） 式中 I —— 供氧強(qiáng)度， Nm3/t min； Q —— 氧氣流量， Nm3/min； T —— 一爐鋼的金屬裝入量， t。 例 2 根據(jù)例 1 條件，求此時(shí)的供氧強(qiáng)度，若供氧強(qiáng)度提至 min，每爐鋼吹煉時(shí)間可縮短多少 ? 解： V＝ 6068Nm3； T＝ 132 t； t＝ 15min 供氧強(qiáng)度 I = TQ = TtV? = 132156068? =3 .06Nm3/min 53 冶煉時(shí)間 t ＝TIV?＝ ?= 每爐吹煉時(shí)間縮短值： Δ t = 15－ = = 2min14s 答：供氧強(qiáng)度為 min，提高供氧強(qiáng)度后，每爐吹煉時(shí)間可縮短 2minl4s。 頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼的氧 氣流量和供氧強(qiáng)度主要決定于噴濺情況，通常應(yīng)在基本上不產(chǎn)生噴濺的情況下控制在高限上。目前國(guó)內(nèi) 30～ 50t 轉(zhuǎn)爐的供氧強(qiáng)度在 ～ min， 120～150t 轉(zhuǎn)爐的供氧強(qiáng)度在 ～ min。大于 150t 的轉(zhuǎn)爐供氧強(qiáng)度一般在 ～ min。如日本 300t 轉(zhuǎn)爐，采用五孔噴嘴，供氧強(qiáng)度達(dá)到 min；前西德 350t 轉(zhuǎn)爐采用七孔噴嘴，供氧強(qiáng)度為 min；有個(gè)別轉(zhuǎn)爐可達(dá) 5～ 6Nm3/t min。 C 噸金屬氧耗量 吹煉 1t 金屬料所需 要的氧氣量，可以通過計(jì)算求出來。其步驟是：首先計(jì)算出熔池各元素氧化所需氧氣量和其他氧耗量，然后再減去鐵礦石或氧化鐵皮帶給熔池的氧量，現(xiàn)舉例說明。 例 3 已知：金屬裝入量中鐵水占 90％，廢鋼占 10％，吹煉鋼種是 Q235B，渣量是金屬裝入量的 ％；吹煉過程中，金屬料中 90％的碳氧化生成 CO、 10％的碳氧化生成CO2。求： 100kg 金屬料， ω [c]=1％時(shí)，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。 [C] 十 21 {O2}＝ {CO} 12g 16g 1％ 10090％ kg χ χ= 12 16%9010 0%1 ??? = [C ] 十 {O2}＝ {CO2} 12g 32g 1% 100 10%kg y y= 12 32%1010 0%1 ??? = 氧化 ω [c]=1％的氧耗量： +＝ 答： 100kg 的金屬料 ω [C]=1％氧化 消耗的氧氣量為 。 同理可以算出 100kg 金屬料中 ω [Si]＝ 1％、 ω [Mn]＝ 1％、 ω [P]＝ 1％、 ω [S]＝ 1％、ω [Fe]=1％的氧耗量；渣中 ω (FeO)＝ 9％， ω (Fe2O3)＝ 3％；吹煉過程中被氧化進(jìn)入爐渣的 Fe元素?cái)?shù)量， FeO 中 ω [Fe]＝ ， Fe2O3 中 ω [Fe]=。 100kg 金屬料各元素氧化量和氧耗量見表 37。 54 表 37 100Kg 金屬料各元素氧化量和氧耗量 項(xiàng) 目 ω /% C Si Mn P S Fe 鐵水 廢鋼 平均 終點(diǎn) 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。 鐵水 ω [C]＝ ％，占裝入量的 90％； 廢鋼 ω [C]＝ ％，占裝入量的 10％； 平均碳含量： ％ 90％ +％ 1 0％ =％ 同樣可以算出 Si， Mn， P， S 的平均成分，見表 37。 每 l00kg 金屬氧耗量： Δω [C]+Δω [Si]+Δω [Mn]+Δω [P]+31 Δω [S] +Δω [Fe],(FeO)+ [Fe],(Fe2O3) =++++31 0 .013++ ＝ 這是氧耗量的主要部分。另外還有一部分氧耗量是隨生產(chǎn)條件的變化而有差異。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。其數(shù)量隨槍位、氧壓、供氧強(qiáng)度、噴嘴結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)爐爐容比、原材料條件等的變化而波動(dòng)，波動(dòng)范圍較大。例如爐氣中 CO2 含量的波動(dòng)范圍是 φ (CO2)＝ 5％～ 30％；自由氧含量 φ (O2)＝ ％～ ％。這部分的氧耗量是無法精確計(jì)算的，因此用一個(gè)氧氣的利用系數(shù)加以修正。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn) 認(rèn)為氧氣的利用系數(shù)一般在 80％～90％。 每 l00kg 金屬料的氧耗量： %90~%80 ＝ ～ 55 若采用鐵礦石或氧化鐵皮為冷卻劑時(shí)，將帶入熔池一部分氧，這部分氧量與礦石的成分和加入的數(shù)量有關(guān)。若礦石用量是金屬量的 ％。根據(jù)礦石成分計(jì)算，每 100kg 金屬料由礦石帶入熔池的氧量為 ，若全部用來氧化雜質(zhì)，則每 l00kg 金屬料的氧耗量是： (～ )－ ＝ ～ 氧氣純度為 ％，其密度為 ，則每噸金屬料的氧耗量 (標(biāo)態(tài) )是： ? ? 10 010 0042 % 95 ??? =～ 平均為 計(jì)算的結(jié)果與各廠實(shí)際氧耗量 (標(biāo)態(tài) )50～ 60m3/t 大致相當(dāng)。 D 供氧時(shí)間 供氧時(shí)間是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定的。主要考慮轉(zhuǎn)爐噸位大小、原料條件、造渣制度、吹煉鋼 種等情況來綜合確定。小型轉(zhuǎn)爐單渣操作一般供氧時(shí)間為 12～ 14min；中、大型轉(zhuǎn)爐單渣操作供氧時(shí)間一般為 18～ 22min。 氧壓 供氧制度中規(guī)定的工作氧壓是測(cè)定點(diǎn)的氧壓，以 P 用 表示，它不是 噴嘴前的氧壓，更不是出口氧壓，測(cè)定點(diǎn)到噴嘴前還有一段距離，有一定的氧壓損失 (如圖 33 所示 )。一般允許 P 用 偏離設(shè)計(jì)氧壓177。 20%，目前國(guó)內(nèi)一些小型轉(zhuǎn)爐的工作氧壓約為（ 5～ 8） 105Pa，一些大型轉(zhuǎn)爐則為 ～ 11105Pa。 噴嘴前的氧壓用 p0 表示，出口氧壓用 p 表示。 p0 和 p 都是噴嘴設(shè)計(jì)的重要參數(shù)。出口氧壓應(yīng)稍高于或等于周圍爐氣的氣壓。如果出口氧壓小于或高出周圍氣壓很多時(shí)，出口后的氧氣流股就會(huì)收縮或膨脹，使得氧流很不穩(wěn)定，并且能量損失較大，不利于吹煉，所以通常選用 p＝ ～ 。 圖 3— 3 氧槍氧壓測(cè)定點(diǎn)示意圖 圖 3— 4 氧壓與出口速 度的關(guān)系 56 噴嘴前氧壓 p0 值的選用應(yīng)根據(jù)以下因素考慮： (1) 氧氣流股出口速度要達(dá)到超音速 (450～ 530m/s)，即 Ma=～ 。 (2) 出口的氧壓應(yīng)稍高于爐膛內(nèi)氣壓。從圖 3— 4 可以看出，當(dāng) p0 時(shí)，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。所以通常噴嘴前氧壓選擇為 ～ 。 噴嘴前的氧壓與流量有一定關(guān)系，若已知氧氣流量和噴嘴尺寸， p0 是可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算出來的。當(dāng)噴嘴結(jié)構(gòu)及氧氣流量確 定以后，氧壓也就確定了。 槍位 槍位是指由氧槍噴頭出口到靜止熔池表面之間的距離。 槍位的高低與爐內(nèi)反應(yīng)密切相關(guān)。根據(jù)氧氣射流特性可知，當(dāng) 氧壓一定時(shí)， 槍位越低，氧氣射流對(duì)熔池的沖擊動(dòng)能越大，熔池?cái)嚢杓訌?qiáng)，氧氣利用率越高，其結(jié)果是加速了爐內(nèi)脫硅、脫碳反應(yīng)，使渣中（ FeO）含量降低，表 3表 39的數(shù)據(jù)說明這種結(jié)果。同時(shí)，由于脫碳速度快，縮短了反應(yīng)時(shí)間，熱損失相對(duì)減少，使熔池升溫迅速。但槍位過低，則不利于成渣，也可能沖擊爐底。而槍位過高，將使熔池的攪拌能力減弱，造成熔池表面鐵的氧化，使渣中（ FeO）含量增加，導(dǎo)致爐渣嚴(yán)重泡沫化而引起噴濺。由此可見，只有合適的槍位才能獲得良好的吹煉效果。 表 38 不同槍位時(shí)渣中（ FeO）含量（ %） 時(shí)間 ,min ＜ 4 4～ 12 12～ 15 槍位， m 15～ 36 7～ 15 10～ 15 25～ 35 11～ 25 11～ 20 27～ 43 13～ 27 13～ 25 表 39 不同槍位時(shí)的脫碳速度 （ %C/min） 吹煉時(shí)間 ,min 3 5 7 9 11 13 槍 位 高 度 ， m 在確定合適的槍位時(shí)，主要考慮兩個(gè)因素：一是要有一定的沖擊面積；二是在保證爐底不被損壞的條件下，有一定的沖擊深度。氧槍高度可按經(jīng)驗(yàn)確定一個(gè)控制范圍，然后根據(jù)生產(chǎn)中的實(shí) 際吹煉效果加以調(diào)整。由于噴嘴在加工過