【文章內容簡介】 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 根據需要調整 終點前 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加入。第二批渣料的加入時間一般在 Si、Mn 氧化基本結束，第一批渣料基本化好 ， 碳焰初起時加入較為合適。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過分冷卻熔池，對石灰渣化有利，也有利碳的均衡氧化。但最后一小批料必須在終點拉碳前一定時 間加完，否則渣料來不及熔化就要出鋼了。 30t 轉爐規(guī)定終點前 3～ 4min 加完最后一批渣料。 如果爐渣熔化得好，爐內 CO 氣泡排出受到金屬液和爐渣的阻礙，發(fā)出聲音比較悶；而當爐渣熔化不好時， 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爐渣熔化情況，并將信息送入計算機處理，進而指導槍位的控制。 人工判斷爐渣化好的特征：爐內聲音柔和，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吹煉都 不利。加得過早，爐內溫度低，第一批渣料還沒有化好 ， 又加冷料，熔渣就更不容易形成，有時還會造成石灰結坨，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?shù)诙霞尤牒螅瑺t溫驟然降低，不僅渣料不易熔化，還抑制了碳氧反應，會產生金屬噴濺，當爐溫再度提高后，就會造成大噴濺。 第三批渣料的加入時間要看爐渣化得好壞及爐溫的高低而定。爐渣化得不好，可適當加入少量螢石進行調整。爐溫較高時，可加入適量的冷卻劑調整。 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。供氧制度是在供氧噴頭結構一定的條件下使氧氣流股最合理的供給熔池，創(chuàng)造爐內良好的物理化學條件。因此，制訂供氧制度時應考慮噴頭結構、供氧壓力、供氧強度和氧槍高度控制等因素。 轉爐供氧的射流特征是通過氧槍噴頭來實現(xiàn)的，因此，噴頭結構的合理選擇是轉爐供 52 氧的關鍵。氧槍噴頭有單孔、多孔和雙流道等多種結構，對噴頭的選擇要求為 : （ 1）應獲得超音速流股，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。 供氧制度中的幾個工藝參數(shù) 氧氣流量與供氧強度 A 氧氣流量 氧氣流量 Q 是指在單位時間 t 內向熔池供氧的數(shù)量 V(常用標準狀態(tài)下的體積量度 )。其量綱為 m3/min 或 m3/h。氧氣流量是根據吹煉每噸金屬料所需要的氧氣量、金屬裝入量、供氧時間等因素來確定的，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 —— 供氧時間， min 或 h。 一般供氧時間為 14～ 22min，大轉爐吹氧時間稍長些。 例 1 轉爐裝入量 132t，吹煉 15min，氧耗量為 6068Nm3，求此時氧氣流量為多少 ? 解： V＝ 6068Nm3 t=15min Q＝ tV = 156068 = Nm3/min =2 4272 Nm3/h 答：此時氧氣流量為 24272Nm3/h。 B 供氧強 度 供氧強度 I 是指單位時間內每噸金屬氧耗量，可由（ 36）式確定： I=TQ （ 3— 6） 式中 I —— 供氧強度， Nm3/t min； Q —— 氧氣流量， Nm3/min； T —— 一爐鋼的金屬裝入量， t。 例 2 根據例 1 條件，求此時的供氧強度，若供氧強度提至 min，每爐鋼吹煉時間可縮短多少 ? 解： V＝ 6068Nm3； T＝ 132 t； t＝ 15min 供氧強度 I = TQ = TtV? = 132156068? =3 .06Nm3/min 53 冶煉時間 t ＝TIV?＝ ?= 每爐吹煉時間縮短值： Δ t = 15－ = = 2min14s 答：供氧強度為 min，提高供氧強度后，每爐吹煉時間可縮短 2minl4s。 頂吹轉爐煉鋼的氧 氣流量和供氧強度主要決定于噴濺情況，通常應在基本上不產生噴濺的情況下控制在高限上。目前國內 30～ 50t 轉爐的供氧強度在 ～ min， 120～150t 轉爐的供氧強度在 ～ min。大于 150t 的轉爐供氧強度一般在 ～ min。如日本 300t 轉爐，采用五孔噴嘴，供氧強度達到 min；前西德 350t 轉爐采用七孔噴嘴，供氧強度為 min；有個別轉爐可達 5～ 6Nm3/t min。 C 噸金屬氧耗量 吹煉 1t 金屬料所需 要的氧氣量，可以通過計算求出來。其步驟是：首先計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，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 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入爐渣的 Fe元素數(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 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。 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、供氧強度、噴嘴結構、轉爐爐容比、原材料條件等的變化而波動，波動范圍較大。例如爐氣中 CO2 含量的波動范圍是 φ (CO2)＝ 5％～ 30％；自由氧含量 φ (O2)＝ ％～ ％。這部分的氧耗量是無法精確計算的，因此用一個氧氣的利用系數(shù)加以修正。根據生產經驗 認為氧氣的利用系數(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，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。若礦石用量是金屬量的 ％。根據礦石成分計算，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，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 (標態(tài) )是： ? ? 10 010 0042 % 95 ??? =～ 平均為 計算的結果與各廠實際氧耗量 (標態(tài) )50～ 60m3/t 大致相當。 D 供氧時間 供氧時間是根據經驗確定的。主要考慮轉爐噸位大小、原料條件、造渣制度、吹煉鋼 種等情況來綜合確定。小型轉爐單渣操作一般供氧時間為 12～ 14min；中、大型轉爐單渣操作供氧時間一般為 18～ 22min。 氧壓 供氧制度中規(guī)定的工作氧壓是測定點的氧壓，以 P 用 表示，它不是 噴嘴前的氧壓，更不是出口氧壓，測定點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 偏離設計氧壓177。 20%，目前國內一些小型轉爐的工作氧壓約為（ 5～ 8） 105Pa，一些大型轉爐則為 ～ 11105Pa。 噴嘴前的氧壓用 p0 表示，出口氧壓用 p 表示。 p0 和 p 都是噴嘴設計的重要參數(shù)。出口氧壓應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，出口后的氧氣流股就會收縮或膨脹，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 氧槍氧壓測定點示意圖 圖 3— 4 氧壓與出口速 度的關系 56 噴嘴前氧壓 p0 值的選用應根據以下因素考慮： (1) 氧氣流股出口速度要達到超音速 (450～ 530m/s)，即 Ma=～ 。 (2) 出口的氧壓應稍高于爐膛內氣壓。從圖 3— 4 可以看出，當 p0 時，隨氧壓的增加，氧流速度顯著增加；當 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系，若已知氧氣流量和噴嘴尺寸， p0 是可以根據經驗公式計算出來的。當噴嘴結構及氧氣流量確 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。 槍位的高低與爐內反應密切相關。根據氧氣射流特性可知，當 氧壓一定時， 槍位越低，氧氣射流對熔池的沖擊動能越大，熔池攪拌加強，氧氣利用率越高，其結果是加速了爐內脫硅、脫碳反應，使渣中（ FeO）含量降低，表 3表 39的數(shù)據說明這種結果。同時，由于脫碳速度快，縮短了反應時間，熱損失相對減少，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，導致爐渣嚴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 不同槍位時渣中（ FeO）含量（ %） 時間 ,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 不同槍位時的脫碳速度 （ %C/min） 吹煉時間 ,min 3 5 7 9 11 13 槍 位 高 度 ， m 在確定合適的槍位時，主要考慮兩個因素：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。氧槍高度可按經驗確定一個控制范圍，然后根據生產中的實 際吹煉效果加以調整。由于噴嘴在加工過