轉(zhuǎn)爐煉鋼噴濺的原因分析和預(yù)防

【摘 要】轉(zhuǎn)爐冶煉過(guò)程的噴濺，主要由于爐渣中FeO的含量過(guò)高，劇烈的c-o反應(yīng)在瞬間產(chǎn)生具有巨大能量的co氣體而造成的。在冶煉操作中，通過(guò)對(duì)氧槍槍位和氧壓的合理調(diào)整，制定科學(xué)的造渣制度，通過(guò)冷卻劑和爐料添加來(lái)調(diào)節(jié)過(guò)程溫度，做到使碳氧反應(yīng)均衡進(jìn)行控制爐渣中Feo的含量，可以有效的控制噴濺。

【關(guān)鍵詞】轉(zhuǎn)爐噴濺分析和預(yù)防

通常把隨爐氣攜走，從爐口溢出或噴出爐渣與金屬的現(xiàn)象稱(chēng)為噴濺。在煉鋼過(guò)程中氧槍槍位是一個(gè)重要參數(shù)，關(guān)系到脫碳、造渣、升溫以及噴濺的發(fā)生。在轉(zhuǎn)爐煉鋼整個(gè)爐役中，隨著爐次增加，每隔一定爐次對(duì)熔鋼液面進(jìn)行測(cè)定，根據(jù)裝入制度及測(cè)定結(jié)果確定氧槍高度。在具體每爐中，按照吹煉的初期、中期和末期設(shè)定若干不同高度不同階段，渣的泡沫程度及粘度也不同，而且前期的固定氧槍高度吹煉不能及時(shí)適應(yīng)這些情況，從而使?fàn)t內(nèi)的反應(yīng)不能平穩(wěn)地進(jìn)行。針對(duì)固定槍位所存在的問(wèn)題采用根據(jù)具體情況進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)槍位的方法。

一、供氧對(duì)噴濺的影響

（1）噴頭結(jié)構(gòu)：采用多孔氧槍噴頭的設(shè)計(jì)，便于分散氧氣流股增加熔池接觸面積，使氧氣逸出更均勻吹煉過(guò)程更平穩(wěn)。可提高供氧強(qiáng)度和冶煉強(qiáng)度，增大沖擊面積利成渣，操作平穩(wěn)，不易噴濺。（2）供氧強(qiáng)度：過(guò)大易造成嚴(yán)重的噴濺；過(guò)小則將延長(zhǎng)吹煉時(shí)間。通常在不產(chǎn)生噴濺的情況下，盡可能采用較大的供氧強(qiáng)度。（3）槍位控制：原則是爐渣不返干、不噴濺、快速脫碳和熔池均勻升溫。槍位過(guò)低會(huì)產(chǎn)生爐渣返干，造成金屬?lài)姙R；槍位過(guò)高渣中T.Fe含量較高，又加上脫碳速度快會(huì)引起大噴或連續(xù)噴濺。

二、噴濺產(chǎn)生原因

主要是爆發(fā)性噴濺、泡沫性噴濺和金屬?lài)姙R。

（1）爆發(fā)性噴濺產(chǎn)生的原因 熔池內(nèi)碳氧反應(yīng)不均衡發(fā)展，瞬時(shí)產(chǎn)生大量的CO氣體，這是爆發(fā)性噴濺的根本原因。碳氧反應(yīng)：[C]+（FeO）={CO}+[Fe]是吸熱反應(yīng)，反應(yīng)速度受熔池碳含量、渣中（TFe）含量和溫度的影響。由于操作上的原因，熔池驟然受到冷卻，抑制碳氧反應(yīng)；氧氣生成了大量（FeO）并聚積；當(dāng)熔池溫度再度升高，（FeO）聚積到20%以上時(shí)，碳氧反應(yīng)重新以更猛烈的速度進(jìn)行，瞬間排出大量CO氣體從爐口排出，挾帶著一定量的鋼水和熔渣，形成了較大噴濺。在熔渣氧化性過(guò)高，熔池溫度突然冷卻后又升高的情況下，就有可能發(fā)生爆發(fā)性噴濺。

（2）泡沫性噴濺產(chǎn)生的原因 鐵水Si、P含量較高時(shí)，渣中SiO2、P2O5含量也高渣量大，再加上熔渣中TFe含量較高，表面張力降低，阻礙著CO氣體通暢排出，因而渣層膨脹，嚴(yán)重時(shí)能夠上漲到爐口，形成噴濺。（3）金屬?lài)姙R產(chǎn)生的原因 當(dāng)渣中TFe含量過(guò)低，熔渣粘稠，熔池被氧流吹開(kāi)后熔渣不能及時(shí)返回覆蓋液面，CO氣體的排出帶著金屬液滴飛出爐口，形成金屬?lài)姙R。原因與爆發(fā)性噴濺正好相反。

三、噴濺的危害

a、噴濺造成金屬損失在0.5%～5%，避免噴濺就等于增加鋼產(chǎn)量。

b、噴濺冒煙污染環(huán)境。

c、噴濺的噴出物堆積，清除困難，嚴(yán)重噴濺還會(huì)引發(fā)事故，危及人身及設(shè)備安全。

d、爐內(nèi)鋼水的密度約7.0t/m3，熔渣的密度約為3.2t/m3，如果沒(méi)有足夠的力量，金屬和熔渣是不會(huì)從爐口噴出的。碳氧的不均衡反應(yīng)，瞬間產(chǎn)生的大量CO氣體將金屬和熔渣托出爐外。

四、預(yù)防措施

（一）正確的槍位控制

在某種程度上氧槍操作主要是通過(guò)槍位的變化來(lái)調(diào)節(jié)和控制爐渣中有合適的（FeO）含量，以滿(mǎn)足吹煉過(guò)程各期的需要。如果（FeO）控制不當(dāng)，會(huì)給吹煉帶來(lái)困難，如化渣太晚，易“返干”；或化渣太早，易噴濺，因此控制噴濺的關(guān)鍵就是要控制吹煉槍位。

1.吹煉前期槍位的調(diào)節(jié)和控制

開(kāi)吹前了解以下情況：鐵水成分，主要是硅、硫、磷的含量、鐵水溫度、裝入量、上一班或上一爐操作情況，液面和爐底等做到心中有數(shù)。前期調(diào)節(jié)和控制的原則是早化渣、化好渣。吹煉前期的特點(diǎn)是硅、錳迅速氧化。采用較高的槍位，如果槍位過(guò)低，不僅因渣中（FeO）低會(huì)在石灰表面形成高熔點(diǎn)而且致密的2CaO·SiO2，阻礙石灰的熔化，還會(huì)由于爐渣未能很好地覆蓋熔池表面而產(chǎn)生噴濺，當(dāng)然，槍位也不宜長(zhǎng)時(shí)間過(guò)高。正確地控制前期溫度，如果前期溫度低，爐渣中積累起大量的氧化鐵隨后在元素氧化，熔池被加熱時(shí)，引起碳的激烈氧化，容易造成爆發(fā)性噴濺。在爐溫很高時(shí)，可以在提槍時(shí)適當(dāng)加一些石灰，稠化熔渣，有時(shí)對(duì)抑制噴濺也有些作用，加入量不宜過(guò)多適當(dāng)降槍?zhuān)悦庠诠桢i氧化結(jié)束和熔池溫度升高后強(qiáng)烈脫碳時(shí)發(fā)生嚴(yán)重噴濺。

2.吹煉中期的槍位控制

吹煉中期的特點(diǎn)是強(qiáng)烈脫碳，吹人的氧氣用于碳的氧化，渣中的氧化鐵也大量被消耗，渣中∑（FeO）的降低將使?fàn)t渣的熔點(diǎn)上升，流動(dòng)性下降，出現(xiàn)“返干”，影響硫、磷的去除甚至于發(fā)生回磷現(xiàn)象，噴濺也嚴(yán)重，為了防止中期爐渣返干，應(yīng)該適當(dāng)提槍?zhuān)乖杏羞m當(dāng)?shù)摹疲‵eO）。

3.吹煉后期的槍位控制

后期進(jìn)一步調(diào)整好爐渣的氧化性和流動(dòng)性，繼續(xù)去除硫、磷。穩(wěn)定火焰，便于準(zhǔn)確地控制終點(diǎn)，壓槍速度要緩慢，切忌過(guò)快，否則會(huì)引起噴濺，后期注意加強(qiáng)熔池?cái)嚢枰约铀俸笃诿撎?，均勻熔池的溫度和成分以及降低終渣的∑（FeO）含量。

合理的爐型控制

保持合理的爐型是在現(xiàn)有技術(shù)和設(shè)備條件下控制噴濺最有效的方法，應(yīng)有適當(dāng)?shù)臓t底高度和液面，發(fā)現(xiàn)爐底上漲較高要及時(shí)采取措施進(jìn)行處理，處理爐底操作應(yīng)采取勤、輕處理原則。

1.可以采用留渣后，用頂槍進(jìn)行適當(dāng)吹掃；2.減少濺渣頻率，縮短濺渣時(shí)間；3.連續(xù)冶煉 3—4爐低碳鋼出鋼；4.適當(dāng)降低爐渣堿度和氧化鎂含量；5.做好熱平衡；6.在爐渣嚴(yán)重泡沫化時(shí)，短時(shí)間提高槍位，使氧槍超過(guò)泡沫的熔池面，用氧氣射流的沖擊破壞泡沫，減少?lài)姙R；7 .提高準(zhǔn)裝入率，穩(wěn)定原材料質(zhì)量，提高操作水平也是控制噴濺的有效手段；特別是對(duì)于中小型轉(zhuǎn)爐。

五、結(jié)論

由于噴濺物噴出，影響脫除P、S，熱量損失增大，還會(huì)引起鋼水量變化，影響冶煉控制的穩(wěn)定性。防止和減少?lài)姙R是轉(zhuǎn)爐吹煉的重要課題之一。