转炉炼钢工艺供氧制度(3).doc

转炉炼钢工艺：供氧制度（3） 发表日期：2007-4-28阅读次数：6409 确定氧枪枪位应考虑哪些因素，枪高在多少合适? 调整氧枪枪位可以调节氧射流与熔池的相互作用，从而控制吹炼进程。因此氧枪枪位是供氧制度的一个重要参数。确定合适的枪位主要考虑两个因素：一是要有一定的冲击面积；二是在保证炉底不被损坏的条件下，有一定的冲击深度。枪位过高射流的冲击面积大，但冲击深度减小，熔池搅拌减弱，渣中TFe含量增加，吹炼时间延长。枪位过低，冲击面积小，冲击深度加大，渣中TFe含量减少，不利化渣，易损坏炉底。因此应确定合适的枪位。 氧枪枪位是以喷头端面与平静熔池面的距离来表示。氧枪枪位(H/)与喷头喉口直径(d喉/)的经验关系式为： 多孔喷头H=(3550)d喉 根据生产中的实际吹炼效果再加以调整。通常冲击深度L与熔池深度Lo之比为：L/Lo=0.70左右。若冲击深度过浅，脱碳速度和氧气利用率降低；若冲击深度过深，易损坏炉底，造成严重喷溅。10 氧枪枪位对熔池搅动、渣中TFe含量、熔池温度有什么影响? A 枪位与熔池搅拌的关系 采用硬吹时，因枪位低，氧流对熔池的冲击力大，冲击深度深，气-熔渣-金属液乳化充分，炉内的化学反应速度快，特别是脱碳速度加快，大量的CO气泡排出熔池得到充分的搅动，同时降低了熔渣的TFe含量，长时间的硬吹易造成熔渣“返干”。枪位越低，熔池内部搅动越充分。 软吹时，因枪位高，氧流对熔池的冲击力减小，冲击深度变浅，反射流股的数量增多，冲击面积加大，加强了对熔池液面的搅动；而熔池内部搅动减弱。脱碳速度降低，因而熔渣中的TFe含量有所增加，也容易引起喷溅，延长吹炼时间。 如果枪位过高或者氧压很低，吹炼时，氧流的动能低到根本不能吹开熔池液面，只是从表面掠过，这种操作叫“吊吹”。吊吹会使渣中(TFe)积聚，易产生爆发性喷溅，应该禁止“吊吹”。 合理调整枪位，可以调节熔池液面和内部的搅拌作用。如果短时间内高、低枪位交替操作，还有利于消除炉液面上可能出现的“死角”，消除渣料成坨，加快成渣。 B 枪位与渣中TFe含量的关系 枪位不仅影响着(FeO)的生成速度，同时也关系着(FeO)的消耗速度。当枪位低到一定的程度，或长时间使用某一低枪位吹爝时，熔池内脱碳速度快，FeO的消耗数量也多，因此熔渣中TFe能含量会减少，导致熔渣返干，进而引起金属喷溅。高枪位吹炼时，由于氧流对熔池搅拌作用减弱，熔池内的化学反应速度减慢，熔渣中FeO聚积，起到提高(TFe)含量的作用；但长时间高枪位吹炼也会引起喷溅。 在吹炼的不同时期，应根据吹炼的任务，通过枪位的改变控制渣中TFe含量。如吹炼初期要求稍高枪位操作，渣中TFe含量高些可及早形成初期渣脱除磷、硫；吹炼中期，适当降低枪位控制合适(TFe)含量以防喷溅；吹炼后期最好降低枪位以降低渣中TFe含量，提高钢水收得率。 C 枪位与熔池温度的关系 枪位对熔池温度的影响是通过炉内化学反应速度来体现的，采用低枪位操作，气-熔渣-金属液乳化充分，接触密切，化学反应速度快，熔池搅拌力强，升温速度快，吹炼时间短，热损失部分相对减少，炉温较高。 采用高枪位操作，熔池搅拌力弱，反应速度减慢，因而熔池升温速度也缓慢：吹炼时间延长，热损失部分相对增多，温度偏低。11 如何确定开始吹炼枪位? 开吹枪位一般应比过程枪位高些，其确定原则是早化渣，多去磷、保护炉衬。因此，开吹前必须了解铁水温度和成分，测量液面高度，了解总管氧压以及所炼钢种的成分和温度要求。确定合适的开吹枪位应考虑以下情况： (1)铁水成分。若硅含量高、渣量大，则易喷溅，枪位不要过高。铁水锰含量高，枪位可以低些；铁水P、S含量高时，应尽快成渣去P,S，枪位应适当高些；废钢中生铁块多导热性差，不易熔化，应降低枪位。 (2)铁水温度。遇到铁水温度偏低时，可先开氧吹炼后加头批料，即“低枪点火”；铁水温度高时，碳氧反应会提前到来，渣中TFe含量降低，枪位可以稍高些，以利于成渣。 (3)装入量。超装量多熔池液面高，应提高枪位。 (4)炉龄。开新炉，炉温低，应适当降低枪位；炉役前期液面高，可适当提高枪位；炉役后期熔池液面降低面积增大，可在短时间内采用高、低枪位交替操作以加强熔池搅拌，利于成渣。 (5)化渣情况及渣料。炉渣不好化或石灰量多，又加了调渣剂，枪位应稍高些，有利于石灰和调渣剂的渣化。使用活性石灰成渣较快，整个过程的枪位都可以稍低些。 铁矿石、氧化铁皮和萤石的用量多时，熔渣容易形成，同时流动性较好，枪位可以适当低些。12 如何控制过程枪位? 过程枪位的控制原则是：熔渣不“返干”、不喷溅、快速脱碳与脱硫、熔池均匀升温。在碳的激烈氧化期间，尤其要控制好枪位。枪位过低，会产生炉渣“返干”，造成严重的金属喷溅，有时甚至喷头粘钢而被损坏。枪位过高，渣中TFe含量较高，又加上脱碳速度快，同样会引起大喷或连续喷溅。13 如何控制后期枪位，终点前为什么要降枪? 在吹炼后期，枪位操作要保证出钢温度、碳、磷、硫含量达到目标控制要求。有的操作分为两段，即提枪段和降枪段。这主要是根据过程化渣情况、所炼钢种、铁水磷含量高低等具体情况而定。 若过程熔渣黏稠，需要提枪改善熔渣流动性。但枪位不宜过高，时间不宜过长，否则会产生大喷。在吹炼中、高碳钢种时，可以适当地提高枪位，保持渣中有足够TFe含量，以利于脱磷；如果吹炼过程中熔渣流动性良好，可不必提枪，避免渣中TFe过高，不利于吹炼。 在吹炼末期降枪，主要目的是使熔池钢水成分和温度均匀，加强熔池搅拌，稳定火焰，便于判断终点。同时可以降低渣中TFe含量，减少铁损，提高钢水收得率，达到溅渣的要求。14 什么是恒流量变枪位操作，它有几种操作模式? 恒流量变枪位操作，是在一炉钢的吹炼过程中，供氧流量保持不变，通过调节枪位来改变氧流与熔池的相互作用来控制吹炼。我国大多数厂家是采用分阶段恒流量变枪位操作。 由于转炉吨位、喷头结构、原材料条件及所炼钢种等情况不同，氧枪操作也不完全一样。目前有如下两种氧枪操作模式。 (1)高-低-高-低的枪位模式。如图4-5所示，开吹枪位较高，及早形成初期渣，二批料加入后适时降枪，吹炼中期熔渣返干时可提枪或加入适量助熔剂调整熔渣流动性，以缩短吹炼时间，终点拉碳出钢。 (2)高-低-低的枪位模式。如图4-6所示，开吹枪位较高，尽快形成初期渣；吹炼过程枪位逐渐降低，吹炼中期加入适量助熔剂调整熔渣流动性，终点拉碳出钢。 15 什么是变枪位变流量操作? 变枪位变流量操作是在一炉钢的吹炼过程中，通过调节供氧流量和枪位来改变氧流与熔池的相互作用，控制吹炼过程。常用的模式是：供氧流量前期大，中期小，后期大；枪位前期高，中后期低些。16 氧枪喷头损坏的原因和停用标准是什么，如何提高喷头寿命? 喷头损坏的原因有： (1)高温钢渣的冲刷和急冷急热作用。喷头的工作环境极其恶劣，氧流喷出后形成的反应区温度高达约2500，喷头受高温和不断飞溅的熔渣与钢液的冲刷和浸泡，逐渐地熔损变薄；由于温度频繁地急冷急热，喷头端部产生龟裂，随着使用时间的延续龟裂逐步扩展，直至端部渗水乃至漏水报废。 (2)冷却不良。研究证明，喷头表面晶粒受热长大，损坏后喷头中心部位的晶粒与新喷头相比长大510倍；由于晶粒的长大引起喷孔变形，氧射流性能变坏。 (3)喷头端面粘钢。由于枪位控制不当，或喷头性能不佳而粘钢，导致端面冷却条件变差，寿命降低。多孔喷头射流的中间部位形成负压区，泡沫渣及夹带的金属液滴熔渣被不断地吸入，当高温并具有氧化性的金属液滴击中和粘附在喷头端面的一瞬间，铜呈熔融状态，钢与铜形成Fe-Cu固溶体牢牢地粘结在一起，影响了喷头的导热性(钢的导热性只有铜的1/8)，若再次发生炽热金属液滴粘结，会发生Fe-O反应，放出的热量使铜熔化，喷头损坏。 (4)喷头质量不佳。制作喷头用的铜，其纯度、密度、导热性能、焊接性能等比较差，造成喷头寿命低。经金相检验铜的夹杂物为CuO，并沿着晶界呈串状分布，有夹杂物的晶界为薄弱部位，钢滴可能从此侵入喷头的端面导致喷头被损坏。 喷头不能保持设计的射流特性，就应及时更换。氧枪喷头停用的标准如下： (1)喷孔出口变形大于等于3mm，应更换。 (2)喷孔蚀损变形，冶炼指标恶化，应及时更换。 (3)喷头、氧枪出现渗水或漏水，要更换。 (4)喷头或枪身涮进大于等于4mm时，应更换。 (5)喷头或枪身粘钢变粗达到一定直径，应立即更换。 (6)喷头被撞坏、枪身弯曲大于40mm时，应更换。 提高喷头寿命的途径有： (1)喷头设计合理，保证氧气射流的良好性能： (2)采用高纯度无氧铜锻压组合工艺或铸造工艺制作喷头，确保质量。 (3)最好用锻压组合式喷头(见图4-4)代替铸造喷头，提高其冷却效果和使用性能，延长喷头使用寿命。 (4)采用合理的供氧制度，在设计氧压条件下工作，严防总