【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 較高的槍位 ， 使渣中的 ∑ (FeO)穩(wěn)定在 25～ 30%的水平 。 氧槍操作 ? 吹煉中期 — 強(qiáng)烈脫碳 。 吹入的氧全部消耗于碳的氧化 ， 且渣中的氧化鐵也消耗于脫碳 。 渣中 ∑ (FeO)降低將使渣的熔點(diǎn)升高 。 渣中 ∑ (FeO)降低過(guò)多時(shí)會(huì)使?fàn)t渣顯著變粘 ， 影響磷 、 硫的繼續(xù)去除 ， 甚至發(fā)生回磷 。 這種爐渣變粘的現(xiàn)象稱為爐渣 “ 返干 ” 。 為防止中期爐渣 “ 返干 ” 而又不產(chǎn)生噴濺 ， 槍位應(yīng)控制在使渣中 ∑ (FeO)含量保持在 10～ 15%的范圍內(nèi) 。 ? 吹煉后期 — 進(jìn)一步調(diào)整好爐渣的氧化性和流動(dòng)性 ， 繼續(xù)去除磷和硫 ， 準(zhǔn)確控制終點(diǎn) 。 在過(guò)程化渣不太好或中期爐渣“ 返干 ” 較嚴(yán)重時(shí) ， 后期應(yīng)首先適當(dāng)提槍化渣 ， 而在接近終點(diǎn)時(shí) ， 再適當(dāng)降槍 ， 以加強(qiáng)熔池?cái)嚢?， 均勻熔池溫度和成分 ， 降低鎮(zhèn)靜鋼和低碳軟鋼的終渣 ∑ (FeO)含量 ， 提高金屬和合金收得率并減輕對(duì)爐襯的浸蝕 。 氧槍操作 ? 熔池深度 ? 熔池越深 ， 相應(yīng)渣層越厚 ， 吹煉過(guò)程中熔池面上漲越高 ，故槍位也應(yīng)在不致引起噴濺的條件下相應(yīng)提高 ， 以免化渣困難和槍齡縮短 。 ? 在其它條件不變時(shí) ， 裝入量增多 ， 槍位應(yīng)相應(yīng)增高；隨著爐齡的增長(zhǎng) ， 熔池變淺 ， 槍位應(yīng)相應(yīng)降低；隨著爐容量增大 ， 熔池深度增加 ， 槍位應(yīng)相應(yīng)增高 。 ? 造渣材料加入量及其質(zhì)量 ? 鐵水中磷 、 硫含量高 ， 或吹煉低硫鋼 ， 或石灰質(zhì)量低劣 、加入量很大時(shí) ， 由于渣量增大使熔池面顯著上升 ， 化渣困難 ， 槍位應(yīng)相應(yīng)提高 。 ? 在鐵水中硫 、 磷含量很低 ， 加入的渣料很少 ， 采用 “ 軟燒 ”石灰或合成造渣材料等情況下 ， 化渣時(shí)槍位可降低 ， 甚至可采用不變槍位的恒槍操作 。 氧槍操作 ? 鐵水溫度和成分 ? 在鐵水溫度低或開新爐時(shí) ， 開吹后應(yīng)先低槍提溫 ， 再提槍化渣 ， 以免使渣中積聚過(guò)多的 ∑ (FeO)而導(dǎo)致強(qiáng)烈脫碳時(shí)發(fā)生噴濺 。 為避免嚴(yán)重噴濺 ， 鐵水含硅量很高 (%)時(shí) ， 前期槍位不宜過(guò)高 。 ? 噴頭結(jié)構(gòu) ? 在一定的氧氣流量下 ， 增多噴孔數(shù)目 ， 穿透深度減小 ， 沖擊面積增大 ， 槍位應(yīng)相應(yīng)降低 。 三孔氧槍的槍位約為單孔氧槍的 55～ 75%。 直筒型噴頭的穿透深度比拉瓦爾型小 ， 因而槍位應(yīng)低些 。 ? 頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐多采用 恒氧壓變槍位操作 。 ? 變氧壓又變槍位的操作 。 槍位操作演示 造渣工藝 ? 吹煉過(guò)程中隨著熔池溫度的變化相應(yīng)控制爐渣成分 ， 使?fàn)t渣的物理化學(xué)性質(zhì)符合煉鋼的要求 ， 是造渣工藝的基本內(nèi)容 。 爐渣堿度的控制 ? 爐渣堿度和石灰加入量的確定 ? 堿度和渣中 Si02量是確定石灰加入量的主要依據(jù) 。 以單渣法為例 ， 石灰加入量可按下式計(jì)算： 鐵水石灰量石灰石灰tkgS i ORC a O C a OS i ORK /,)(%)(% )(22????考慮隨爐氣帶走的石灰粉和石灰在爐渣中不完全熔解的損失系數(shù)，通常 K=～ 渣料的用量 加入爐內(nèi)的 渣料 主要是 石灰 和 白云石 ，還有少量的螢石或氧化鐵皮等熔劑。 石灰用量的確定 首先根據(jù)鐵水的硅、磷含量和爐渣堿度計(jì)算，如鐵水含磷＜ %時(shí)，爐渣的堿度 R=(%CaO)/(%SiO2)=～ ，所以每噸鐵水的石灰加入量按下式計(jì)算 ： 石灰用量（ kg/t） = 式中： [%Si]— 爐料中硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)； 60/28— 表示 1kgSi氧化生成 60/28（ =） kg的 SiO2。 2%%28/60][%1000S iORC a ORSi????? 例 某廠的鐵水含磷 %、硅 %，冶煉所用石灰含CaO： 86%， SiO2： %，若爐渣堿度按 ，求每噸鐵水的石灰用量。 解：石灰用量（ Kg/t） = = Kg/t ????? 造渣工藝 ? 吹煉高中磷鐵水時(shí) ， 通常采用爐渣堿度為： )(%6 3 (%)(%522 OPS iOC a OR??此時(shí)，石灰加入量可按下式計(jì)算： 鐵水石灰量石灰石灰tkgS i ORC a O C a OOPS i ORK /,)(%)(% ])6 3 ([2522?????石灰在爐渣中的熔解機(jī)理和影響石灰熔解速度的因素 在吹煉過(guò)程的任一時(shí)刻 ， 熔融爐渣的實(shí)際堿度與石灰的熔解速度緊密相關(guān) 。 頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐中石灰的熔解過(guò)程大致如下： 造渣工藝 ? 開吹時(shí) ， 液態(tài)爐渣主要來(lái)自鐵水中的硅 、 錳 、 鐵的氧化 ，渣量很少 ， 渣中 SiO2的濃度很高 。 ? 加入的大量石灰塊使最初的液態(tài)爐渣冷卻 ， 在石灰塊表面生成一層渣殼 ， 渣殼的熔化約需數(shù)十秒鐘 (＜ 50秒 )。 ? 渣殼熔化后 ， 石灰塊的表面層開始與液態(tài)爐渣反應(yīng) 。 ? 由于鈣鎂橄欖石中的 FeO和 MnO與 Si02的親合力比 CaO小 ， 故被 CaO置換 ， 生成硅酸二鈣 2CaO178。Si 02和 RO相 。 2CaO178。Si 02熔點(diǎn)很高 （ 2130℃ ） ， 結(jié)構(gòu)致密 ， 是石灰熔解緩慢的重要原因 。 ? 爐渣成分對(duì)石灰溶解速度有很大影響 。 對(duì)于實(shí)際轉(zhuǎn)爐爐渣 ，石灰的熔解速度與爐渣成分之間有一定的統(tǒng)計(jì)關(guān)系 。 JCaO≈K 1(CaO+++) 造渣工藝 ? FeO是石灰的基本溶劑 。 在不引起噴濺的條件下 ， 盡量提高渣中 FeO的濃度是加速石灰熔解的主要措施 。 ? MnO對(duì)加速化渣的影響僅次于 FeO。 ? 爐渣中加入約少于 6％ 的 MgO有利于石灰的熔解 。 ? FeO對(duì)石灰熔解作用機(jī)理： ? 它能顯著降低爐渣的粘度，加速石灰塊外部的傳質(zhì)； ? 它能改善爐渣對(duì)石灰的潤(rùn)濕和爐渣向石灰孔隙中的滲透； ? 它離解生成的離子（ Fe2+、 Fe3+、 O2）半徑不大，且它與CaO同是立方晶系，有利于 FeO向石灰晶格中遷移和擴(kuò)散而生成低熔點(diǎn)的溶液； ? 渣中 FeO高，能減少石灰塊表面硅酸二鈣的生成，可使生成的硅酸二鈣疏松，有利于其溶解。 造渣工藝 ? 吹煉過(guò)程中成渣的途徑 吹煉過(guò)程中 ， 熔池的溫度和成分不斷變化 ， 因而爐渣的物理化學(xué)性質(zhì)也不斷變化 。 希望爐渣成分的變化沿著最佳的途徑進(jìn)行 ， 保證堿度迅速提高 、 爐渣流動(dòng)性良好而又不產(chǎn)生噴濺 ， 并盡可能使?fàn)t渣在開吹后不久就具有高的反應(yīng)能力 。 氧氣轉(zhuǎn)爐吹煉的爐渣中， CaO、 SiO2和 ∑ (FeO)三者之和一般約為 75～ 80%，它們對(duì)爐渣的物理化學(xué)性質(zhì)影響最大。其余的氧化物中 MgO的性質(zhì)與 CaO大致相似， P2O5與 SiO2相似，MnO與 FeO相似。因此，可用 CaOFeOSiO2三元相圖近似地研究吹煉過(guò)程中的成渣途徑。 CaOSiO2FeO+Fe2O3相圖 代表初渣的特性 代表終渣的特性 按成渣過(guò)程中 ∑(FeO)的含量不同可以分為高氧化鐵成渣途徑(鐵質(zhì)成渣途徑 )和低氧化鐵成渣途徑 (鈣質(zhì)成渣途徑 ) 造渣工藝 ?低氧化鐵成渣途徑 ，通常用低槍位吹煉。在整個(gè)成渣過(guò)程中，爐渣的熔點(diǎn)都比較高，石灰塊熔解緩慢，因而堿度上升較慢，爐渣粘稠。特別是吹煉中期，爐渣“返干”嚴(yán)重爐渣去除磷、硫的能力很弱。 ? 用低磷、硫原料吹煉低碳軟鋼時(shí)，吹煉末期熔池含碳量降到 %以后，因渣中 ∑ (FeO)急劇升高可迅速成渣，此時(shí)采用低氧化鐵成渣途徑可以避免吹煉過(guò)程中噴渣。這對(duì)超裝的轉(zhuǎn)爐尤為重要。 造渣工藝 ? 高氧化鐵成渣途徑 ，渣中含氧化鐵量比較高，通常用較高的槍位吹煉。爐渣成分變化的途徑是在易熔區(qū)內(nèi)，始終保持良好的流動(dòng)性，石灰熔解迅速，堿度提高快。 ? 渣中 ∑ (FeO)含量高， 2CaO178。SiO 2外殼對(duì)石灰熔解的阻礙不大，吹煉中期爐渣“返干”大大減輕，或被消除。這種造渣方法成渣快，爐渣較早就具有良好的去除磷、硫的能力，大大縮短了嚴(yán)重浸蝕爐襯的酸性渣存在時(shí)間，被普遍采用。特別是 原料磷、硫較高和吹煉高中碳鋼時(shí)必須采用 。 ? 高氧化鐵爐渣的另一特點(diǎn)是泡沫化嚴(yán)重。因此，爐容比不足或操作不當(dāng)造成爐渣中 ∑ (FeO)過(guò)高時(shí)，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重噴濺。在吹煉中必須注意。 造渣工藝 ? 正確設(shè)計(jì)氧槍和控制槍位 (必要時(shí)輔以變化氧壓 )是調(diào)節(jié)渣中 ∑ (FeO)含量的主要措施 。 在吹煉過(guò)程中加氧化鐵皮 、 鐵礦石等 ， 對(duì)保持渣中合理的 ∑ (FeO)含量 ， 加速石灰的熔解也有較好的效果 。 ? 螢石能顯著降低 CaO以及 2CaO178。SiO 2的熔點(diǎn) ， 而且作用迅速 。吹煉前期加入螢石能加速初期渣的形成 ， 吹煉中期加入螢石可以防止?fàn)t渣 “ 返干 ” 爐渣中 ∑ (FeO)的含量越低 ， 螢石的化渣效果越明顯 。 ? 石灰的質(zhì)量和加入方法對(duì)它的熔解速度也有很大影響。過(guò)早加入大批量的石灰，往往會(huì)產(chǎn)生石灰結(jié)團(tuán)，使石灰與液態(tài)爐渣的接觸面積大大減小。石灰結(jié)團(tuán)后在爐渣中熔解很慢。因此， 生產(chǎn)中將石灰分批加入是合理的 。 造渣工藝 爐渣粘度的控制 ? 粘度是爐渣重要的動(dòng)力學(xué)性質(zhì) 。 ? 冶煉中渣粘的原因通常是爐渣的熔點(diǎn)與當(dāng)時(shí)的熔池溫度接近 。 且熔池溫度低于爐渣的液相線時(shí) ， 則爐渣特別粘稠 。 ? 提高渣中 CaF ∑ (FeO)、 MnO、 MgO(6%8%)等的含量 ， 都能使?fàn)t渣熔點(diǎn)降低 ， 流動(dòng)性改善 。 ? 為延長(zhǎng)爐齡，確保去除磷、硫的條件下，加入白云石等含 MgO的材料，可適當(dāng)提高終渣的粘度。這種熔點(diǎn)較高和粘度較大的終渣停吹時(shí)部分沾附在爐襯內(nèi)表面上，可使?fàn)t齡顯著延長(zhǎng)。 造渣工藝 爐渣氧化性的控制 ? 爐渣氧化性是代表爐渣對(duì)碳 、 錳 、 硅 、 磷等雜質(zhì)氧化能力的一種性質(zhì) 。 它對(duì)終點(diǎn)鋼水中的含氧量和鋼的質(zhì)量也有影響 ， 對(duì)石灰的熔解速度起著重要的作用 ， 還影響泡沫渣和噴濺的產(chǎn)生 、 爐襯的壽命 、 以及金屬和鐵合金的收得率 。 ? 用渣中氧化鐵的活度 aFeO表示爐渣的氧化性是最合理的 ， 因?yàn)樵械难趸F不全呈自由狀態(tài)存在 。 但由于確定 aFeO的數(shù)值相當(dāng)復(fù)雜 ， 生產(chǎn)中則普遍用氧化鐵的濃度表示爐渣的氧化性 ， 表示方法如下： 1)單用氧化亞鐵的濃度表示； 2)用氧化亞鐵與三氧化二鐵之和表示，即 ∑ (%FeO) =(%FeO) +(%Fe203) 造渣工藝 3)用以氧為基礎(chǔ)換算的 “ 全氧法 ” 表示 ， 即 ∑ (%FeO) =(%FeO) +(%Fe203) 4)用以鐵水為基礎(chǔ)換算的 “ 全鐵法 ” 表示 ， 即 ∑ (%FeO) =(%FeO) +(%Fe203) ? 影響爐渣氧化性的因素 : ? 槍位和氧壓經(jīng)常是起主要作用的因素 。 通常 ， 在一定的供氧強(qiáng)度下 ， 槍位提高或氧壓降低時(shí) ， 爐渣的氧化性增強(qiáng) 。 ? 脫碳速度對(duì)爐渣氧化性有很大的影響。脫碳速度越大，碳奪取爐渣中的氧越強(qiáng)烈，而且熔池?cái)嚢枰苍接辛?，促進(jìn)爐渣中的氧化鐵向金屬中傳遞，使?fàn)t渣氧化性大大減弱。 造渣工藝 ? 熔池溫度對(duì)爐渣氧化性的影響是間接的。熔池溫度低而使金屬和爐渣粘度增大的情況下，爐渣向金屬傳遞氧和金屬吸收射流的氧減慢，使?fàn)t渣的氧化性增強(qiáng)。 ? 加入鐵礦石或氧化鐵皮等氧化劑使?fàn)t渣氧化性增強(qiáng)是暫時(shí)的 。 隨著爐渣向金屬的傳氧和脫碳等的耗氧 ， 氧化劑帶入爐渣的氧化鐵將迅速被消耗 。 ? 爐渣氧化性還與石灰的質(zhì)量有關(guān) 。 用軟燒石灰時(shí) ， 在其它條件相同的情況下 ， 由于化渣容易 ， 爐渣氧化性相應(yīng)降低 。 ? 終渣氧化性也受金屬成分的影響。隨著金屬中碳和錳的含量降低，渣中 ∑ (FeO)含量增高。 造渣工藝 ? 終渣最佳的 ∑ (FeO)含量與很多因素有關(guān)。除應(yīng)盡可能滿足石灰完全熔解的要求外，更重要的是渣中 ∑ (FeO)含量影響終點(diǎn)鋼水的含氧量和鋼的質(zhì)量。 ? 降低渣中 ∑ (FeO) 常用的方法： ? 盡可能控制終點(diǎn)碳在出鋼要求的上限； ? 接近終點(diǎn)前適當(dāng)降槍 ， 吹煉含碳較高的鋼種時(shí)以螢石幫助化渣； ? 吹煉結(jié)束時(shí) ， 加入少量石灰稠化爐渣 ， 使氧從爐渣向金屬中的傳遞減慢； ? 盡量減少出鋼時(shí)進(jìn)入盛鋼桶的渣量 。 ? 吹煉含碳 %的沸騰鋼時(shí)，往往需要增強(qiáng)爐渣的氧化性以提高鋼水的含氧量，否則可能出現(xiàn)模內(nèi)沸騰微弱，造成鋼錠上漲等缺陷。 ? 吹煉含碳 %的沸騰鋼時(shí)，則應(yīng)避免終渣氧化性過(guò)強(qiáng)。 造渣工藝 泡沫渣及其控制 ? 在頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐吹煉過(guò)程中，金屬 — 爐渣乳濁液的產(chǎn)生可以加速金屬與爐渣間的傳質(zhì)。在轉(zhuǎn)爐熔池上層的金屬 — 爐渣乳濁液中實(shí)際上經(jīng)常還有大量 CO氣泡彌散分布在渣中形成泡沫渣。 ? 泡沫很少的爐渣中，傳熱和傳質(zhì)不受氣泡的阻礙； ? 在泡沫渣中則受到氣泡的嚴(yán)重阻礙，這對(duì)爐渣與金屬之間的物理化學(xué)反應(yīng)顯然是不利的。 ? 泡沫渣本身不是頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐有效去磷的原因。泡沫渣一般在爐渣 ∑ (FeO)高和熔池溫度較低時(shí)產(chǎn)生。 轉(zhuǎn)爐內(nèi)的泡沫現(xiàn)象示意圖 1氧槍；