煉鋼理論【整理】

1、1  轉(zhuǎn)爐煉鋼的原材料1-1  轉(zhuǎn)爐煉鋼用原材料有哪些，為什么要用精料?    煉鋼用原材料分為主原料、輔原料和各種鐵合金。氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼用主原料為鐵水和廢鋼(生鐵塊)。煉鋼用輔原料通常指造渣劑(石灰、螢石、白云石、合成造渣劑)、冷卻劑(鐵礦石、氧化鐵皮、燒結(jié)礦、球團(tuán)礦)、增碳劑以及氧氣、氮?dú)?、氬氣等。煉鋼常用鐵合金有錳鐵、硅鐵、硅錳合金、硅鈣合金、金屬鋁等。    原材料是煉鋼的物質(zhì)基礎(chǔ)，原材料質(zhì)量的好壞對煉鋼工藝和鋼的質(zhì)量有直接影響。國內(nèi)外大量生產(chǎn)實(shí)踐證明，采用精料以及

2、原料標(biāo)準(zhǔn)化，是實(shí)現(xiàn)冶煉過程自動化、改善各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、提高經(jīng)濟(jì)效益的重要途徑。根據(jù)所煉鋼種、操作工藝及裝備水平合理地選用和搭配原材料可達(dá)到低費(fèi)用投入，高質(zhì)量產(chǎn)出的目的。    轉(zhuǎn)爐入爐原料結(jié)構(gòu)是煉鋼工藝制度的基礎(chǔ)，主要包括三方面內(nèi)容：一是鋼鐵料結(jié)構(gòu)，即鐵水和廢鋼及廢鋼種類的合理配比；二是造渣料結(jié)構(gòu)，即石灰、白云石、螢石、鐵礦石等的配比制度；三是充分發(fā)揮各種煉鋼原料的功能使用效果，即鋼鐵料和造渣料的科學(xué)利用。爐料結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整，代表了煉鋼生產(chǎn)經(jīng)營方向，是最大程度穩(wěn)定工序質(zhì)量，降低各種物料消耗，增加生產(chǎn)能力的基本保證。1-2  轉(zhuǎn)爐煉鋼

3、對鐵水成分和溫度有什么要求?    鐵水是煉鋼的主要原材料，一般占裝入量的70100。鐵水的化學(xué)熱與物理熱是氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼的主要熱源。因此，對入爐鐵水化學(xué)成分和溫度必須有一定的要求。A鐵水的化學(xué)成分氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼要求鐵水中各元素的含量適當(dāng)并穩(wěn)定，這樣才能保證轉(zhuǎn)爐冶煉操作穩(wěn)定并獲得良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。(1)硅(Si)。硅是轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中發(fā)熱元素之一。硅含量高，會增加轉(zhuǎn)爐熱源，能提高廢鋼比。有關(guān)資料表明，鐵水中WSi每增加0.1，廢鋼比可提高約1.3。鐵水硅含量高，渣量增加，有利于去除磷、硫。但是硅含量過高將會使渣料和消耗增加，易引起噴濺，金屬的收得率降

4、低。Si含量高使渣中SiO2含量過高，也會加劇對爐襯的沖蝕，并影響石灰渣化速度，延長吹煉時(shí)間。通常鐵水Si=0.300.60為宜。大中型轉(zhuǎn)爐用鐵水硅含量可以偏下限，而對于熱量不富余的小型轉(zhuǎn)爐用鐵水硅含量可偏上限。轉(zhuǎn)爐吹煉高硅鐵水可采用雙渣操作。(2)錳(Mn)。鐵水錳含量高對冶煉有利，在吹煉初期形成MnO，能加速石灰的溶解，促進(jìn)初期渣及早形成，改善熔渣流動性，利于脫硫和提高爐襯壽命。鐵水錳含量高.終點(diǎn)鋼中余錳高，可以減少錳鐵加入量，利于提高鋼水純凈度等。轉(zhuǎn)爐用鐵水對Mn/Si比值的要求為0.81.0，目前使用較多的為低錳鐵水，Mn=0.200.80o、   

5、60;(3)磷(P)。磷是高發(fā)熱元素，對大多數(shù)鋼種是要去除的有害元素。因此，要求鐵水磷含量越低越好，一般要求鐵水p0.20哼鐵水中磷含量越低，轉(zhuǎn)爐工藝操作越簡化，并有利于提高各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。鐵水磷含量高時(shí)，可采用雙渣或雙渣留渣操作，現(xiàn)代煉鋼采用爐外鐵水脫磷處理，或轉(zhuǎn)爐內(nèi)預(yù)脫磷工藝，以滿足低磷純凈鋼的生產(chǎn)需要。(4)硫(S)。除了含硫易切削鋼以外，絕大多數(shù)鋼種硫也是要去除的有害元素。氧氣轉(zhuǎn)爐單渣操作的脫硫效率只有3040。我國煉鋼技術(shù)規(guī)范要求入爐鐵水S0.05。冶煉優(yōu)質(zhì)低硫鋼的鐵水硫含量則要求更低，純凈鋼甚至要求鐵水S0.005。因此，必須進(jìn)行鐵水預(yù)處理降低入爐鐵水硫含量。(5)碳(C)。鐵水

6、中C=3.54.5，碳是轉(zhuǎn)爐煉鋼的主要反熱元素。B鐵水的溫度鐵水溫度的高低是帶入轉(zhuǎn)爐物理熱多少的標(biāo)志，鐵水物理熱約占爐熱收入的50%。鐵水溫度高有利于穩(wěn)定操作和轉(zhuǎn)爐的自動控制。鐵水的溫度過低，影響元素氧化過程和熔池的溫升速度，不利于成渣和去除雜質(zhì)，容易發(fā)生噴濺。因此，我國煉鋼規(guī)定入爐鐵水溫度應(yīng)大子1250，并且要相對穩(wěn)定。通常，高爐的出鐵溫度在13501450，由于鐵水在運(yùn)輸待裝過程中散失熱量，所以最好采用混鐵車或混鐵爐的方式供應(yīng)鐵水，在運(yùn)輸過程應(yīng)加覆蓋劑保溫，以減少鐵水降溫。1-3 對鐵水帶渣量有什么要求，為什么?鐵水帶來的高爐渣中SiO2、S等含量較高，若隨鐵水進(jìn)入轉(zhuǎn)爐會導(dǎo)致石灰消耗量增多

7、，渣量增大，容易造成噴濺，增加金屬消耗，影響磷、硫的去除，并損壞爐襯等。因此，要求入爐鐵水帶渣量比不超過0.50。鐵水帶渣量大時(shí)，在鐵水兌入轉(zhuǎn)爐之前應(yīng)盡進(jìn)行扒渣。1-8  轉(zhuǎn)爐煉鋼對石灰有什么要求？石灰是煉鋼主要造渣材料，具有脫P(yáng)，脫S能力，用量也最多。其質(zhì)量好壞對吹煉工藝，產(chǎn)品質(zhì)量和爐襯壽命等有著重要影響。因此，要求石灰CaO含量要高，SiO2含量和S含量要低，石灰的生過燒率要低，活性度要高，并且要有適當(dāng)?shù)膲K度，此外，石灰還應(yīng)保證清潔、干燥和新鮮。SiO2會降低石灰中有效CaO含量，降低CaO的有效脫硫能力。石灰中雜質(zhì)越多越降低它的使用效率，增加渣量，惡化轉(zhuǎn)爐技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

8、。石灰的生燒率過高，說明石灰沒有燒透，加入熔池后必然繼續(xù)完成焙燒過程，這樣勢必吸收熔池?zé)崃?，延長成渣時(shí)間；若過燒率高，說明石灰死燒，氣孔率低，成渣速度也很慢。石灰的渣化速度是轉(zhuǎn)爐煉鋼過程成渣速度的關(guān)鍵，所以對煉鋼用石灰的活性度也要提出要求。石灰的活性度(水活性)是石灰反應(yīng)能力的標(biāo)志，也是衡量石灰質(zhì)量的重要參數(shù)。此外，石灰極易水化潮解，生成Ca(OH)2，要盡量使用新焙燒的石灰。同時(shí)對石灰的貯存時(shí)間應(yīng)加以限制，一般不得超過2天。塊度過大，熔解慢，影響成渣速度，過小的石灰顆粒易被爐氣帶走，造成浪費(fèi)。一般以塊度為550mm或530mm為宜，大于上限、小于下限的比例各不大于10。貯存和運(yùn)輸時(shí)必須防雨防

9、潮。1-9什么是活性石灰，活性石灰有哪些特點(diǎn)，使用活性石灰有什么好處?通常把在10501150溫度下，在回轉(zhuǎn)窯或新型豎窯(套筒窯)內(nèi)焙燒的石灰，即其有高反應(yīng)能力的體積密度小、氣孔率高、比表面積大、晶粒細(xì)小的優(yōu)質(zhì)石灰叫活性石灰，也稱軟燒石灰?；钚允业乃钚远却笥?10mL，體積密度小，約為1.72.0g/cm3，氣孔率高達(dá)40以上，比表面積為0.51.3 g/cm3；晶粒細(xì)小，熔解速度快，反應(yīng)能力強(qiáng)。使用活性石灰能減少石灰、螢石消耗量和轉(zhuǎn)爐渣量，有利于提高脫硫、脫磷效果，減少轉(zhuǎn)爐熱損失和對爐襯的蝕損，在石灰表面也很難形成致密的硅酸二鈣硬殼有利于加速石灰的渣化。1-10  轉(zhuǎn)

10、爐用螢石起什么作用，對螢石有什么要求?螢石是助熔劑，其主要成分是CaF2。純CaF2的熔點(diǎn)為1418，螢石中還含有SiO2和S等成分，因此熔點(diǎn)在930左右；加入爐內(nèi)后使CaO和石灰高熔點(diǎn)的2CaOSi02外殼的熔點(diǎn)降低，生成低熔點(diǎn)化合物3CaOCaF22SiO2(熔點(diǎn)為1362)，也可以與MgO生成低熔點(diǎn)化合物(1350)，從而改善爐渣的流動性。螢石助熔作用快、時(shí)間短。但過多使用螢石會形成嚴(yán)重的泡沫渣，導(dǎo)致噴濺，同時(shí)也加劇對爐襯的侵蝕，并污染環(huán)境。因此應(yīng)嚴(yán)格控制噸鋼螢石加入量。轉(zhuǎn)爐用螢石CaF285，SiO25.0，S0.10，P0.06，塊度在550，并要干燥、清潔。近年來，由于螢石供應(yīng)不足

11、，各鋼廠從環(huán)保的角度考慮，試用多種螢石代用品，均為以氧化錳或氧化鐵為主的助熔劑，如鐵錳礦石、氧化鐵皮、轉(zhuǎn)爐煙塵、鐵礬土等。1-11  轉(zhuǎn)爐用白云石或菱鎂礦的作用是什么，對白云石和菱鎂礦有什么要求?(1)白云石是調(diào)渣劑，有生白云石與輕燒白云石之分。生白云石的主要成分為CaCO3MgCO3。經(jīng)焙燒可成為輕燒白云石，其主要成分為CaO、MgO。根據(jù)濺渣護(hù)爐技術(shù)的需要，加入適量的生白云石或輕燒白云石保持渣中的MgO含量達(dá)到飽和或過飽和，以減輕初期酸性渣對爐襯的蝕損、使終渣能夠做黏，出鋼后達(dá)到濺渣的要求。對生白云石的要求是MgO>20，CaO29，SiO22.0，燒減47，塊度

12、為530mm。由于生白云石在爐內(nèi)分解吸熱，所以用輕燒白云石效果最為理想。對輕燒白云石的要求是MgO35，CaO50，SiO23.0，燒減10，塊度為540mm。(2)菱鎂礦也是調(diào)渣劑，菱鎂礦是天然礦物，主要成分是MgCO3，焙燒后用做耐火材料。對菱鎂礦的要求是MgO45，CaO <1.5，SiO21.5，燒減50，塊度為530。(3)MgO-C壓塊是吹煉終點(diǎn)碳低或冶煉低碳鋼濺渣時(shí)的調(diào)渣劑，由輕燒菱鎂礦和碳粉制成壓塊，一般MgO=5060，C=1520，塊度為1030mm。1-12  轉(zhuǎn)爐煉鋼常用哪些冷卻劑?氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼過程的熱量有富余，因而根據(jù)熱平衡計(jì)算需加入適量

13、的冷卻劑，以準(zhǔn)確地命中終點(diǎn)溫度。氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐用冷卻劑有廢鋼、生鐵塊、鐵礦石、氧化鐵皮、球團(tuán)礦、燒結(jié)礦、石灰石和生白云石等，其中主要為廢鋼、鐵礦石。上述冷卻劑的冷卻效應(yīng)從大到小排列順序?yàn)椋鸿F礦石、氧化鐵皮、球團(tuán)礦、燒結(jié)礦、石灰石和生白云石、廢鋼、生鐵塊。1-13  轉(zhuǎn)爐煉鋼對鐵礦石有什么要求?鐵礦石主要成分為Fe2O3或Fe3O4，鐵礦石的熔化和鐵被還原都吸收熱量，因而能起到調(diào)節(jié)熔池溫度的作用。但鐵礦石帶入脈石，增加渣量和石灰消耗量，同時(shí)一次加入量過多會引起噴濺和冒煙。鐵礦石還能起到氧化作用。氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐用鐵礦石化學(xué)成分以TFe56%，SiO210，S0.20，塊度為1050

14、為宜，并要求干燥、清潔。1-14  轉(zhuǎn)爐煉鋼對氧化鐵皮有什么要求?轉(zhuǎn)爐煉鋼用氧化鐵皮來自軋鋼和連鑄過程中產(chǎn)生的氧化殼層，其主要成分是氧化鐵。因此，氧化鐵皮可改善熔渣流動性，也有利于脫磷，并且可以降溫。對氧化鐵皮的要求是TFe>70，SiO2、S、P等其他雜質(zhì)含量均低于3.0。粒度應(yīng)不大于10mm，使用前烘烤干燥，去除油污。1-15  轉(zhuǎn)爐煉鋼用合成造渣劑的作用是什么?合成造渣劑是用石灰加入適量的氧化鐵皮、螢石、氧化錳或其他氧化物等溶劑，在低溫下預(yù)制成型。這種合成渣劑的熔點(diǎn)低，堿度高，成分均勻，粒度小，在高溫下易碎裂，成渣速度快，因而減輕了轉(zhuǎn)爐造渣的

15、負(fù)擔(dān)。2  轉(zhuǎn)爐煉鋼的一般原理2-1  什么是超音速氧射流，什么是馬赫數(shù)，確定馬赫數(shù)的原則是什么?    速度大于音速的氧流為超音速氧射流。超過音速的程度通常用馬赫數(shù)量度，即氧流速度與臨界條件下音速的比值，用符號Ma代表。顯然，馬赫數(shù)沒有單位。    馬赫數(shù)的大小決定噴頭氧氣出口速度，也決定氧射流對熔池的沖擊能量。馬赫數(shù)過大則噴濺大，清渣費(fèi)時(shí)，熱損失加大，增大渣料消耗及金屬損失，而且轉(zhuǎn)爐內(nèi)襯易損壞；馬赫數(shù)過低，會造成攪拌作用減弱，氧氣利用系數(shù)降低，渣中TFe含量增加，也會引起

16、噴濺。當(dāng)Ma>2.0時(shí)，隨馬赫數(shù)的增長氧氣的出口速度增加變慢，要求更高理論設(shè)計(jì)氧壓，這樣，無疑在技術(shù)上不夠合理，經(jīng)濟(jì)上也不劃算。目前國內(nèi)推薦Ma=1.92.1。2-2  氧氣射流與熔池的相互作用的規(guī)律是怎樣的?超音速氧流其動能與速度的平方成正比，具有很高的動能。當(dāng)氧流與熔池相互作用時(shí)，產(chǎn)生如下效果：(1)形成沖擊區(qū)。氧流對熔池液面有很高的沖擊能量，在金屬液面形成一個(gè)凹坑，即具有一定沖擊深度和沖擊面積的沖擊區(qū)。(2)形成三相乳化液。氧流與沖擊爐液面相互破碎并乳化，形成氣、渣、金屬三相乳化液。(3)部分氧流形成反射流股。2-3  氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐的傳氧載體

17、有哪些?氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐內(nèi)存在著直接傳氧與間接傳氧兩種途徑。直接傳氧是氧氣被鋼液直接吸收，其反應(yīng)過程是：Pe+1/2O2=FeO，F(xiàn)eO=Fe+O；間接傳氧是氧氣通過熔渣傳人金屬液中，其反應(yīng)式為(FeO)=FeO、FeO=Pe十O。氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐傳氧以間接傳氧為主。氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐的傳氧載體有以下幾種。(1)金屬液滴傳氧。氧流與金屬熔池相互作用，形成許多金屬小液滴。被氧化形成帶有富氧薄膜的金屬液滴，大部分又返回熔池成為氧的主要傳遞者；熔池中的金屬幾乎都經(jīng)歷液滴形式，有的甚至多次經(jīng)歷液滴形式，金屬液滴比表面積大，反應(yīng)速度很快。(2)乳化液傳氧。氧流與熔池相互作用，形成氣渣金屬的三相乳化液，極大地增加了接觸

18、界面，加快了傳氧過程。(3)熔渣傳氧。熔池表面的金屬液被大量氧化，而形成高氧化鐵熔渣，這樣的熔渣是傳氧的良好載體。(4)鐵礦石傳氧。鐵礦石的主要成分是Fe2O3、Fe3O4，在爐內(nèi)分解并吸收熱量，也是熔池氧的傳遞者。頂吹轉(zhuǎn)爐的傳氧主要靠金屬液滴和乳化液進(jìn)行，所以冶煉速度快，周期短。2-4  什么是硬吹，什么是軟吹?硬吹是指槍位低或氧壓高的吹煉模式。當(dāng)采用硬吹時(shí)，氧氣流股對熔池的沖擊力大，形成的沖擊深度較深，沖擊面積相對較小，因而產(chǎn)生的金屬液滴和氧氣泡的數(shù)量也多，氣熔渣金屬乳化充分，爐內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)速度快，特別是脫碳速度加快，大量的CO氣泡排出，熔池?cái)噭訌?qiáng)烈，熔渣的TFe含量較

19、低。軟吹是指槍位較高或氧壓較低的吹煉模式。在軟吹時(shí)，氧氣流股對熔池的沖擊力減小，沖擊深度變淺，沖擊面積加大，反射流股的數(shù)量增多，對于熔池液面攪動有所增強(qiáng)，脫碳速度緩慢，因而對熔池內(nèi)部的攪動相應(yīng)減弱，熔渣中的TFe含量有所增加。軟吹和硬吹都是相對的。2-5  轉(zhuǎn)爐內(nèi)金屬液中各元素氧化的順序是怎樣的?氧化物分解壓越小，元素越易氧化。在煉鋼溫度下，常見氧化物的分解壓排列順序如下：PO2(Fe2O3)>PO2(FeO)> PO2(CO2)> PO2(MnO)> PO2(P2O5)>PO2(SiO2)>PO2(Al2O3)>PO2(MgO)&

20、gt; PO2(CaO)因?yàn)檗D(zhuǎn)爐內(nèi)是多相反應(yīng)，因此鐵水中元素的氧化順序還與其濃度有關(guān)，所以吹煉開始元素氧化順序?yàn)镕e、Si、Mn、P、C等。2-6  在堿性操作條件下，為什么吹煉終點(diǎn)鋼液中硅含量為痕量?吹煉開始首先是Fe、Si被大量氧化，并放出熱量，反應(yīng)式為：Fe+1/2O2=(FeO)       (放熱)Si+O2=(SO2)          (放熱)Si+2(FeO)=(SiO2)+2Fe 

21、0;   (放熱)在以堿性渣操作時(shí)，熔渣R>3.0，渣中存在著大量自由狀態(tài)的(CaO)，SiO2是酸性氧化物，全部與CaO等堿性氧化物形成類似(2CaOSiO2)的復(fù)雜氧化物，渣中SiO2呈結(jié)合狀態(tài)。熔渣分子理論認(rèn)為，只有自由氧化物才有反應(yīng)能力，因此在吹煉后期溫度升高SiO2也不會被還原，鋼中硅含量為“痕量”?？梢娫谝詨A性渣操作條件下，硅的氧化反應(yīng)非常徹底。2-7  在堿性操作條件下吹煉終了時(shí)，鋼液中為什么會有“余錳”(含量)，余錳(含量)高低受哪些因素影響?與硅相似，錳也很容易被氧化，反應(yīng)式為：Mn+1/2O2=(MnO)  

22、  (放熱)Mn十(FeO)=(MnO)+Fe    (放熱)Mn+O二(MnO)          (放熱)錳的氧化產(chǎn)物是堿性氧化物，在吹煉前期所形成的(MnOSiO2)，隨著渣中CaO含量的增加，會發(fā)生(MnOSiO2)+2(CaO)=(2CaOSiO2)+(MnO)反應(yīng)，(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)十Mn吹煉終了時(shí)，鋼中的錳含量也稱余錳或殘

23、錳。余錳高，可以降低鋼中硫的危害。但在冶煉工業(yè)純鐵時(shí)，要求錳含量越低越好，應(yīng)采取措施降低終點(diǎn)錳含量。根據(jù)化學(xué)平衡移動的原理，影響余錳量的因素有：(1)爐溫高利于(MnO)的還原，余錳含量高。(2)堿度升高，可提高自由(MnO)濃度，余錳量增高。(3)降低熔渣中(FeO)含量，可提高余錳含量。因此鋼中碳含量高、減少補(bǔ)吹、降低平均槍位、有復(fù)吹，余錳含量都會增高。(4)鐵水中錳含量高，單渣操作，鋼中余錳也會高些。2-8  在煉鋼過程中碳氧反應(yīng)的作用是什么?煉鋼過程中碳氧反應(yīng)不僅完成脫碳任務(wù)，還有以下作用：(1)加大鋼渣界面，加速物理化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行。(2)攪動熔池，均勻成分和溫度。

24、(3)有利于非金屬夾雜的上浮和有害氣體的排出。(4)有利于熔渣的形成。(5)放熱升溫。(6)爆發(fā)性的碳氧反應(yīng)會造成噴濺。2-9  碳和氧反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)碳和氧的關(guān)系是怎樣的，如何表示，轉(zhuǎn)爐熔池內(nèi)實(shí)際碳氧含量的關(guān)系是怎樣的?轉(zhuǎn)爐中的碳氧反應(yīng)產(chǎn)物主要是CO，也有少量的CO2。轉(zhuǎn)爐內(nèi)碳氧反應(yīng)式如下：C+1/2O2=CO           (放熱)C+ (FeO)=CO+Fe         &

25、#160;(吸熱)C+O=CO              (放熱)上述第3個(gè)碳氧反應(yīng)式的平衡常數(shù)：取pCO=1atm代入后得：溫度一定，Kp是定值，若令,則得出：CO=m在1600下，Kp400，m0.0025。當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，鋼中碳氧濃度的乘積陰為一個(gè)常數(shù)。在坐標(biāo)系中它表現(xiàn)為雙曲線的一支。由于上述碳氧反應(yīng)是放熱反應(yīng)，隨溫度升高，Kp值降低，m值升高，曲線向坐標(biāo)系右上角移動。鋼中實(shí)際氧含量比碳氧平衡氧含量高，這是由于在鋼中還存在著Fe+O=(FeO)反應(yīng)，與

26、(FeO)平衡的氧含量為O渣，(FeO)，平，鋼中實(shí)際含氧量為O渣，(FeO)，平O實(shí)際O鋼，CO平2-10  熔池中脫碳速度的變化是怎樣的，它與哪些因素有關(guān)?煉鋼碳氧反應(yīng)主要以C十O=CO方式進(jìn)行，其正反應(yīng)速度表達(dá)式是C=k正CO，反應(yīng)速度受C和O兩個(gè)濃度的影響，但鋼液中O濃度隨渣中TFe升高而增加。轉(zhuǎn)爐內(nèi)碳氧反應(yīng)在吹煉初期雖然渣中TFe高，但由于爐溫較低，影響傳氧，碳氧反應(yīng)速度較慢；在吹煉后期由于金屬中C低，碳氧反應(yīng)速度也降低；只有吹煉中期能夠保證碳氧反應(yīng)以較快速度進(jìn)行，最高脫碳速度在(0.40.6)min。2-11  影響脫磷的因素有哪些?根據(jù)平衡

27、移動的原理，從脫磷反應(yīng)式可以看出，只有提高(FeO)和(CaO)的濃度，降低(4CaOP2O5)濃度，反應(yīng)才向正反應(yīng)方向進(jìn)行，終點(diǎn)P含量才會降低。因此，高堿度、高氧化鐵含量的熔渣，有利于脫磷，這兩者缺一不可。增加渣中FeO含量，可加速石灰的渣化和改善熔渣的流動性，有利于脫磷反應(yīng)。提高堿度可增加(CaO)的有效濃度，有利于提高脫磷效率；但堿度并非越高越好，加入過多的石灰，渣化不好，影響熔渣的流動性，對脫磷反而不利。脫磷反應(yīng)是強(qiáng)放熱反應(yīng)，因而爐溫過高，反應(yīng)則向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，鋼中磷含量不僅不能降低，反而會產(chǎn)生回磷；爐溫過低，不利于石灰的渣化，并影響熔渣流動性，也阻礙脫磷反應(yīng)的進(jìn)行。若原料中磷含量高

28、，最好是采用爐外脫磷處理；也可采用雙渣操作，或適當(dāng)?shù)募哟笤浚@樣就相對降低了4(CaOP2O5)濃度，利于反應(yīng)繼續(xù)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，對脫磷有利。脫磷是鋼渣界面反應(yīng)，因此具有良好流動性的熔渣，進(jìn)行充分的熔池?cái)噭樱瑫铀倜摿追磻?yīng)，提高脫磷效率。當(dāng)前采用濺渣護(hù)爐技術(shù)，渣中MgO含量較高，要注意調(diào)整好熔渣流動性，否則對脫磷也有影響。總之，脫磷的條件是：高堿度、高氧化鐵含量、良好流動性的熔渣；充分的熔池?cái)噭樱贿m當(dāng)?shù)臏囟群痛笤俊?  頂吹轉(zhuǎn)爐吹煉工藝3-1  裝入制度包括哪些內(nèi)容?裝入制度是確定轉(zhuǎn)爐合理的裝入量，合適的鐵水廢鋼比。轉(zhuǎn)爐的裝入量是指主原料即鐵水和廢

29、鋼的裝入數(shù)量。3-2  什么是轉(zhuǎn)爐的爐容比，影響轉(zhuǎn)爐爐容比的因素有哪些?新轉(zhuǎn)爐砌磚完成后的容積稱為轉(zhuǎn)爐的工作容積，也稱有效容積，以“V”表示，公稱噸位用“T”表示，兩者之比值“VT”稱之為爐容比，單位為(m3t)。一定公稱噸位的轉(zhuǎn)爐，都有一個(gè)合適的爐容比，即保證爐內(nèi)有足夠的冶煉空間，從而能獲得較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和勞動條件。爐容比過大，會增加設(shè)備重量、廠房高度和耐火材料消耗量，因而使整個(gè)車間的費(fèi)用增加，成本提高，對鋼的質(zhì)量也有不良影響；而爐容比過小，爐內(nèi)沒有足夠的反應(yīng)空間，勢必引起噴濺，對爐襯的沖刷加劇，操作惡化，導(dǎo)致金屬消耗增高，爐襯壽命降低，不利于提高生產(chǎn)率。因此在生產(chǎn)過

30、程中應(yīng)保持設(shè)計(jì)時(shí)確定的爐容比。影響爐容比的因素有：(1)鐵水比和鐵水成分。隨著鐵水比和鐵水中Si、P、S含量增加，爐容比應(yīng)相應(yīng)增大。若采用鐵水預(yù)處理工藝時(shí)，可以小些。(2)供氧強(qiáng)度。供氧強(qiáng)度增大時(shí)，脫碳速度較快，為了不引起噴濺就要保證有足夠的反應(yīng)空間，爐容比應(yīng)增大些。(3)冷卻劑的種類。若使用以鐵礦石或氧化鐵皮為主的冷卻劑，成渣量大，爐容比也需相應(yīng)增大些；若使用以廢鋼為主的冷卻劑，成渣量小，則爐容比可適當(dāng)小些。爐容比還與氧槍噴嘴的結(jié)構(gòu)有關(guān)。轉(zhuǎn)爐的爐容比一般在0.851.0m3t，為減少噴濺，爐容比應(yīng)不低于0.90m3t。3-3  確定裝入量的原則是什么?在確定合理的裝入量時(shí)

31、，除了考慮轉(zhuǎn)爐要有一個(gè)合適的爐容比外，還應(yīng)保持合適的熔池深度。以保證爐底不受氧氣射流的沖聲，熔池深度必須超過氧流對熔池的最大穿透深度。對于模鑄工藝，裝入量還應(yīng)與錠型相配合。裝入量減去吹損及澆注必要損失后的鋼水量，應(yīng)是各種錠型的整數(shù)倍，盡量減少注余。對連鑄車間，轉(zhuǎn)爐裝入量可根據(jù)實(shí)際情況在一定范圍內(nèi)波動。此外，確定裝入量時(shí)，既要考慮發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)備潛力，又要防止片面不顧實(shí)際的盲目超裝，以免造成事故和浪費(fèi)。3-4  生產(chǎn)中應(yīng)用的裝入制度有哪幾種類型，各有什么特點(diǎn)？氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐的裝入制度有：定量裝入制度、分階段定量裝入制度和定深裝入制度。其中定深裝入制度是每爐裝入量均使熔池深度保持不變

32、，由于生產(chǎn)組織的制約，實(shí)際上難以實(shí)現(xiàn)。(1)定量裝入制度。在整個(gè)爐役期間，每爐的裝入量保持不變。這種裝入制度的優(yōu)點(diǎn)是：發(fā)揮了設(shè)備的最大潛力，生產(chǎn)組織、操作穩(wěn)定，有利于實(shí)現(xiàn)過程自動控制。但爐役前期熔池深、后期熔池變淺，只適合大、中型轉(zhuǎn)爐。國內(nèi)外大型轉(zhuǎn)爐已廣泛采用定量裝入制度。(2)分階段定量裝入制度。在一個(gè)爐役期間，按爐膛擴(kuò)大的程度劃分為幾個(gè)階段，每個(gè)階段為定量裝入。這樣既大體上保持了整個(gè)爐役中具有比較合適的爐容比和熔池深度，又保持了各個(gè)階段中裝入量的相對穩(wěn)定；既能增加裝入量，又便于組織生產(chǎn)。這是適應(yīng)性較強(qiáng)的一種裝入制度。我國各中、小型轉(zhuǎn)爐普遍采用這種裝入制度。3-5  供氧

33、制度包括哪些內(nèi)容，它有什么重要性?供氧制度的主要內(nèi)容包括確定合理的噴頭結(jié)構(gòu)、供氧強(qiáng)度、氧壓和槍位控制。氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼的供氧制度是使氧氣射流最合理地供給熔池，創(chuàng)造良好的物理化學(xué)反應(yīng)條件。它是控制整個(gè)吹煉過程的中心環(huán)節(jié)，直接影響吹煉效果和鋼的質(zhì)量。供氧是保證雜質(zhì)去除速度、熔池升溫速度、造渣速度、控制噴濺和去除鋼中氣體與夾雜物的關(guān)鍵操作。此外，它還關(guān)系終點(diǎn)碳和溫度的控制以及爐襯壽命；對轉(zhuǎn)爐強(qiáng)化冶煉、擴(kuò)大鋼的品種和提高質(zhì)量也有重要影響。3-6  什么是拉瓦爾型噴頭，它有什么特點(diǎn)?拉瓦爾噴頭是收縮擴(kuò)張型噴孔，當(dāng)出口氧壓與進(jìn)口氧壓之比p出/pO<0.528時(shí)才能夠形成超音速射流

34、。在拉瓦爾噴頭中，氣流在喉口處速度等于音速，在出口處達(dá)到超音速。由于氧氣是可壓縮流體，當(dāng)高壓低速氧氣流經(jīng)拉瓦爾管收縮段時(shí)，氧流速度提高，在到達(dá)音速時(shí)若繼續(xù)縮小管徑，氧流速度并不再增高，只會造成氧氣密度增大；此時(shí)要繼續(xù)提高氧流速度，只能設(shè)法增大管徑，使其產(chǎn)生絕熱膨脹過程，氧壓降低，密度減小、體積膨脹。當(dāng)氧壓與外界氣壓相等時(shí)，就可以獲得超音速的氧射流，壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽?。擴(kuò)大管徑。拉瓦爾型噴頭能夠把壓力能(勢能)最大限度地轉(zhuǎn)換成速度能(動能)，并能獲得比較穩(wěn)定的超音速射流，在相同射流穿透深度的情況下，它的槍位可以高些，這就有利于改善氧槍的工作條件和煉鋼的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，因此拉瓦爾型噴頭被廣泛應(yīng)用。3-

35、7  氧氣自由射流的運(yùn)動規(guī)律是怎樣的?氣體從噴孔向無限大的空間噴出后，噴出氣體與空間氣體的物理性質(zhì)相同時(shí)，所形成的氣流稱為自由射流或自由流股。氧氣從噴孔噴出后，形成超音速射流。從噴孔噴出的氧氣射流，在一段長度內(nèi)其流速不變?yōu)榈人俣?。由于射流邊緣與周圍介質(zhì)氣體發(fā)生摩擦，卷入部分介質(zhì)氣體并與之混合而減速；隨著射流向前運(yùn)動，到達(dá)一定距離后，射流中心軸線上的某一點(diǎn)速度等于音速，即馬赫數(shù)Ma=1，在這點(diǎn)以前的區(qū)域，包括等速段，稱為射流的超音速核心段，又稱為首段。首段長度大約是噴孔出口直徑的6倍。此點(diǎn)以后的區(qū)域，氧流的速度低于音速，稱為亞音速射流段，又稱為尾段。當(dāng)射流截面上的速度與周圍介

36、質(zhì)一樣時(shí)，射流就沉沒在周圍介質(zhì)之中。在超音速區(qū)域內(nèi)，等速段以后射流周圍有亞音速氣流，射流的擴(kuò)張角較小，為10°12°；亞音速區(qū)域內(nèi)無超音速氣流，射流的擴(kuò)張角較大，為22°26°。超音速核心段的長度一般隨出口馬赫數(shù)成正比例增加。超音速核心段的長度是決定氧槍高度的基礎(chǔ)，也關(guān)系到射流對熔池的沖擊能量。高速氧氣從噴孔噴出后，形成的射流與周圍的氣體相接觸，由于射流內(nèi)氣體的靜壓低于外界靜止氣體的壓強(qiáng)，周圍的氣體被卷入。距噴孔出口的距離越遠(yuǎn)，被卷入的氣體數(shù)量越多。因此射流的流量不斷增加，橫截面不斷擴(kuò)大，同時(shí)流速不斷降低，此現(xiàn)象稱做射流的衰減。在同一橫截面上速度的分布特

37、點(diǎn)是射流中心軸線上的速度最大，離中心軸線越遠(yuǎn)，各點(diǎn)的速度逐漸降低一直到零。在速度等于零的部位是射流的界面。射流中心速度的減小速率也稱射流的衰減率，射流截面直徑增大速率也稱射流擴(kuò)展率，這兩個(gè)參數(shù)是自由射流的基本特征。3-8多孔噴頭氧氣射流運(yùn)動有什么特點(diǎn)?從多孔噴頭噴出的氧氣流是多股的，增加了與熔池的接觸面積，使氧氣逸出更均勻，吹煉過程更平穩(wěn)。多孔噴頭的每一股氧流在與其他各股氧流相匯交之前，保持著自由射流的特性。當(dāng)各股氧流開始相交后，就有了動量的交換，相互混合，這種混合從射流的邊緣逐漸向中心軸線發(fā)展，各單股氧流所具有的自由射流特性逐漸消失。如果多股氧流在匯合前就與熔池液面相接觸，對熔池的沖擊力減小

38、，沖擊面積增大，槍位操作穩(wěn)定，利于吹煉。多股氧流是從其內(nèi)側(cè)開始混合的，混合后的射流內(nèi)側(cè)邊緣卷入周圍介質(zhì)氣體的數(shù)量比外側(cè)少，內(nèi)側(cè)氧流速度降低慢，外側(cè)氧流速度降低快，于是每股氧流的最大速度點(diǎn)就偏離了氧流的幾何中心軸線位置，偏向氧槍的軸線。這樣就出現(xiàn)了各股氧流的軸線逐漸向氧槍中心線靠攏的趨勢。若噴孔與中心線夾角過小，多股氧射流過早匯合，就與單個(gè)自由射流一樣，減小了對熔池的沖擊面積，對吹煉不利。因此在設(shè)計(jì)多孔噴頭時(shí)，要合理選擇每個(gè)拉瓦爾噴孔與氧槍中心軸線的夾角，保證各股氧流在到達(dá)熔池液面以前，基本上不匯合，這樣就能充分發(fā)揮多孔噴頭的優(yōu)越性。多孔噴頭有三孔、四孔、五孔、六孔、七孔、甚至八孔等類型。小型轉(zhuǎn)

39、爐使用三孔拉瓦爾噴頭；而中型和大型轉(zhuǎn)爐普遍采用四孔、五孔及五孔以上噴頭。與單孔噴頭相比，多孔噴頭有許多突出優(yōu)點(diǎn)：如可以提高供氧強(qiáng)度和冶煉強(qiáng)度，可以增大沖擊面積，利于成渣，操作平穩(wěn)不易噴濺。但是，多孔噴頭端面的中心區(qū)域(俗稱鼻子尖部位)冷卻效果較差，吹煉過程中該區(qū)域氣壓較低，鋼液和熔渣易被吸入并黏附到噴頭上而被燒壞。為了加強(qiáng)這個(gè)區(qū)域的冷卻，采用中心水冷鑄造噴頭，可延長多孔噴頭的使用壽命。鍛壓組合式氧槍噴頭能有效地改善噴孔之間的冷卻效果，提高噴頭壽命。3-9  什么是氧氣流量，確定氧氣流量的依據(jù)是什么?氧氣流量(Q)是指在單位時(shí)間(t)內(nèi)向熔池供氧的數(shù)量(體積)V，常用標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)

40、下體積(標(biāo)態(tài))量度，其單位是m3/min或m3/h。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(shí)間等因素確定的。式中：Q氧氣流量(標(biāo)態(tài))，m3/min或m3/h；V爐鋼的氧氣耗量(標(biāo)態(tài))，m3；t爐鋼吹煉時(shí)間，min或h。氧流量過大，就會使化渣、脫碳失去平衡，造成噴濺。氧流量過小，會延長吹煉時(shí)間，降低生產(chǎn)率。對于一定的原料成分、造渣工藝及供氧制度，應(yīng)根據(jù)冶煉實(shí)踐總結(jié)出氧流量最佳控制范圍。3-10  什么是供氧強(qiáng)度，確定供氧強(qiáng)度的依據(jù)是什么?供氧強(qiáng)度是單位時(shí)間內(nèi)每噸鋼的氧耗量，它的單位(標(biāo)態(tài))是Nm3/(tmin)，可由下式確定：式中  

41、I供氧強(qiáng)度(標(biāo)態(tài))，Nm3/(tmin)；  Q氧氣流量(標(biāo)態(tài))，Nm3/(tmin)；  T出鋼量，t。供氧強(qiáng)度的大小應(yīng)根據(jù)轉(zhuǎn)爐的公稱噸位、爐容比來確定。供氧強(qiáng)度過大，會造成嚴(yán)重的噴濺，供氧強(qiáng)度過小延長吹煉時(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。目前國內(nèi)中、小型轉(zhuǎn)爐的供氧強(qiáng)度(標(biāo)態(tài))為2.54.5 Nm3/(tmin)，大于120t轉(zhuǎn)爐的供氧強(qiáng)度(標(biāo)態(tài))為2.83.6 Nm3/(tmin)；國外轉(zhuǎn)爐供氧強(qiáng)度(標(biāo)態(tài))波動在2.54.0 Nm3/(tmin)之間。3-11  如何確定每噸金屬料的氧氣耗量?吹煉1t金屬料

42、所需要的氧氣量可以通過計(jì)算求出來。其步驟是：首先計(jì)算出熔池各元素氧化所需氧氣量和其他氧耗量，然后再減去鐵礦石或氧化鐵皮帶給熔池的氧量。3-12  如何確定氧壓，氧壓過高或過低對氧氣射流有何影響?煉鋼操作氧壓是測定點(diǎn)的氧壓，以p用表示；氧氣經(jīng)過管道、金屬軟管及氧槍中心管，才能到達(dá)噴頭噴孔前沿，氧氣從測定點(diǎn)到噴頭噴孔前這段距離，會有一定的氧壓損失。其氧壓損失數(shù)值是可以測定出來的。噴孔前的氧壓用po表示，出口氧壓用p出表示。po和p出都是噴頭設(shè)計(jì)的重要參數(shù)。噴孔最佳操作氧壓應(yīng)等于或稍大于設(shè)計(jì)氧壓，絕對不能在低于設(shè)計(jì)氧壓下吹煉。在設(shè)計(jì)壓力下操作時(shí)，噴孔出口的氧壓p出等于爐內(nèi)環(huán)境壓力

43、，可以獲得穩(wěn)定的射流，不會產(chǎn)生激波。如果操作氧壓高于設(shè)計(jì)氧壓過多，則氣流在到達(dá)噴孔出口時(shí)，尚未完成膨脹過程，仍然具有一定的壓力能沒有轉(zhuǎn)換，這時(shí)氧流離開噴孔出口后繼續(xù)進(jìn)行膨脹，形成膨脹波系，射流會產(chǎn)生激波，使得氧流很不穩(wěn)定，射流的能量損失比較大，不利于吹煉。導(dǎo)致這種情況的噴頭叫做“膨脹不足的噴頭”。如果操作氧壓低于設(shè)計(jì)氧壓，氧流未到達(dá)出口之前就完成膨脹，且氣流離開噴孔管壁，這時(shí)出口氧壓小于環(huán)境壓力，射流能量在噴孔內(nèi)部由于激波的產(chǎn)生而損失比較大，氧流出噴孔后形成收縮波系使射流軸心速度衰減加快，導(dǎo)致這種情況的噴頭叫做“過度膨脹噴頭”。噴孔前氧壓po的值由出口馬赫數(shù)確定。通常選取出口馬赫數(shù)Ma=1.9

44、2.1，可以根據(jù)公式算出加值。出口氧壓p出應(yīng)稍高于或等于爐內(nèi)環(huán)境壓力。操作氧壓最好是在等于或稍高于設(shè)計(jì)氧壓下吹煉，當(dāng)操作氧壓過高時(shí)，造成化渣不好，噴濺增加；如果操作氧壓超過設(shè)計(jì)氧壓20%上時(shí)，能量損失增加，氧流也不穩(wěn)定，所以不能用過高的氧壓操作。操作氧壓過低時(shí)，熔池?cái)嚢铚p弱，渣中TFe含量過高，氧氣利用率降低。3-13  確定氧槍槍位應(yīng)考慮哪些因素，槍高在多少合適？調(diào)整氧槍槍位可以調(diào)節(jié)氧射流與熔池的相互作用，從而控制吹煉進(jìn)程。因此氧槍槍位是供氧制度的一個(gè)重要參數(shù)。確定合適的槍位主要考慮兩個(gè)因素：一是要有一定的沖擊面積；二是在保證爐底不被損壞的條件下，有一定的沖擊深度。槍位過

45、高射流的沖擊面積大，但沖擊深度減小，熔池?cái)嚢铚p弱，渣中TFe含量增加，吹煉時(shí)間延長。槍位過低，沖擊面積小，沖擊深度加大，渣中TFe含量減少，不利化渣，易損壞爐底。因此應(yīng)確定合適的槍位。氧槍槍位是以噴頭端面與平靜熔池面的距離來表示。氧槍槍位(Hmm)與噴頭喉口直徑(d喉/mm)的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式為：多孔噴頭H=(3550)d喉根據(jù)生產(chǎn)中的實(shí)際吹煉效果再加以調(diào)整。通常沖擊深度L與熔池深度Lo之比為：L/L0=0.70左右，若沖擊深度過淺，脫磷速度和氧氣利用率降低；若沖擊深度過深，易損壞爐底，造成嚴(yán)重噴濺。3-14  氧槍槍位對熔池?cái)噭?、渣中TFe含量、熔池溫度有什么影響？A 

46、; 槍位與熔池?cái)嚢璧年P(guān)系采用硬吹時(shí)，因槍位低，氧流對熔池的沖擊力大，沖擊深度深，氣榕渣金屬液乳化充分，爐內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)速度快，特別是脫碳速度加快，大量的CO氣泡排出熔池得到充分的攪動，同時(shí)降低了熔渣的TFe含量，長時(shí)間的硬吹易造成熔渣“返干”。槍位越低，熔池內(nèi)部攪動越充分。軟吹時(shí)，因槍位高，氧流對熔池的沖擊力減小，沖擊深度變淺，反射流股的數(shù)量增多，沖擊面積加大，加強(qiáng)了對熔池液面的攪動；而熔池內(nèi)部攪動減弱。脫碳速度降低，因而熔渣中的TFe含量有所增加，也容易引起噴濺，延長吹煉時(shí)間。如果槍位過高或者氧壓很低，吹煉時(shí)，氧流的動能低到根本不能吹開熔池液面，只是從表面掠過，這種操作叫“吊吹”。吊

47、吹會使渣中(TFe)積聚，易產(chǎn)生爆發(fā)性噴濺，應(yīng)該禁止“吊吹”。合理調(diào)整槍位，可以調(diào)節(jié)熔池液面和內(nèi)部的攪拌作用。如果短時(shí)間內(nèi)高、低槍位交替操作，還有利于消除爐液面上可能出現(xiàn)的“死角”，消除渣料成坨，加快成渣。B  槍位與渣中TFe含量的關(guān)系當(dāng)槍位低到一定的程度，或長時(shí)間使用某一低槍位吹煉時(shí)，熔池內(nèi)脫碳速度快，F(xiàn)eO消耗也多，TFe的含量會減少，導(dǎo)致熔渣返干，進(jìn)而引起金屬噴濺。高槍位吹煉時(shí)；由于氧流對熔池?cái)嚢枳饔脺p弱，熔池內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)速度減慢，熔渣中FeO聚積，起到提高(TFe)含量的作用；但長時(shí)間高槍位吹煉也會引起噴濺。在吹煉的不同時(shí)期，應(yīng)根據(jù)吹煉的任務(wù)，通過槍位的改變控制渣

48、中TFe含量。如吹煉初期要求稍高槍位操作，渣中TFe含量高些可及早形成初期渣脫除磷、硫；吹煉中期，適當(dāng)降低槍位控制合適(TFe)含量以防噴濺；吹煉后期最好降低槍位以降低渣中TFe含量，提高鋼水收得率。C  槍位與熔池溫度的關(guān)系槍位對熔池溫度的影響是通過爐內(nèi)化學(xué)反應(yīng)速度來體現(xiàn)的，采用低槍位操作，氣熔渣金屬液乳化充分，接觸密切，化學(xué)反應(yīng)速度快，熔池?cái)嚢枇?qiáng)，升溫速度快，吹煉時(shí)間短，熱損失部分相對減少，爐溫較高。采用高槍位操作，熔池?cái)嚢枇θ?，反?yīng)速度減慢，因而熔池升溫速度也緩慢，吹煉時(shí)間延長，熱損失部分相對增多，溫度偏低。3-15  如何確定開始吹煉槍位?開吹

49、槍位一般應(yīng)比過程槍位高些，其確定原則是早化渣，多去磷、保護(hù)爐襯。因此，開吹前必須了解鐵水溫度和成分，測量液面高度，了解總管氧壓以及所煉鋼種的成分和溫度要求。確定合適的開吹槍位應(yīng)考慮以下情況：(1)鐵水成分。若硅含量高、渣量大，則易噴濺，槍位不要過高。鐵水錳含量高，槍位可以低些；鐵水P、S含量高時(shí)，應(yīng)盡快成渣去P、S，槍位應(yīng)適當(dāng)高些；廢鋼中生鐵塊多導(dǎo)熱性差，不易熔化，應(yīng)降低槍位。(2)鐵水溫度。遇到鐵水溫度偏低時(shí)，可先開氧吹煉后加頭批料，即“低槍點(diǎn)火”；鐵水溫度高時(shí)，碳氧反應(yīng)會提前到來，渣中Fe含量降低，槍位可以稍高些，以利于成渣。(3)裝入量。超裝量多熔池液面高，應(yīng)提高槍位。(4)爐齡。開新爐

50、，爐溫低，應(yīng)適當(dāng)降低槍位；爐役前期液面高，可適當(dāng)提高槍位；爐役后期熔池液面降低面積增大，可在短時(shí)間內(nèi)采用高、低槍位交替操作以加強(qiáng)熔池?cái)嚢?，利于成渣?5)化渣情況及渣料。爐渣不好化或石灰量多，又加了調(diào)渣劑，槍位應(yīng)稍高些，有利于石灰和調(diào)渣劑的渣化。使用活性石灰成渣較快，整個(gè)過程的槍位都可以稍低些。鐵礦石、氧化鐵皮和螢石的用量多時(shí)，熔渣容易形成，同時(shí)流動性較好，槍位可以適當(dāng)?shù)托?-16如何控制過程槍位?過程槍位的控制原則是：熔渣不“返干”、不噴濺、快速脫碳與脫硫、熔池均勻升溫。在碳的激烈氧化期間，尤其要控制好槍位。槍位過低，會產(chǎn)生爐渣“返干”，造成嚴(yán)重的金屬噴濺，有時(shí)甚至噴頭粘鋼而被損壞。槍位過

51、高，渣中TFe含量較高，又加上脫碳速度快，同樣會引起大噴或連續(xù)噴濺。3-17  如何控制后期槍位，終點(diǎn)前為什么要降槍?在吹煉后期，槍位操作要保證出鋼溫度、碳、磷、硫含量達(dá)到目標(biāo)控制要求。有的操作分為兩段即提槍段和降槍段。這主要是根據(jù)過程化渣情況、所煉鋼種、鐵水磷含量高低等具體情況而定。若過程熔渣黏稠，需要提槍改善熔渣流動性。但槍位不宜過高，時(shí)間不宜過長，否則會產(chǎn)生大噴。在吹煉中、高碳鋼種時(shí)，可以適當(dāng)?shù)靥岣邩屛唬３衷杏凶銐騎Fe含量，以利于脫磷；如果吹煉過程中熔渣流動性良好，可不必提槍，避免渣中TFe過高，不利于吹煉。在吹煉末期降槍，主要目的是使熔池鋼水成分和溫度均勻，加

52、強(qiáng)熔池?cái)嚢?，穩(wěn)定火焰，便于判斷終點(diǎn)。同時(shí)可以降低渣中TFe含量，減少鐵損，提高鋼水收得率，達(dá)到濺渣的要求。3-18什么是恒流量變槍位操作，它有幾種操作模式?恒流量變槍位操作，是在一爐鋼的吹煉過程中，供氧流量保持不變，通過調(diào)節(jié)槍位來改變氧流與熔池的相互作用來控制吹煉。我國大多數(shù)廠家是采用分階段恒流量變槍位操作。由于轉(zhuǎn)爐噸位、噴頭結(jié)構(gòu)、原材料條件及所煉鋼種等情況不同，氧槍操作也不完全一樣。目前有如下兩種氧槍操作模式。(1)高低高低的槍位模式。開吹槍位較高，及早形成初期渣，二批料加入后適時(shí)降槍，吹煉中期熔渣返干時(shí)可提槍或加入適量助熔劑調(diào)整熔渣流動性，以縮短吹煉時(shí)間，終點(diǎn)拉碳出鋼。(2)高低低的槍位模

53、式。開吹槍位較高，盡快形成初期渣；吹煉過程槍位逐漸降低，吹煉中期加入適量助熔劑調(diào)整熔渣流動性，終點(diǎn)拉碳出鋼。3-19什么是變槍位變流量操作?變槍位變流量操作是在一爐鋼的吹煉過程中，通過調(diào)節(jié)供氧流量和槍位來改變氧流與熔池的相互作用，控制吹煉過程。常用的模式是：供氧流量前期大，中期小，后期大；槍位前期高，中后期低些。3-20  氧槍噴頭損壞的原因和停用標(biāo)準(zhǔn)是什么，如何提高噴頭壽命?噴頭損壞的原因有：(1)高溫鋼渣的沖刷和急冷急熱作用。噴頭的工作環(huán)境極其惡劣，氧流噴出后形成的反應(yīng)區(qū)溫度高達(dá)約2500，噴頭受高溫和不斷飛濺的熔渣與鋼液的沖刷和浸泡，逐漸地熔損變薄；由于溫度頻繁地急冷

54、急熱，噴頭端部產(chǎn)生龜裂，隨著使用時(shí)間的延續(xù)龜裂逐步擴(kuò)展，直至端部滲水乃至漏水報(bào)廢。(2)冷卻不良。研究證明，噴頭表面晶粒受熱長大，損壞后噴頭中心部位的晶粒與新噴頭相比長大510倍；由于晶粒的長大引起噴孔變形，氧射流性能變壞。(3)噴頭端面粘鋼。由于槍位控制不當(dāng)，或噴頭性能不佳而粘鋼，導(dǎo)致端面冷卻條件變差，壽命降低。多孔噴頭射流的中間部位形成負(fù)壓區(qū)，泡沫渣及夾帶的金屬液滴熔渣被不斷地吸入，當(dāng)高溫并具有氧化性的金屬液滴擊中和粘附在噴頭端面的一瞬間，銅呈熔融狀態(tài)，鋼與銅形成Fr勘固溶體牢牢地粘結(jié)在一起，影響了噴頭的導(dǎo)熱性(鋼的導(dǎo)熱性只有銅的1/8)，若再次發(fā)生熾熱金屬液滴粘結(jié)，會發(fā)生Fe-O反應(yīng)，放

55、出的熱量使銅熔化，噴頭損壞。(4)噴頭質(zhì)量不佳。制作噴頭用的銅，其純度、密度、導(dǎo)熱性能、焊接性能等比較差，造成噴頭壽命低。經(jīng)金相檢驗(yàn)銅的夾雜物為CuO，并沿著晶界呈串狀分布，有夾雜物的晶界為薄弱部位，鋼滴可能從此侵入噴頭的端面導(dǎo)致噴頭被損壞。噴頭不能保持設(shè)計(jì)的射流特性，就應(yīng)及時(shí)更換。氧槍噴頭停用的標(biāo)準(zhǔn)如下：(1)噴孔出口變形大于等于3mm，應(yīng)更換。(2)噴孔蝕損變形，冶煉指標(biāo)惡化，應(yīng)及時(shí)更換。(3)噴頭、氧槍出現(xiàn)滲水或漏水，要更換。(4)噴頭或槍身涮進(jìn)大于等于4mm時(shí)，應(yīng)更換。(5)噴頭或槍身粘鋼變粗達(dá)到一定直徑，應(yīng)立即更換。(6)噴頭被撞壞、槍身彎曲大于40mm時(shí)，應(yīng)更換。提高噴頭壽命的途徑

56、有：(1)噴頭設(shè)計(jì)合理，保證氧氣射流的良好性能。(2)采用高純度無氧銅鍛壓組合工藝或鑄造工藝制作噴頭，確保質(zhì)量。(3)最好用鍛壓組合式噴頭代替鑄造噴頭，提高其冷卻效果和使用性能，延長噴頭使用壽命。(4)采用合理的供氧制度，在設(shè)計(jì)氧壓條件下工作，嚴(yán)防總管氧壓不足。(5)提高原材料質(zhì)量，保持其成分的穩(wěn)定并符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。采用活性石灰造渣；當(dāng)原材料條件發(fā)生變化時(shí)，及時(shí)調(diào)整槍位，保持操作穩(wěn)定，避免燒壞噴頭。(6)提高操作水平，實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化操作?；眠^程渣，嚴(yán)格控制好過程溫度，提高終點(diǎn)碳和溫度控制的命中率；要及時(shí)測量爐液面高度，根據(jù)爐底狀況，調(diào)整過程槍位。(7)采用復(fù)合吹煉工藝時(shí)，在底吹流量增大時(shí)，頂吹槍位

57、要相應(yīng)提高，以求吹煉平穩(wěn)。3-21  氧槍噴頭的主要尺寸是如何計(jì)算和確定的?噴頭的合理結(jié)構(gòu)是氧氣轉(zhuǎn)爐合理供氧的基礎(chǔ)。氧槍噴頭的計(jì)算，關(guān)鍵在于正確選擇噴頭參數(shù)。(1)供氧流量計(jì)算。通過物料平衡計(jì)算能精確求得噸鋼耗氧量，對于中、小型轉(zhuǎn)爐，以轉(zhuǎn)爐爐役平均出鋼量進(jìn)行計(jì)算。(2)理論氧壓。理論設(shè)計(jì)氧壓(絕對壓力)是噴頭進(jìn)口處的氧壓，是設(shè)計(jì)噴頭喉口和出口直徑的重要參數(shù)。在選擇理論設(shè)計(jì)氧壓時(shí)，考慮到氧流附面層的存在，噴頭有效出口直徑減少，會使實(shí)際的理論設(shè)計(jì)氧壓大約降低0.049MPa左右。確定馬赫數(shù)后，理論設(shè)計(jì)氧壓可由公式計(jì)算，一般在0.71.0MPa為宜。(3)噴頭出口馬赫數(shù)。馬赫數(shù)的

58、大小決定噴頭氧氣出口速度，即決定氧射流對熔池的沖擊能力。選用值過大，則噴濺大，增大渣料消耗及金屬損失，而且轉(zhuǎn)爐內(nèi)襯及爐底易損壞；選用值過小，由于攪拌減弱氧的利用率低，渣中TFe含量高，也會引起噴濺。當(dāng)Ma>2.0時(shí)隨馬赫數(shù)的增長氧氣的出口速度增加變慢，要求更高理論設(shè)計(jì)氧壓，這樣在技術(shù)上不夠合理，經(jīng)濟(jì)上也不合算。目前國內(nèi)推薦Ma=1.92.1。大于120t轉(zhuǎn)爐，Ma=2.02.1。(4)噴孔夾角和噴孔間距。噴頭孔數(shù)和夾角之間的關(guān)系可參考有關(guān)數(shù)據(jù)選用。噴孔之間間距過小，氧氣射流之間相互吸引，射流向中心偏移，從而影響每股射流中心速度的衰減。因此在噴頭端面，噴孔中心同噴頭中心軸線之間的距離保持在

59、(0.81.0)d出(d出為噴孔出口直徑)較為合理。3-22  造渣制度包括哪些內(nèi)容?造渣制度是確定合適的造渣方法、渣料的種類、渣料的加入數(shù)量和時(shí)間以及加速成渣的措施。3-23什么是單渣操作，它有什么特點(diǎn)？單渣操作就是在吹煉過程中只造一次渣，中途不倒渣、不扒渣，直到吹煉終點(diǎn)出鋼。入爐鐵水Si、P、S含量較低，或者鋼種對P、S要求不太嚴(yán)格，以及冶煉低碳鋼時(shí)，均可以采用單渣操作。采用單渣操作，工藝比較簡單，吹煉時(shí)間短，勞動條件好，易于實(shí)現(xiàn)自動控制。單渣操作一般脫磷效率在90左右，脫硫效率約為3040。3-24什么是雙渣操作，它有什么特點(diǎn)？在吹煉中途倒出或扒除約1/22/3爐渣，

60、然后加入渣料重新造渣為雙渣操作。根據(jù)鐵水成分和所煉鋼種的要求，也可以多次倒渣造新渣。在鐵水磷含量高且吹煉高碳鋼、鐵水硅含量高，為防止噴濺，或者在吹煉低錳鋼種時(shí)，為防止回錳等均可采用雙渣操作。但當(dāng)前有的轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)不能次拉碳，多次倒?fàn)t并添加渣料補(bǔ)吹，這也是一種變相的雙渣操作；這對鋼的質(zhì)量、材料捎耗以及爐襯都十分不利。雙渣操作脫磷效率可達(dá)95以上，脫硫效率約60左右。雙渣操作會延長吹煉時(shí)間，增加熱量損失，降低金屬收得率，也不利于過程自動控制，惡化勞動條件。對煉鋼用鐵水最好采用預(yù)處理進(jìn)行三脫。3-25什么是留渣操作，它有什么特點(diǎn)?留渣操作就是將上爐終渣的一部分留給下爐使用。終點(diǎn)熔渣的堿度高，溫度高，并且有一定(TFe)含量，留到下一爐，有利于初期渣盡早形成，并且能提高前期去除P、S的效率，有利于保護(hù)爐襯，節(jié)省石灰用量。采用留渣操作時(shí)，在兌鐵水前首先要加石灰或者先加廢鋼稠化冷凝熔渣，當(dāng)爐內(nèi)無液體渣時(shí)方可兌入鐵水，以避免引發(fā)噴濺。濺渣護(hù)爐技術(shù)在某種程度上可以看作是留渣操作的特例。3-26  石