转炉炉渣喷溅的机理及预防措施.ppt

转炉炉渣喷溅的机理及预防措施颜根发黄志勇徐广治蔡文藻袁庭伟夏晶晶（马鞍山中冶高新技术公司）左都伟汤伟王军周志勇（湘钢集团公司炼钢厂）,1,摘要：转炉炉渣喷溅会带来种种危害，严重威胁炼钢安全，恶化多项技术经济指标。本文探讨了转炉炉渣喷溅的机理,分析了易发生炉渣喷溅的几种情况，在上述研究的基础上,提出了防止炉渣喷溅的种种措施。,2,1.转炉发生炉渣喷溅的机理,炉渣喷溅的要素，除了熔池异常晃动以外，主要有：()转炉内产生了大量气体，()炉渣泡沫化。1.冶炼前中期，低温炉渣喷溅的机理冶炼前中期低温炉渣喷溅，主要发生在吹炼的分钟左右，也即是下面的图与图中状态的情况下发生,为什么呢？,3,1.1.1炉渣泡沫性在状态时达最大值,在1500左右，当R1.27就会析出C2S,使炉渣表观粘度增加。导致炉渣中的气体被较长时间阻滞在渣层之中，炉渣泡沫性增大。但碱度过高会使炉渣进入熔点比CS低的C3S（2070）占优势的区域，反而使炉渣粘度下降，使泡沫性减小。而转炉开吹分时，炉渣碱度提高到1.7左右，所以炉渣的泡沫性达到了最大值。,图1：炉渣碱度和炉渣易起泡程度的关系,4,1.1.2CO气体产生量在状态时达最大值,从吹炼一开始就发生的碳氧反应，随着冶炼进行，产生的气体量越来越多。在状态的情况下，进入了碳氧反应第一个临界点，也达到了最大值（见图2）。综上所述，在吹炼46分钟时，炉渣的泡沫性最大，与此同时碳氧反应也达到最大值，所以低温炉渣喷溅易在此时发生。,图2：吹炼时间和产生气体量的关系,5,1.2冶炼中后期高温炉渣喷溅的机理,冶炼中后期高温炉渣喷溅，主要发生在吹炼的1114分钟左右。高温炉渣喷溅最主要的原因是在较高温度下，因种种不当操作，导致炉渣（FeO）集聚，（FeO）含量高于发生喷溅的临界值以后，随时都会发生高温炉渣喷溅（见图3）。,图3：喷溅临界（FeO）含量与C关系,6,2.易发生转炉炉渣喷溅的几种情况与分析2.1炉容比过小的转炉，易发生炉渣喷溅,一般认为，在供氧强度为3.04.0（Nm3/tmin）的情况下，中小型转炉（100t）的炉容比应为0.800.904，当炉容比V/T0.80的都易发生炉渣喷溅(见表1)。,表1：中小型转炉合理炉容比,7,2.2铁水Si高，易在冶炼前中期发生低温炉渣喷溅,2.2.1随铁水Si提高，渣量大大增加表1：铁水Si提高相应增加的渣量2.2.2随铁水Si提高(SiO2)增加液态炉渣表面张力下降。(SiO2)是一种表面活性物质，液态炉渣表面张力，随表面活性物质(SiO2)的增加而降低(见图4)。,图4:CaO-SiO2-FeO渣系的表面张力,Kowai._Kazakevitch初期炉渣成分区,8,2.2.3随铁水Si提高,(SiO2)增加液态炉渣粘度0上升,硅氧络离子SiO44-的尺寸比较大，移动时需要的粘流活化能(E)也较大。因此液态炉渣粘度随(SiO2)增加而增大(见图5)。综上所述：铁水Si提高将使炉渣渣量增加；随(SiO2)增加，液态炉渣的粘度0提高和表面张力降低，使炉渣起泡性大大提高。这三重因素使炉渣泡沫化程度提高，易导致低温炉渣喷溅发生。,图5CaO-SiO2-FeO渣系的黏度曲线（Pas，1673K）,初期炉渣成分分区,9,2.3炉渣（FeO）过高，易发生炉渣喷溅,2.3.1冶炼前中期，当（FeO）20%以后，易发生低温炉渣喷溅。2.3.2冶炼中后期，当（FeO）(FeO)临界值以后易发生高温炉渣喷溅根据某钢厂内部资料，(%FeO)临界=13.9（2.8/%C）综上所述可见，当冶炼过程中往往因采用了某种不当操作，会使炉渣（FeO）聚集，易导致炉渣喷溅发生。,10,3.转炉炉渣喷溅的防止措施,3.1避免转炉超装,确保炉容比Vw/T0.80。3.2一旦发现“喷溅”前兆,采取相应压喷措施3.2.1采用专门的“压喷剂”或石灰石、生白云石、轻烧白云石，进行压喷操作：宝钢、马钢采用专门“压喷剂”的实践表明，使用量12kg/t钢，压渣成功率90%以上。我国北方某钢厂，采用后一种炉料进行压喷操作，喷溅率相对下降70%。3.2.2采用调节氧枪枪位进行压喷操作在冶炼前中期在熔池温度偏低的情况下，若发现喷溅预兆时，一般适当降枪进行压喷操作；在冶炼中后期熔池温度偏高情况下，若发现喷溅预兆时，可适情提枪压喷。3.2.3提高底部供气强度，防止喷溅发生预测炉渣可能喷溅，可立即提高底部氮氩的供气强度30%左右，可防止喷溅的发生。,11,3.3控制好铁水的Si含量,铁水Si应0.50%，若铁水Si高，应减少直至取消含硅高的渣料加入炉内。3.4控制好炉渣（FeO）含量防止炉渣（FeO）含量过高的措施是已众所周知，不再赘述。3.5降低CO气体的作用力适当减少氧气流量，降低供氧强度，减少CO气体产生量；增加氧枪喷头孔的数目，使碳氧反应产生的CO气体作用力分散。3.6采用炉渣喷溅预报技术炉渣喷溅预报技术，有“声纳法”、“微波法”、“光学纤维成像法”和“喷枪振动法”等。其中马钢与上海工业大学（现上海大学）合作的“转炉声纳微机监测指导造渣技术系统”，在1988年通过了冶金部的技术鉴定，国内采用此法相对较多。,12,4.结论,4.1转炉炉渣喷溅，除了熔池异常晃动外，主要机理是炉渣泡沫化与转炉内碳氧反应产生的大量气体。4.2转炉炉渣喷溅，主要发生在两个时期：第一个时期是供氧时间46分钟左右，主要特征是炉温偏低；第二个时期是供氧时间1114分钟左右，主要特征是炉温偏高。因此，要防止前中期炉温过低；要防止中后期炉温过高。4.3中、小型转炉，往往为了提高产量，对转炉进行“扩容”与“超装”，当炉容比VW/T0.80时，易发生炉渣喷溅。应尽量避免和纠正VW/T0.80的情况。4.4铁水Si高，易发生炉渣喷溅，要求Si0.50%。若Si较高，应减少直至取消含硅高的炉料。,13,4.5冶炼前中期，（FeO）20%时，易发生低温炉渣喷溅；冶炼中后期，（%FeO）13.9（2.8/%C）时，易发生高温炉渣喷溅。冶炼过程应认真控制（FeO）含量。4.6降低或分散CO气体的作用力，能减少炉渣喷溅的发生。措施一可酌情降低供氧强度；措施二可增加氧枪喷孔数目，使CO气体的作用力分散。4.7