轉(zhuǎn)爐煉鋼噴濺產(chǎn)生的原因分析和預(yù)防措施

1、轉(zhuǎn)爐煉鋼噴濺產(chǎn)生的原因分析和預(yù)防措施轉(zhuǎn)爐常見(jiàn)噴濺主要分為爆發(fā)性噴濺、泡沫性噴濺和金屬噴濺。轉(zhuǎn)爐渣中Feo含量對(duì)轉(zhuǎn)爐噴濺具有重要影響。低磷鐵水的轉(zhuǎn)爐渣可以根據(jù)FeoSiO2Si。？一CaO系二元相因來(lái)計(jì)算爐渣的液、固相比率，若固定CaO/SiO2的比率，可計(jì)算出1400C下不同F(xiàn)eo含量的渣中液相物質(zhì)所，片比率。也可以固定Feo含量，計(jì)算不同堿度下?tīng)t渣液相所，片比率。隨Feo含量的增加，無(wú)論高堿度還是低堿度，爐渣液相比率都明顯上升；而對(duì)應(yīng)某一周Feo含量的渣系中，當(dāng)R>2.5時(shí)，堿度對(duì)液相比率的影響不大?？梢?jiàn)Feo是影響爐渣液相比率的主要因素。噴濺的發(fā)生除了碳氧反應(yīng)產(chǎn)生的瞬時(shí)氣體流量影響外

2、，液相渣量的增大和爐渣表面張力的降低也是誘發(fā)噴濺的重要原因。渣中氧化鐵含量過(guò)高，既增加液相渣量，又降低爐渣表面張力，是轉(zhuǎn)爐冶煉低磷鐵水時(shí)發(fā)生噴濺的最重要的原因。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，這是發(fā)生爆發(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）含量和溫度的共同影響。由于操作上的原因，熔池驟然受到冷卻，抑制了正在激烈進(jìn)行的碳氧反應(yīng)；供人的氧氣生成了大量（Feo）并聚積；當(dāng)熔池溫度再度升高到一定程度（一般在1470C以上），（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，瞬間排出大量具

3、有巨大能量的CO氣體從爐口排出，同時(shí)還挾帶著一定量的鋼水和熔渣，形成了較大的噴濺。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。泡沫性噴濺產(chǎn)生的原因除了碳的氧化不均衡外，還有如爐容比、渣量、爐渣泡沫化程度等因素也會(huì)引起噴濺.理噴濺機(jī)；轉(zhuǎn)爐使用的氧化劑主要是氧氣，純度>98%使用壓力為652kgf/cm2通過(guò)吹氧來(lái)降低鋼水中的碳含量。并氧化其它元素。碳氧反應(yīng)的方程式為：C+O=COT+Q反應(yīng)生成CO,并放出大量的熱。本爐冶煉終點(diǎn)含C0.10%。剔除鉆鐵及碳化硅進(jìn)入鋼中的碳，冶煉終點(diǎn)碳低于0.05%。說(shuō)明本爐鋼是過(guò)氧化鋼，根據(jù)鋼中碳與氧的乘積為一常數(shù)CO=m這一

4、原理，說(shuō)明本次鋼中含有大量的0,鋼中氧與投入包底的碳化硅突然反應(yīng)，產(chǎn)生大量的CO氣體，將鋼水、鋼渣噴出。同時(shí)，由于鋼水過(guò)氧化，鋼中氧含量高，鋼中氧的溶解度隨著溫度的降低而下降，隨著溫度的下降鋼中的氧大量析出，產(chǎn)生大量的氣體，也是造成大噴的主要原因。在鐵水Si、P含量較高時(shí)，渣中SiO2、P2O5含量也高，渣量較大，再加上熔渣中TFe含量較高，其表面張力降低，阻礙著CO氣體通暢排出，因而渣層膨脹增厚，嚴(yán)重時(shí)能夠上漲到爐口。此時(shí)只要有一個(gè)不大的推力，熔渣就會(huì)從爐口噴出，熔渣所夾帶的金屬液也隨之而出，形成噴濺。同時(shí)泡沫渣對(duì)熔池液面覆蓋良好，對(duì)氣體的排出有阻礙作用。嚴(yán)重的泡沫渣可能導(dǎo)致?tīng)t口溢渣。顯然，

5、渣量大時(shí)，比較容易產(chǎn)生噴濺；爐容比大的轉(zhuǎn)爐，爐膛空間也大，相對(duì)而言發(fā)生較大噴濺的可能性小些。金屬噴濺產(chǎn)生的原因（1）吹煉前期頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼中，氧氣流股先與鐵發(fā)生反應(yīng)，生成的氧化鐵再和其他雜質(zhì)按親和力大小順序進(jìn)行反應(yīng)。如果一次反應(yīng)速度大于二次反應(yīng)，那么渣中氧化鐵積累，相反則謂中氧化鐵含量降低。開(kāi)吹2min、3min后，Si、Mn等元素的氧化反應(yīng)己接近尾聲，此時(shí)氧化鐵的積累與消耗取決于C-O反應(yīng)速度。溫度越高，C-O反應(yīng)驅(qū)動(dòng)力越大，渣中氧化鐵不易累計(jì)，反之則易累計(jì)。因此，前期溫度偏低，C-O反應(yīng)滯后，渣中積累氧化鐵。當(dāng)熔池溫度升高到C-O反應(yīng)所需要的溫度時(shí)，C開(kāi)始強(qiáng)烈氧化，渣中積累的（Feo）給

6、CO反應(yīng)提供了一個(gè)很大的附加供氧量，瞬間反應(yīng)產(chǎn)生的氣體流量猛增，而此時(shí)爐渣的堿度較低，很容易造成前期低溫噴濺。槍位較低時(shí)，氧氣流股穿透深，具有較強(qiáng)的攪拌作用，生成的（Feo）容易與其他液相元素發(fā)生反應(yīng)，且深吹流股在熔池內(nèi)部產(chǎn)生氣泡，形成了大量的CO反應(yīng)的成核點(diǎn)，促進(jìn)了前期C-O反應(yīng)的進(jìn)行，因止匕,槍位較低時(shí)不利于法中Feo的積累。所以前期降低槍位能在一定程度上抑制前期低溫噴濺。從生產(chǎn)實(shí)踐中看，前期溫度偏低是造成前期低溫噴濺的主要原因，槍位對(duì)前期噴濺也有一定影響。（2）吹煉中期中期噴濺的發(fā)生有兩種情況：一種是槍位長(zhǎng)時(shí)間過(guò)高造成渣中（Feo）積累過(guò)多；一種是返干后調(diào)整過(guò)頭產(chǎn)生噴濺。轉(zhuǎn)爐吹煉中期，氧

7、氣流股淹沒(méi)在乳化渣中，氧氣的供給為混合供氧。其中，氧氣流股與乳化進(jìn)入渣中的鋼水液滴直接反應(yīng)為直接供氧，氧氣流股發(fā)性噴濺。通過(guò)氧化爐渣供氧為間接供氧。由于間接供氧擴(kuò)散阻力較大，有利于氧化鐵的積累。中期吹煉時(shí)，由于鋼水液滴的比重比爐渣大，因此乳化液的下部鋼水液滴的密度高，上部低。槍位高，則間接供氧比例大，渣中（Fe。）易積累，當(dāng)槍位長(zhǎng)時(shí)間偏高，渣中（Feo）積累到一定程度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生持續(xù)的噴濺。渣返干后，鋼水液面裸露在氧氣流股下，由于劇烈劇烈的CO反應(yīng)，鋼水液面上漲，槍位不夠高時(shí)，仍然是直接氧化，渣中（Fe。）無(wú)法累積，只有吊槍至足夠高度，氧氣流股不能直接接觸鋼液從而發(fā)生以下反應(yīng)：O2+2CO=2

8、CO2CO2+Fe=Fe0+CO由于反應(yīng)COz+Fe=Fe0+CO是強(qiáng)吸熱反應(yīng)，使鋼液局部降溫，抑制了C-O反應(yīng)，此時(shí)渣中（Fe。）才開(kāi)始積累，隨著（Fe。）增加，熔渣中高熔點(diǎn)物質(zhì)的熔點(diǎn)降低融化，如果降槍不及時(shí)就會(huì)引起爆發(fā)性噴濺。（3）吹煉后期后期的噴濺基本上都是錯(cuò)誤的操作引起的，如溫度過(guò)高時(shí)加入含氧化鐵的冷卻劑，致使產(chǎn)生爆發(fā)性噴濺等。預(yù)防措施鋼水過(guò)氧化是產(chǎn)生噴濺的主要原因。因此，如何避免鋼水過(guò)氧化是預(yù)防鋼水大噴的根本措施。爐前在冶煉操作時(shí)，應(yīng)采取的措施是增大供氧強(qiáng)度，采用多孔噴頭，低槍位操作，這樣可以降低渣中Feo含量從而降低鋼中氧含量，提高一次拉碳命中率，應(yīng)盡量減少補(bǔ)吹。加入合金脫氧時(shí)，應(yīng)

9、按照先弱后強(qiáng)的順序，先加入硅鐵，然后加入鉆鐵，以保證良好的脫氧效果。保證拉碳準(zhǔn)確，避免過(guò)低量的碳，然后補(bǔ)加碳粉或SiC來(lái)增碳，從而降低鋼中的氧含量。加入碳粉或碳化硅時(shí)，不要將碳粉或碳化硅一次性加入包底，以防被鋼包底部渣子裹住，鋼水翻入后，不能及時(shí)反應(yīng)，待到溫度達(dá)到碳氧反應(yīng)條件后，急劇反應(yīng)，另外，在鋼包水中不能自動(dòng)開(kāi)澆，用氧氣燒眼引流時(shí)，大量的氧氣進(jìn)入鋼包中，打破鋼包內(nèi)原有的平衡，鋼包內(nèi)原有存在的大量氣體，在外界因素的導(dǎo)致下，突然反應(yīng)而導(dǎo)致大噴。鋼包要潔凈，以防鋼水注入鋼包前期溫度過(guò)底，碳粉或碳化硅與鋼中氧不反應(yīng)，待溫度升高后，突然反應(yīng)造成大噴。爐前要加強(qiáng)吹氮攪拌，通過(guò)吹氮，來(lái)均勻鋼水成份、溫度

10、，確保氣體和夾雜物上浮，保證吹量時(shí)間大于3min,吹量壓力保證鋼包內(nèi)鋼水微微浮起為最佳，鋼水翻花太大，鋼包內(nèi)鋼水渣層被破壞，鋼水吸氣，使鋼水二次氧化，鋼水不翻花，吹氮攪拌效果不好，達(dá)不到去氣去夾雜的效果。加強(qiáng)終脫氧力度，凡終點(diǎn)碳低于0.05%個(gè)時(shí)，應(yīng)加大硅鋁鋼量用，將硅鋁鋼用量提高到0.51kg/t。連鑄澆鑄前必須將包蓋扣好，鋼包沿要清理好，以防止包蓋不嚴(yán)，鋼水、鋼渣從縫隙中噴出，并在適當(dāng)增加大包包蓋的寬度。防止鋼包噴濺的關(guān)鍵是爐前避免出過(guò)氧化鋼。因此，規(guī)范爐前冶煉操作是杜絕過(guò)氧化鋼出現(xiàn)的主要措施。頂吹轉(zhuǎn)爐吹煉低碳鋼種，可以直接一次拉碳，但為了一次有效地去除磷、硫，并使終點(diǎn)溫度達(dá)到鋼種要求，在

11、吹煉低碳鋼時(shí)，都要采用高拉調(diào)溫一次補(bǔ)吹的工藝操作。第一次拉碳時(shí)，鋼中含碳量最好控制在0.16%0.20%的范圍內(nèi)，倒?fàn)t測(cè)溫、取樣，根據(jù)爐溫確定冷卻劑加入數(shù)量，根據(jù)含碳量確定補(bǔ)吹時(shí)間。注意控制好爐渣，早化渣、化好渣，全程化透。通過(guò)調(diào)節(jié)槍位促進(jìn)化法。第一次倒?fàn)t時(shí)要盡量多倒渣，可以加入石灰和白云石調(diào)溫，如果加入調(diào)溫劑的數(shù)量較多，可以在開(kāi)始氧化時(shí)分批加入。為了加強(qiáng)熔池?cái)嚢瑁a(bǔ)吹時(shí)采取稍低的槍位，或者提高供氧壓力。終點(diǎn)鋼水的溫度應(yīng)根據(jù)鋼種的要求，考慮加入合金的數(shù)量、種類、吹氮及倒包等因素來(lái)確定。采用爐外脫氧，合金全部加在鋼包內(nèi)，出鋼量到1/3時(shí)開(kāi)始加合金，出鋼到3/4時(shí)全部加完，嚴(yán)禁合金先加入鋼包后再出

12、鋼。正缺的槍位控制在某種程度上復(fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼的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（Fe。）含量，以滿足吹煉過(guò)程各期的需要。如果（Fe。）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。吹煉前期槍位的調(diào)節(jié)和控制開(kāi)吹前操作人員應(yīng)詳細(xì)了解以下情況：a）鐵水成分，主要是硅、硫、磷的含量；b）鐵水溫度；c）爐子情況，是新?tīng)t還是老爐，是否補(bǔ)爐，裝入量是多少，爐內(nèi)是否有剩余鋼水和爐渣等；d）吹煉的鋼種及其對(duì)造渣、溫度控制的要求；e）上一班或上一爐操作情況，現(xiàn)在爐子的液面和爐底等。對(duì)上述情況必須做到心中有數(shù)。前期調(diào)節(jié)和控制的原則是早

13、化渣、化好渣。吹煉前期的特點(diǎn)是硅、銳迅速氧化、渣中SiO2濃度大，熔池溫度不高，此時(shí)要求將加入爐內(nèi)的石灰盡快地化好，以便形成堿度41.51.7的活躍爐渣，以減輕酸性渣對(duì)爐襯的侵蝕，并增加吹煉前期的脫硫與脫磷率。為此，應(yīng)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2CaOSiO2,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，前期槍位也不宜長(zhǎng)時(shí)間過(guò)高，以免發(fā)生嚴(yán)重噴濺。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)，往往突然引起碳的激烈氧化，容易造成爆發(fā)性噴濺。在爐溫很高時(shí)，可以在提槍的同時(shí)

14、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，但加入量不宜過(guò)多，加入的石灰化完后，如果不繼續(xù)加人石灰就應(yīng)當(dāng)適當(dāng)降槍，以便降低HFeo）,以免在硅鈕氧化結(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。吹煉中期的槍位控制吹煉過(guò)程槍位控制的基本原則是：繼續(xù)化好渣、化透渣、快速脫碳、不噴濺、熔池均勻升溫。吹煉中期的特點(diǎn)是強(qiáng)烈脫碳，在這個(gè)階段中，不僅吹人的氧氣全部用于碳的氧化，而且渣中的氧化鐵也大量被消耗，渣中HFeo）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”現(xiàn)象，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，使法中有適當(dāng)?shù)腢(Feo)。吹煉后期的槍位控制

15、后期的任務(wù)是進(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、使熔池鋼液成分和溫度均勻，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，冶煉低碳鋼，很多采用的是增碳法，所以后期非常注意加強(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工(Fe。)含量。為此在過(guò)程化法不太好，或者中期爐渣返干較嚴(yán)重時(shí)，后期應(yīng)首先適當(dāng)提槍化渣，而在接近終點(diǎn)時(shí)，再適當(dāng)降槍，以加強(qiáng)熔池?cái)嚢?，使熔池的溫度和成分均勻化，降低終渣中的三Feo),提高金屬和合金收得率并減輕對(duì)爐襯的侵蝕。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，如應(yīng)有適當(dāng)?shù)臓t底高度和液面，根據(jù)冶煉鋼種采取合適的底吹模式，如果發(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，并適當(dāng)縮短濺渣時(shí)間。3連續(xù)冶煉34爐低碳鋼，低碳、高氧化鐵渣出鋼。4適當(dāng)降低爐渣堿度和氧化鎂含量。5做好熱平