【文章內(nèi)容簡介】 線下降，因為此時碳經(jīng)過第Ⅱ期的劇烈反應(yīng)后已經(jīng)下降到較低的水平，到達反應(yīng)界面的碳大為減少，使脫碳反應(yīng)變得困難，脫碳速度下降，這時碳的氧化速度與吹煉初期相似，但取決于碳的濃度和擴散速度，并與含碳量成正比。此期中，脫碳速度取決于碳的多少。根據(jù)生產(chǎn)節(jié)奏和生產(chǎn)需求靈活控制供氧強度，目前20噸轉(zhuǎn)爐的冶煉周期為21～23分鐘，40噸轉(zhuǎn)爐的冶煉周期為23～25分鐘。20噸轉(zhuǎn)爐的供氧冶煉時間為12～13分鐘，40噸轉(zhuǎn)爐的供氧冶煉時間為13～14分鐘。3．造渣制度：煉好鋼首先要煉好渣，所有煉鋼任務(wù)的完成幾乎都與熔渣有關(guān)。煉鋼造渣的目的是①去除鋼中的有害元素P、S②煉鋼熔渣覆蓋在鋼液表面，保護鋼液不過度氧化、不吸收有害氣體、保溫、減少有益元素?zé)龘p。③吸收上浮的夾雜物及反應(yīng)產(chǎn)物。④保證碳氧反應(yīng)順利進行。⑤可以減少爐襯蝕損。造渣制度是研究造渣方法，加入渣料的種類、時間和數(shù)量，以及如何快速成渣，達到最大限度地去除鋼液中的S、P，緩和冶煉過程中的造渣速度與脫C速度之間的矛盾，在極短的時間內(nèi)造出具有一定堿度及氧化鐵含量、適當(dāng)粘度和數(shù)量的爐渣的操作工藝。 216。 爐渣在冶煉過程中的作用 216。 爐渣的主要性質(zhì) 　　⑴爐渣堿度：渣中全部堿性物與全部酸性物之比，R=CaO%/SiO2%?！　、茽t渣的氧化性：通常用渣中含氧化鐵的多少來衡量 ?！　、菭t渣的熔化溫度：爐渣的熔點通常是指完全轉(zhuǎn)變成均勻熔體狀態(tài)時的溫度，或在冷卻時開始析出固體物時的溫度。　?、葼t渣的粘度：爐渣流動性的好壞是以粘度來表示的。 　?、蔂t渣泡沫化：使氣渣金屬間界面得到很大提高，從而加速了爐內(nèi)化學(xué)反應(yīng)速度，能獲得良好的冶金效果。216。爐渣的形成 216。原則是“初期早化渣，過程渣化透，終渣物化，出鋼掛上” 。 　　⑴ 成渣過程 　?、?加速石灰熔化的途徑轉(zhuǎn)爐一般實行單渣操作。根據(jù)鐵水成分中的硅、硫和鐵水裝入量配加石灰，提供合適的熔渣堿度（），達到冶煉要求。渣料主要包括：石灰、白云石、鐵礦石、螢石組成。石灰主要作用是通過化學(xué)反應(yīng)去除鐵水中的Si、P、S等元素。白云石主要用于調(diào)整熔渣中MgO含量，達到保護爐襯和濺渣護爐的終渣要求。鐵礦石主樣用于降溫作用保證終點溫度命中。螢石主要的作用是化渣，轉(zhuǎn)爐需要造適當(dāng)泡沫化的熔渣，螢石作為助熔劑的優(yōu)點是化渣快，效果明顯，一般不大于石灰加入量的10%，用量過多，對爐襯又侵蝕作用。渣料消耗主要受鐵水和廢鋼的條件影響。鐵水硅低、硫低渣料消耗就低。氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐的首要任務(wù),便是要求迅速造好具有一定堿度和氧化性、流動性良好和數(shù)量足夠的熔渣。合適的堿性渣可以延長爐襯壽命、加速溶池中的傳熱與傳質(zhì)、有效地發(fā)展熔體的乳化、減輕噴濺并達到早期大量脫除磷和硫的目的。這些均要求塊狀石灰能迅速溶化,并形成適合以上要求的熔渣。因此,加速石灰的熔解過程是快速成渣的關(guān)鍵。吹煉初期,液態(tài)渣主要來自Fe、Mn、Si的氧化,渣量少而渣中SiO2的濃度很高。初期渣凝固試樣的礦物組成是含F(xiàn)eO、MnO很高的鈣鎂橄欖石、2(FeO、MnO、MgO、CaO)*SiO2和玻璃體。大量的冷態(tài)石灰加入后,立即在石灰塊表面生成一層渣殼。渣殼的加熱和熔化需要一定時間(稱為滯止期),對于40mm塊度的石灰,滯止期一般約為50s。為了加速成渣過程,應(yīng)該盡量縮短滯止期,可采用預(yù)熱石灰的方法,即先加石灰后兌鐵水。石灰渣化的機理是：開吹后，各元素的氧化產(chǎn)物FeO、SiOMnO、Fe2O3等形成了熔渣。加入的石灰塊就浸泡在初期渣中，被這些氧化物包圍著。被這些氧化物從石灰表面向其內(nèi)部滲透，并與CaO發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成一些低熔點的礦物，引起了石灰表面的渣化。這些反應(yīng)不僅在石灰塊的外表面進行著，而且也在石灰氣孔的內(nèi)表面進行著。石灰在渣化過程中其表面會形成質(zhì)地致密、高熔點的2CaOSiO2，阻礙著石灰進一步的渣化。若渣中含有足量的FeO，可使2CaOSiO2解體。MnO和Fe2O3同樣也能夠破壞2CaOSiO2的生成。CaF2和少量MgO能夠擴大CaOFeOSiO2三元系統(tǒng)的液區(qū)，對石灰渣化有利。在吹煉前期，由于（TFe）含量高，雖然爐溫不太高，石灰也可以部分渣化；在吹煉中期，由于碳的激烈氧化，（TFe）被大量消耗，熔渣的礦物組成發(fā)生了變化，由2FeOSiO2→CaOFeOSiO2→2CaOSiO2，熔點升高，石灰的渣化有些停滯，出現(xiàn)返干現(xiàn)象。大約在吹煉的最后的1/3時間內(nèi)，碳氧化的高峰已過，（TFe）又有所增加，因而石灰的渣化加快了，渣量又有增加。影響石灰溶解的因素　熔池溫度通常,一定成份的熔渣當(dāng)升高溫度時能改善其流動性。這是因為升高溫度可提供更多液體流動所需要的粘流活化能,而且能使某些復(fù)雜的復(fù)合陰離子解體,或使固體微粒熔化。但是對于不同成份的熔渣,粘度受溫度的影響是不同的,適當(dāng)提高熔池溫度和加入熔劑能增加熔渣的過熱度,以降低熔渣的粘度?！∥灐∈炇闹饕煞轂镃aF2并含有少量的SiOFe2OAl2OCaCO3和少量P、S等雜質(zhì)。螢石的熔點約930℃。螢石加入爐內(nèi)在高溫下即爆裂成碎塊并迅速熔化,它的主要作用是CaF2與CaO作用可以形成熔點為1362℃的共晶體,直接促使石灰的熔化。螢石能顯著降低2CaO*SiO2的熔點,使?fàn)t渣在高堿度下有較低的熔化溫度,CaF2不僅可以降低堿性爐渣的粘度,還由于CaF2在熔渣中生成F離子能切斷硅酸鹽的鏈狀結(jié)構(gòu),也為FeO進入石灰塊內(nèi)部創(chuàng)造了條件?！eO的作用FeO對石灰的溶解有較大的影響,FeO能顯著地降低熔渣的粘度,因而改善了石灰溶解過程中的外部傳質(zhì)條件。在堿性渣系中,FeO屬于表面活性物質(zhì),可以改善熔渣對石灰塊的潤濕程度和提高熔渣向石灰塊縫隙中的滲透能力。FeO和CaO同是立方晶格,而且OF3+、Fe2+離子半徑不大,它在石灰晶格中的遷移、擴散、置換和生成低熔點相都比較容易,促進石灰溶解。FeO能減少石灰塊表面2CaO*SiO2的生成,同時FeO有穿透2CaO*SiO2渣殼作用,使2CaO*SiO2殼層松動,有利于2CaO*SiO2殼層的熔化?！iO2的影響在一定成份的熔渣中,增加SiO2(在不超過20%的范圍內(nèi)),可以使熔渣的熔點下降,粘度值下降,使熔渣對石灰塊的潤濕情況有所改善,從而導(dǎo)致石灰溶解的推動力Δ(CaO)的增大和熔渣對于石灰吸收活性的提高,但當(dāng)(SiO2)超過最佳值時,它促進2CaO*SiO2的形成,因而阻礙熔渣向石灰塊內(nèi)的滲透。當(dāng)(SiO2)超過30%時,由于形成大量的復(fù)合硅氧陰離子而使熔渣的粘度大大增加?！gO的影響采用白云石造渣,使渣中MgO不超過6%的條件下,提高初期渣中MgO含量,有利于早化渣并推遲石灰塊表面形成高熔點致密的2CaO*SiO2殼層,在CaOFeOSiO2三元系爐渣中增加MgO,有可能生成一些含鎂的礦物,如鎂黃長石(2CaO*MgO*SiO2,熔點1450℃),鎂橄欖石(2MgO*SiO2,熔點1890℃),透輝石(CaO*MgO*2SiO2,熔點1370℃)和鎂硅鈣石(3CaO*MgO*2SiO2,熔點1550℃),它們的熔點均比2CaO*SiO2低得多。因此有利于初期石灰的熔化。但是這種作用是在渣中有足夠的(ΣFeO),且(MgO)含量不超過6%的條件下發(fā)生的,否則熔渣粘度增大,影響石灰的熔解速度?！nO的影響MnO對石灰溶解所起的作用比FeO差,僅在(FeO)足夠的情況下,MnO才能有效地幫助石灰溶解,而當(dāng)(MnO)超過26%時,如果(FeO)不足,反而會延滯石灰的溶解。216。石灰加入量的計算 當(dāng)鐵水含磷較低時（〈%）石灰加入量=[Si%]R1000/CaO%有效（千克/噸鐵）CaO%有效= CaO%石灰RSiO2%石灰Si原子量28 O原子量16當(dāng)鐵水含磷較高時（＞%）石灰加入量=[Si%+P]R1000/CaO%有效（千克/噸鐵）P原子量311千克硅生成SiO2： 1千克磷生成P2O5：平均值：（+）/2=216。白云石造渣 白云石加入量的計算白云石=渣量終渣MgO的含量/白云石含MgO的含量100%渣量可用每噸金屬料所產(chǎn)生爐渣重量來稱量，一般占金屬料重量10～15%。4 溫度制度溫度制度是研究煉鋼過程中的熱化學(xué)和溫度控制的問題，而溫度控制主要是指過程溫度及終點溫度的控制。216。 1 出鋼溫度的確定 t出鋼溫度=t凝固點+t出鋼及過程溫降+t澆鑄所需過熱溫度 216。 2 轉(zhuǎn)爐熱量的來源與消耗 轉(zhuǎn)爐煉鋼熱量的來源主要是鐵水的物理熱和化學(xué)熱 。216。 3 冷卻劑的種類 常用的冷卻劑有廢鋼、鐵礦石等 。216。 4 鋼水溫度控制 鋼水溫度控制就是指對鋼水終點溫度和吹煉過程溫度的控制。 ⑴ 影響鋼水溫度的主要因素 ①　鐵水的溫度 ②　鐵水的化學(xué)成份 ③　鐵水和廢鋼裝入量 ④　停爐時間與爐齡 ⑤　操作因素 ⑵吹煉過程的溫度控制 吹煉過程熔池溫度過高、過低均不好：溫度過高：難化渣，溫度過高脫碳反應(yīng)更為激烈，致使渣中FeO保持很低水平，使石灰溶解更加困難，甚至出現(xiàn)嚴重“反干”。爐襯侵蝕嚴重，白云石爐襯的耐火溫度并不是很高的，爐溫升高，爐襯軟化趨勢大，沖擊侵蝕更加容易。末期去磷困難，脫磷反應(yīng)對溫度的敏感性較強，雖然末期渣的堿度高，但高溫下磷的分配比下降，致使鋼液中的含磷量較難降到要求以下。溶解于鋼液中的氣體增加，從而影響鋼的質(zhì)量。出鋼鋼水溫度過高，容易造成澆鑄事故。溫度過低：溫度過低，前期化渣不好，后期難造高堿度渣，影響脫磷及脫硫。為了提高爐溫，要采用一些強制性措施，增加鐵合金消耗、鐵損增加。使吹煉時間延長。鋼包溫降有那些措施：(1)鋼包內(nèi)襯砌筑隔熱層，減少散熱。(2)鋼包烘烤采用高效節(jié)能裝置。(3)加快鋼包熱周轉(zhuǎn)，紅包出鋼。(4)鋼包加蓋。(5)鋼包鋼水表面加保溫覆蓋材料。5．終點控制：216。終點控制主要是指終點的溫度及成份的控制。216。終點所具有的特點是： ⑴　鋼中含C量達到所煉鋼種的控制范圍； ⑵　鋼中含S、P量均低于規(guī)格下限所要求的值； ⑶　終點溫度能達到確保順利澆鑄的溫度。 216。 1 碳的判斷 ⑴ 通過火焰來判斷終點碳 ⑵ 以觀察鋼樣火花和鋼樣表面來判斷終點碳 ⑶ 高拉補吹法 216。 2 溫度的判斷 ⑴ 火焰判斷 ⑵ 取樣判斷 ⑶ 熱電偶測溫 終點控制主要是指終點溫度和成分的控制。轉(zhuǎn)爐兌入鐵水后，通過供氧、造渣等操作，經(jīng)過一系列物理化學(xué)反應(yīng)，而達到該鋼種所要求的終點成分和溫度。20噸和40噸轉(zhuǎn)爐的終點命中率分別在85％和75％左右。主要受鐵水條件和操作工的技能影響。鐵水、廢鋼等原材料條件好終點命中率的提高空間很大。終點是否命中主要依靠關(guān)鍵崗位人員的經(jīng)驗判斷和使用測溫槍進行測溫后得到的溫度值決定。6．脫氧合金化：把鋼液中的氧去除過程，稱之為“脫氧”。影響終點鋼水溶解氧的主要因素：⑴ 鋼中氧量主要與含碳量有關(guān)，即終點碳越低，鋼中溶解氧就越高，后吹能使鋼中氧含量劇烈增加。⑵ 在冶煉低C鋼的條件下，還與爐渣中的氧化鐵有關(guān)，鋼液中的溶解氧隨爐渣中氧化鐵的增加而增多。⑶ 鋼中的溶解氧隨溫度升高而增加。合金化：在煉鋼的終點，與脫氧操作的同時，按鋼種規(guī)定成份范圍配加一定量的合金元素。沉淀脫氧的原理是：在冶煉終點時，向爐內(nèi)或鋼包內(nèi)加入一些比鐵更易氧化的元素，向Al、Si和Mn等元素，使之與鋼液中的氧結(jié)合生成Al、Si和Mn的氧化物，并因不溶解于鋼液而從中排除出來，達到脫氧的目的。 各種元素的脫氧能力由弱到強順序排列如下：Mn、Cr、Nb、Si、B、Ti、Al、Zr、Ca。 脫氧合金的加入原則是先弱后強。鋼包內(nèi)的脫氧和合金化 轉(zhuǎn)爐采用的是沉淀脫氧的脫氧方式。沉淀脫氧是脫氧劑加入鋼包鋼水中，使溶于鋼水中的氧結(jié)合成穩(wěn)定的氧化物即脫氧產(chǎn)物，并與鋼水分離排入熔渣中，從而達到降低鋼水氧含量的目的。轉(zhuǎn)爐冶煉終點命中后的下道工序就是脫氧合金化。終點鋼水達到要求后通過出鋼口爐內(nèi)鋼水流入鋼包，在出鋼過程中，通過合金流槽加入脫氧合金化所需的的預(yù)脫氧劑、合金、增碳劑、終脫氧劑等，使鋼水成分和鋼水氧含量控制在要求范圍之內(nèi)。在鋼水出至鋼包內(nèi)2/3時，向爐內(nèi)加入擋渣球和和出鋼完畢后出鋼口加擋渣塞防止?fàn)t內(nèi)熔渣混入鋼包。脫氧合金化控制直接影響到鋼水的質(zhì)量，是轉(zhuǎn)爐煉鋼的重要環(huán)節(jié)之一。主要受終點控制水平和關(guān)鍵崗位人員的操作技能影響。鐵合金加入量的計算：鐵合金加入量（）=(元素中限成分終點元素殘余成分)247。（合金元素的含量元素回收率）出鋼量吹損與噴濺轉(zhuǎn)爐在煉鋼過程中噴濺掉和燒熔損掉的金屬量占入爐金屬料量的百分比。其公式為：轉(zhuǎn)爐吹損率(%)＝[入爐金屬料(t)出爐鋼水量(t)]/入爐金屬料(t)100%。吹損組成：化學(xué)燒損、煙塵損失、渣中金屬損失、機械損失吹損=（裝入量出鋼量）247。裝入量100%減少吹損的主要途徑：（1）精料方針，即減少渣量。（2）合理造渣制度：即早化渣、化好渣、降低終渣中的氧化亞鐵和鐵粒含量。（3）采用合理供氧制度、合理的裝入制度，以減少金屬噴濺。（4）采用熱補償技術(shù)，多加廢鋼，降低鐵的化學(xué)燒損。（5）合理的復(fù)吹吹煉技術(shù)，改善溶池攪拌，降低終點渣中∑（FeO ）。預(yù)防噴濺關(guān)鍵在于吹煉操作，避免導(dǎo)致噴濺的因素產(chǎn)生，主要有：⑴控制好熔池溫度。前期溫度不過低，中后期溫度不過高，防止熔池溫度突然降低，保證脫碳反應(yīng)能均衡進行，消除爆發(fā)性脫碳反應(yīng)。⑵控制好渣中∑FeO，不使渣中氧化鐵過高。這樣，在操作上前期槍位應(yīng)偏低，避免渣中氧化鐵積聚過多，爐渣發(fā)泡，一旦升溫，脫碳反應(yīng)加速，引起大噴。吹煉中期當(dāng)爐渣已化時，一定要降槍，減少渣中氧化鐵。⑶吹煉中