【正文】 生產(chǎn)條件千變萬化，因此具體操作中還應根據(jù)實際情況對槍位進行適當?shù)恼{節(jié)： （ 1）鐵水溫度：若遇鐵水溫度偏低，應先壓槍提溫，而后再提槍化渣，以防渣中的（ FeO）積聚引發(fā)大噴，即采用低 高 低槍位操作。接近終點時，降槍點吹一下，均勻鋼 液的成分和溫度，同時降低爐渣的氧化鐵含量并破壞泡沫渣，以提高金屬和合金的收得率。吹煉后期， CO反應已弱，產(chǎn)生噴濺的 可能性不大，此時的基本任務是調好爐渣的氧化性和流動性繼續(xù)去除硫磷，并準確控制終點碳（較低），因此槍位應適當高些。但此時不僅吹入的氧幾乎全部用于碳的氧化，而且渣中的（ FeO）也被大量消耗，易出現(xiàn) “返干 ”現(xiàn)象而影響 S、 P的去除，故不應太低，使渣中的（ FeO）保持在 10～15%以上。 （ 2）中期低槍位脫碳但應防返干。吹煉前期，鐵水中的硅迅速氧化，渣中的（ SiO2）較高而熔池的溫度尚低，為了加速頭批渣料的熔化（盡早去 P 并減輕爐襯侵蝕），除加適量螢石或氧化鐵皮助熔外應采用較高的槍位，保證渣中的（ FeO）達到并維持在 25～ 30%的水平；否則，石灰表面生成 C2S 外殼，阻礙石灰溶解。一爐鋼冶煉中槍位的變化范圍可據(jù)經(jīng)驗公式確定： H=（ 37～ 46） PD出 式中： P—供氧壓力， MPa； D—噴頭的出口直徑， mm； H—槍位， mm。比較而言，恒壓變槍操作更為方便、準確、安全，因而國內鋼廠普遍采用。 槍位及其控制： 所 謂槍位，是指氧槍噴頭端面距靜止液面的距離，常用 H表示，單位是 m。 供氧操作分為恒壓變槍、恒槍變壓和分階段恒壓變槍幾種方法。min)。小型轉爐的供氧強度為 (tmin)。 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、供氧時間等因素決定。 ◆ 供氧壓力： 保證射流出口速度達到超音速，并使噴頭出口處氧壓稍高于爐膛內爐氣壓力。 軟吹時，由于渣中（ FeO）含量增加，并且氧化位（即Fe3+/Fe2+）升高，持續(xù)時間過長就會產(chǎn)生大量起泡沫的乳化液，乳化的金屬量非常大，生成大量氣體，容易發(fā) 生大噴或溢渣。而金屬液滴的含硫量比金屬熔池的含硫量高，金屬液滴尺寸愈小，含硫量愈大。 研究表明，金屬液滴比金屬熔池的脫碳、脫磷、脫錳更有效。通過對 230tLD轉爐乳液取樣分析，發(fā)現(xiàn)其中金屬液滴比例很大：吹氧67min時占 45%80%； 1012 min 時占 40%70%； 1517min時 占 30%60%。由于渣滴或氣泡也能進入到金屬熔體中，因此轉爐中還存在金屬熔體中的乳化體系。 圖 10 轉爐內的泡沫現(xiàn)象示意圖 1氧槍； 2氣 鋼 渣乳化相； 3CO 氣泡； 4金屬熔池； 5火點； 6金屬液滴； 7CO氣流； 8飛濺出的金屬液滴； 9煙塵 乳化（ emulsification）是指金屬液滴或氣泡彌散在爐渣中，若液滴或氣泡數(shù)量較少而且在爐渣中自由運動，這種現(xiàn)象稱為渣鋼乳化或渣氣乳化。 o 在頂吹氧氣轉爐吹煉過程中，特別是吹煉過程劇 化的開始階段，有時爐渣會起泡并從爐口溢出，這就是吹煉過程中發(fā)生的典型的乳化和泡沫現(xiàn)象。噴頭與中心套管焊接在一起。目前應用最多的是多孔的拉瓦爾型噴頭。 噴頭是用導熱性良好的紫銅經(jīng)鍛造和切割加工而成，也有用壓力澆鑄而成的。供氧是保證雜質去除速度、熔池升溫速度、造渣制度、控制噴濺去除鋼中氣體與夾雜物的關鍵操作，關系到終點的控制和爐襯的壽命，對一爐鋼冶煉的技術經(jīng)濟指標產(chǎn)生重要影響。 簡述一爐鋼的冶煉 過程。目前國內各廠普遍采用濺渣護爐技術，因而多為先加廢鋼后兌鐵水，可避免兌鐵噴濺。 為減輕廢鋼對爐襯的沖擊，裝料順序一般是先兌鐵水后加廢鋼，爐役后期尤其如此。 表 2 國內一些企業(yè)頂吹轉爐的爐容比 廠名 寶鋼 首鋼 鞍鋼 本鋼 攀鋼 首鋼 太鋼 噸位 /t 300 210 180 120 120 80 50 爐熔比 /m3 ◆ 定量裝入量指整個爐役期間，保證金屬料裝入量不變； ◆ 定深裝入量指整個爐役期間，隨著爐子容積的增大依次逐漸增大裝入量，保證每爐的金屬熔池深度不變； ◆ 分階段定量裝入法指將整個爐按爐膛的擴大程度劃分為若干階段，每個階段實行定量裝入法。 控制裝入量的方法。 o 熔池深度：合適的熔池深度應大于頂槍氧氣射流對熔池的最大穿透深度，以保證生產(chǎn)安全，爐底壽命和冶煉效果。通常，鐵水 配比為 70%90%，其值取決于鐵水溫度和成分，爐容比、冶煉鋼種、原材料質量和操作水平等。 （二）裝入量 裝入量指煉一爐鋼時鐵水和廢鋼的裝入數(shù)量，它是決定轉爐產(chǎn)量、爐齡及其他技術經(jīng)濟指標的主要因素之一。 ◆ 為了防止爐襯過分急冷，裝完廢鋼后，應立即兌入鐵水。 o 轉爐冶煉五大制度 裝料制度 供氧制度 造渣制度 溫度制度 終點控制及合金化制度 二、裝料制度 （ 一）裝料次序 ◆ 對使用廢鋼的轉爐，一般先裝廢鋼后裝鐵水。 ◆ 當吹煉到所煉鋼種要求的終點碳范圍時，即停吹，倒爐取樣，測定鋼水溫度，取樣快速分析 [C]、 [S]、 [P]的含量，當溫度和成分符合要求時，就出鋼。min)。 吹煉過程中的供氧強度： 小型轉爐為 (t在送氧開吹的同時，加入第一批渣料，加入量相當于全爐總渣量的三分之二，開吹 35 分鐘后，第一批渣料化好，再加入第二批渣料。頂吹轉爐冶煉一爐鋼的操作過程主要由以下六步組成： （ 1）上爐出鋼、倒渣，檢查爐襯和傾動設備等并進行必要的修補和修理； （ 2）傾爐，加廢鋼、兌鐵水，搖正爐體（至垂直位置）； （ 3）降槍開吹，同時加入第一批渣料（起初爐內噪聲較大，從爐口冒出赤色煙霧，隨后噴出暗紅的火焰； 3～ 5min 后硅錳氧接近結束，碳氧反應逐漸激烈，爐口的火焰變大，亮度隨之提高；同時渣料 熔化，噪聲減弱）； （ 4） 3～ 5min 后加入第二批渣料繼續(xù)吹煉（隨吹煉進行鋼中碳逐漸降低，約 12min 后火焰微弱，停吹）； （ 5）倒爐，測溫、取樣，并確定補吹時間或出鋼； （ 6）出鋼，同時（將計算好的合金加入鋼包中）進行脫氧合金化。 爐鋼的吹氧時間通常為 1218min，如圖 7 所示，冶煉周期為 30min 左右。 綜上所述，頂吹氧氣轉爐開吹以后，熔池溫度、爐渣成分、金屬成分相繼發(fā)生變化，它們各自的變化又彼此相互影響，形成高溫下多相、多組元同時進行的極其復雜的物理化學變化。 吹煉后期，熔池溫度接近出鋼溫度，可達 16501680℃ 左右，具體因鋼種、爐子大小而異。綜合作用的結果，吹煉前期終了，熔池溫度可升高至 1500℃ 左右。 （ 3）熔池溫度的變化規(guī)律 熔池溫度的變化與熔池的熱量來源和熱量消耗有關。中期脫磷速度，熔池攪拌均比前期強，這些因素均有利于形成高堿度爐渣。因此，初期爐渣堿度不高，一般為 ，平均為 左右。 吹煉初期， 熔池溫度不高，渣料中石灰還未大量熔化。 氧氣頂吹轉爐通過改變槍位可達到化渣、降碳的不同目的，這是它與其他煉鋼方法相比，具有操作靈活的特點。 ◆ 礦石：渣料中加礦石多，則渣中（ FeO）增高。 ◆ 槍位：槍位低時，高壓氧氣流股沖擊熔池，熔池攪拌劇烈，渣中金屬液滴增多，形成渣 、金乳濁液，脫碳速度加快，消耗渣中（ FeO）降低。 （ 1）爐渣中 (FeO)的變化規(guī)律 爐渣中（ FeO）的變化取決于它的來源和消耗兩方面。 吹煉前期，由于溫度和堿度較低，（ FeO）較高，渣的流動性差，因此脫硫能力較低，脫硫速度很慢； 吹煉中期，熔池溫度逐漸升高，（ FeO）比前期有所降低，堿度因大量石灰熔化而增大，熔池乳化比較好，是脫硫的最好時期； 吹煉后期，熔池溫度已升至出鋼溫度，（ FeO）回升，比中期高，堿度高熔池攪拌不如中期，因 此，脫硫速度低于或稍低于中期。 （ 5）硫的變化規(guī)律 硫的變化規(guī)律也主要表現(xiàn)在吹煉過程中的脫硫速度，脫硫速度變化規(guī)律的主要影響因素與脫磷的類似。 中期不利于脫磷的因素是（ ∑FeO）較低，因此，如何控制渣中 (∑FeO)達 10%20%，避免爐渣 “返干 ”是中期脫磷的關鍵。脫磷速度的變化規(guī)律，主要受熔池溫度，熔池中金屬 [P]含量，熔渣中 (∑FeO)，熔渣堿度，熔池的攪拌強度或脫碳速率的影響。 吹煉后期，熔池溫度很高，超過 1600℃ ， [C]含量較低， (∑FeO)增加，熔池攪 拌不如中期，碳氧化速度比中期低。 吹煉前期：熔池平均溫度低于 14001500℃ ， [Si]、 [Mn]含量高且與 [O]親和力均大于 [C][O]的親和力， (∑FeO)較高，但化渣、脫碳消耗的 (FeO)較少，熔池攪拌、碳的氧化速度不如中期高。 （ 3）碳的氧化規(guī)律 影響碳氧化速度的變化規(guī)律的主要因素有：熔池溫度、熔池金屬成分、熔渣中 (∑FeO)和爐內攪拌強度。 影 響殘錳的因素： ◆ 爐溫高有利于（ MnO）的還原，殘錳量高； ◆ 堿度升高，可提高自由 (MnO)濃度，殘錳量增加； ◆ 降低熔渣中（ FeO）含量，可提高殘錳含量 。SiO2） +（ MnO） （ MnO）呈自由狀態(tài)，吹煉后期爐溫升高后，（ MnO）被還原，即 （ MnO） +[C]=[Mn]+[CO]或（ MnO） +[Fe]=（ FeO） +[Mn] 吹煉終了時，鋼中的錳含量也稱余錳或殘錳。但隨著吹煉的進行和渣中 CaO含量的增加，會發(fā)生 （ MnOSiO2 余錳或殘錳： 錳的氧化產(chǎn)物是堿性氧化物，在吹煉前期形成 (MnO （ 2）錳的氧化規(guī)律 在吹煉初期， [Mn]也迅速氧化，但不如 [Si]氧化的快。SiO2，[C]也不能還原（ SiO2）。SiO2 轉變?yōu)?CaO [Si]+O2=(SiO2) (氧氣直接氧化 ) [Si]+2[O]= (SiO2) (熔池內反應 ) [Si]+(FeO)=(SiO2)+2[Fe] (界面反應 ) 2(FeO)+(SiO2)=( 2FeO ◆ 當鋼水流出總量的四分之一時，向鋼包中的脫氧合金化劑，進行脫氧，合金化，由此一爐鋼冶煉完畢。 ◆ 開吹時氧槍槍位采用高槍位，目前是為了早化渣，多去磷，保護爐襯； ◆ 在吹煉過程中適當降低槍位的保證爐渣不 “返干