頂吹轉(zhuǎn)爐吹煉工藝

頂吹轉(zhuǎn)爐吹煉工藝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鋼的裝入數(shù)量。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“V／T”稱之為爐容比，單位為(m3／t)。一定公稱噸位的轉(zhuǎn)爐，都有一個合適的爐容比，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)濟指標和勞動條件。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，因而使整個車間的費用增加，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)過程中應(yīng)保持設(shè)計時確定的爐容比。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，可以小些。(2)供氧強度。供氧強度增大時，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0.85～1.0m3／t，為減少噴濺，爐容比應(yīng)不低于0.90m3／t。3、確定裝入量的原則是什么?在確定合理的裝入量時，除了考慮轉(zhuǎn)爐要有一個合適的爐容比外，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)實際情況在一定范圍內(nèi)波動。此外，確定裝入量時，既要考慮發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)備潛力，又要防止片面不顧實際的盲目超裝，以免造成事故和浪費。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？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，由于生產(chǎn)組織的制約，實際上難以實現(xiàn)。(1)定量裝入制度。在整個爐役期間，每爐的裝入量保持不變。這種裝入制度的優(yōu)點是：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。在一個爐役期間，按爐膛擴大的程度劃分為幾個階段，每個階段為定量裝入。這樣既大體上保持了整個爐役中具有比較合適的爐容比和熔池深度，又保持了各個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。5、供氧制度包括哪些內(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)系終點碳和溫度的控制以及爐襯壽命；對轉(zhuǎn)爐強化冶煉、擴大鋼的品種和提高質(zhì)量也有重要影響。6、什么是拉瓦爾型噴頭，它有什么特點?拉瓦爾噴頭是收縮—擴張型噴孔，當出口氧壓與進口氧壓之比p出/pO<0.528時才能夠形成超音速射流。在拉瓦爾噴頭中，氣流在喉口處速度等于音速，在出口處達到超音速。由于氧氣是可壓縮流體，當高壓低速氧氣流經(jīng)拉瓦爾管收縮段時，氧流速度提高，在到達音速時若繼續(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。當氧壓與外界氣壓相等時，就可以獲得超音速的氧射流，壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽?。擴大管徑。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)濟指標，因此拉瓦爾型噴頭被廣泛應(yīng)用。7、氧氣自由射流的運動規(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，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；隨著射流向前運動，到達一定距離后，射流中心軸線上的某一點速度等于音速，即馬赫數(shù)Ma=1，在這點以前的區(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。當射流截面上的速度與周圍介質(zhì)一樣時，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，周圍的氣體被卷入。距噴孔出口的距離越遠，被卷入的氣體數(shù)量越多。因此射流的流量不斷增加，橫截面不斷擴大，同時流速不斷降低，此現(xiàn)象稱做射流的衰減。在同一橫截面上速度的分布特點是射流中心軸線上的速度最大，離中心軸線越遠，各點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展率，這兩個參數(shù)是自由射流的基本特征。8、多孔噴頭氧氣射流運動有什么特點?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，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)計多孔噴頭時，要合理選擇每個拉瓦爾噴孔與氧槍中心軸線的夾角，保證各股氧流在到達熔池液面以前，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)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：如可以提高供氧強度和冶煉強度，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。為了加強這個區(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。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)是指在單位時間(t)內(nèi)向熔池供氧的數(shù)量(體積)V，常用標準狀態(tài)下體積(標態(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、供氧時間等因素確定的。式中：Q——氧氣流量(標態(tài))，m3/min或m3/h；V——爐鋼的氧氣耗量(標態(tài))，m3；t——爐鋼吹煉時間，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)冶煉實踐總結(jié)出氧流量最佳控制范圍。10、什么是供氧強度，確定供氧強度的依據(jù)是什么?供氧強度是單位時間內(nèi)每噸鋼的氧耗量，它的單位(標態(tài))是Nm3/(t·min)，可由下式確定：式中I——供氧強度(標態(tài))，Nm3/(t·min)；Q——氧氣流量(標態(tài))，Nm3/(t·min)；T——出鋼量，t。供氧強度的大小應(yīng)根據(jù)轉(zhuǎn)爐的公稱噸位、爐容比來確定。供氧強度過大，會造成嚴重的噴濺，供氧強度過小延長吹煉時間。通常在不產(chǎn)生噴濺的情況下，盡可能采用較大的供氧強度。目前國內(nèi)中、小型轉(zhuǎn)爐的供氧強度(標態(tài))為2.5～4.5Nm3/(t·min)，大于120t轉(zhuǎn)爐的供氧強度(標態(tài))為2.8～3.6Nm3/(t·min)；國外轉(zhuǎn)爐供氧強度(標態(tài))波動在2.5～4.0Nm3/(t·min)之間。11、如何確定每噸金屬料的氧氣耗量?吹煉1t金屬料所需要的氧氣量可以通過計算求出來。其步驟是：首先計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。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，才能到達噴頭噴孔前沿，氧氣從測定點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)計氧壓，絕對不能在低于設(shè)計氧壓下吹煉。在設(shè)計壓力下操作時，噴孔出口的氧壓p出等于爐內(nèi)環(huán)境壓力，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)計氧壓過多，則氣流在到達噴孔出口時，尚未完成膨脹過程，仍然具有一定的壓力能沒有轉(zhuǎn)換，這時氧流離開噴孔出口后繼續(xù)進行膨脹，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)計氧壓，氧流未到達出口之前就完成膨脹，且氣流離開噴孔管壁，這時出口氧壓小于環(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=1.9～2.1，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)計氧壓下吹煉，當操作氧壓過高時，造成化渣不好，噴濺增加；如果操作氧壓超過設(shè)計氧壓20%上時，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，熔池攪拌減弱，渣中TFe含量過高，氧氣利用率降低。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，從而控制吹煉進程。因此氧槍槍位是供氧制度的一個重要參數(shù)。確定合適的槍位主要考慮兩個因素：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。槍位過高射流的沖擊面積大，但沖擊深度減小，熔池攪拌減弱，渣中TFe含量增加，吹煉時間延長。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(H／mm)與噴頭喉口直徑(d喉/mm)的經(jīng)驗關(guān)系式為：多孔噴頭H=(35～50)d喉根據(jù)生產(chǎn)中的實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，造成嚴重噴濺。14、氧槍槍位對熔池攪動、渣中TFe含量、熔池溫度有什么影響？A槍位與熔池攪拌的關(guān)系采用硬吹時，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，同時降低了熔渣的TFe含量，長時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，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，延長吹煉時間。如果槍位過高或者氧壓很低，吹煉時，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)系當槍位低到一定的程度，或長時間使用某一低槍位吹煉時，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，進而引起金屬噴濺。高槍位吹煉時；由于氧流對熔池攪拌作用減弱，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；但長時間高槍位吹煉也會引起噴濺。在吹煉的不同時期，應(yīng)根據(jù)吹煉的任務(wù)，通過槍位的改變控制渣中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，熔池攪拌力強，升溫速度快，吹煉時間短，熱損失部分相對減少，爐溫較高。采用高槍位操作，熔池攪拌力弱，反應(yīng)速度減慢，因而熔池升溫速度也緩慢，吹煉時間延長，熱損失部分相對增多，溫度偏低。15、如何確定開始吹煉槍位?開吹槍位一般應(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，應(yīng)盡快成渣去P、S，槍位應(yīng)適當高些；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，可先開氧吹煉后加頭批料，即“低槍點火”；鐵水溫度高時，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，爐溫低，應(yīng)適當降低槍位；爐役前期液面高，可適當提高槍位；爐役后期熔池液面降低面積增大，可在短時間內(nèi)采用高、低槍位交替操作以加強熔池攪拌，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，熔渣容易形成，同時流動性較好，槍位可以適當?shù)托?6、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”，造成嚴重的金屬噴濺，有時甚至噴頭粘鋼而被損壞。槍位過高，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。17、如何控制后期槍位，終點前為什么要降槍?在吹煉后期，槍位操作要保證出鋼溫度、碳、磷、硫含量達到目標控制要求。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，時間不宜過長，否則會產(chǎn)生大噴。在吹煉中、高碳鋼種時，可以適當?shù)靥岣邩屛?，保持渣中有足夠TFe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，加強熔池攪拌，穩(wěn)定火焰，便于判斷終點。同時可以降低渣中TFe含量，減少鐵損，提高鋼水收得率，達到濺渣的要求。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，二批料加入后適時降槍，吹煉中期熔渣返干時可提槍或加入適量助熔劑調(diào)整熔渣流動性，以縮短吹煉時間，終點拉碳出鋼。(2)高—低—低的槍位模式。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，終點拉碳出鋼。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。20、氧槍噴頭損壞的原因和停用標準是什么，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)溫度高達約2500℃(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5～10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，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壓區(qū)，泡沫渣及夾帶的金屬液滴熔渣被不斷地吸入，當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)計的射流特性，就應(yīng)及時更換。氧槍噴頭停用的標準如下：(1)噴孔出口變形大于等于3mm，應(yīng)更換。(2)噴孔蝕損變形，冶煉指標惡化，應(yīng)及時更換。(3)噴頭、氧槍出現(xiàn)滲水或漏水，要更換。(4)噴頭或槍身涮進大于等于4mm時，應(yīng)更換。(5)噴頭或槍身粘鋼變粗達到一定直徑，應(yīng)立即更換。(6)噴頭被撞壞、槍身彎曲大于40mm時，應(yīng)更換。提高噴頭壽命的途徑有：(1)噴頭設(shè)計合理，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)計氧壓條件下工作，嚴防總管氧壓不足。(5)提高原材料質(zhì)量，保持其成分的穩(wěn)定并符合標準規(guī)定。采用活性石灰造渣；當原材料條件發(fā)生變化時，及時調(diào)整槍位，保持操作穩(wěn)定，避免燒壞噴頭。(6)提高操作水平，實施標準化操作。化好過程渣，嚴格控制好過程溫度，提高終點碳和溫度控制的命中率；要及時測量爐液面高度，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，在底吹流量增大時，頂吹槍位要相應(yīng)提高，以求吹煉平穩(wěn)。21、氧槍噴頭的主要尺寸是如何計算和確定的?噴頭的合理結(jié)構(gòu)是氧氣轉(zhuǎn)爐合理供氧的基礎(chǔ)。氧槍噴頭的計算，關(guān)鍵在于正確選擇噴頭參數(shù)。(1)供氧流量計算。通過物料平衡計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行計算。(2)理論氧壓。理論設(shè)計氧壓(絕對壓力)是噴頭進口處的氧壓，是設(shè)計噴頭喉口和出口直徑的重要參數(shù)。在選擇理論設(shè)計氧壓時，考慮到氧流附面層的存在，噴頭有效出口直徑減少，會使實際的理論設(shè)計氧壓大約降低0.049MPa左右。確定馬赫數(shù)后，理論設(shè)計氧壓可由公式計算，一般在0.7～1.0MPa為宜。(3)噴頭出口馬赫數(shù)。馬赫數(shù)的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Ma>2.0時隨馬赫數(shù)的增長氧氣的出口速度增加變慢，要求更高理論設(shè)計氧壓，這樣在技術(shù)上不夠合理，經(jīng)濟上也不合算。目前國內(nèi)推薦Ma=1.9～2.1。大于120t轉(zhuǎn)爐，Ma=2.0～2.1。(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(0.8～1.0)d出(d出為噴孔出口直徑)較為合理。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)量和時間以及加速成渣的措施。23、什么是單渣操作，它有什么特點？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要求不太嚴格，以及冶煉低碳鋼時，均可以采用單渣操作。采用單渣操作，工藝比較簡單，吹煉時間短，勞動條件好，易于實現(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30％～40％。24、什么是雙渣操作，它有什么特點？在吹煉中途倒出或扒除約1/2～2/3爐渣，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，為防止回錳等均可采用雙渣操作。但當前有的轉(zhuǎn)爐終點不能—次拉碳，多次倒爐并添加渣料補吹，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95％以上，脫硫效率約60％左右。雙渣操作會延長吹煉時間，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)處理進行三脫。25、什么是留渣操作，它有什么特點?留渣操作就是將上爐終渣的一部分留給下爐使用。終點熔渣的堿度高，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，有利于保護爐襯，節(jié)省石灰用量。采用留渣操作時，在兌鐵水前首先要加石灰或者先加廢鋼稠化冷凝熔渣，當爐內(nèi)無液體渣時方可兌入鐵水，以避免引發(fā)噴濺。濺渣護爐技術(shù)在某種程度上可以看作是留渣操作的特例。26、石灰的加入量如何確定?石灰的加入量是根據(jù)鐵水、廢鋼、生鐵塊中Si、P含量及爐渣堿度來確定的。27、渣料的加入批量和時間應(yīng)怎樣考慮，為什么?渣料的加入批量和時間對成渣速度有直接的影響。若在開吹時將渣料全部一次加入爐內(nèi)，必然導(dǎo)致熔池溫度偏低，熔渣不易形成，并且還會抑制碳的氧化。所以單渣操作時，渣料一般都是分兩批加入。第一批渣料是總量的一半或一半以上，其余的第二批加入。如果需要調(diào)整熔渣或爐溫，才有所謂第三批渣料。在正常情況下，第一批渣料是在開吹的同時加入。第二批渣料的加入時間是在Si、Mn氧化基本結(jié)束，第一批渣料基本化好，碳焰初起時加入。28、轉(zhuǎn)爐煉鋼造渣為什么要少加、不加螢石或使用螢石代用品?螢石作為助熔劑的優(yōu)點是化渣快，效果明顯。但用量過多，對爐襯有侵蝕作用，對環(huán)境也有污染，有時容易形成嚴重泡沫渣而引起噴濺。另外，螢石是貴重資源，所以要盡量少用或不用。鐵礦石、燒結(jié)礦、OG泥燒結(jié)礦都可代替螢石。由于它們又是冷卻劑，加入量要根據(jù)熔池溫度而定。有條件的也可采用貧錳礦石作助熔劑。29、渣量的大小對冶煉有哪些影響，如何用錳平衡法計算渣量?大渣量操作對冶煉的影響如下：(1)能適當?shù)靥岣呙摿住⒚摿蛐剩?2)加大了渣料消耗量；(3)容易造成噴濺，并增加熱損失和鐵損；(4)加劇對爐襯的沖刷蝕損，降低爐齡。所以在保證最大限度地去除磷、硫條件下，渣量越少越好。渣量可以用元素平衡法計算。Mn和P兩元素，從渣料及爐襯中的來源很少，其數(shù)量可以忽略不計。因而可以用Mn或P的平衡來計算渣量。30、什么是少渣操作，轉(zhuǎn)爐煉鋼為什么要采用少渣操作?在一般情況下，轉(zhuǎn)爐煉鋼渣量占金屬量的10％以上，但經(jīng)過三脫預(yù)處理的鐵水，硅、磷、硫含量都很低，轉(zhuǎn)爐煉鋼脫磷、脫硫的負荷大大減輕了，可以只承擔(dān)脫碳和升溫的任務(wù)，能夠做到少渣操作。當每噸金屬料中石灰加入量小于20kg/t時，每噸金屬料形成渣量小于30kg/t為少渣操作。少渣操作的優(yōu)點如下：(1)由于鐵水硅含量很低(ω[Si]≤0.15％)，為保證爐渣堿度所需的石灰加入量也可減少，降低了渣料消耗和能耗，減少了污染物的排放。(2)轉(zhuǎn)爐中渣量少，因此氧的利用率高，終點氧含量低，余錳高，鐵損少，合金元素吸收率較高。(3)減少對爐襯侵蝕，減少噴濺。31、石灰渣化的機理是怎樣的?石灰在爐內(nèi)渣化過程是通過試驗及對未熔透石灰塊的成分分析了解的。開吹后，各元素的氧化產(chǎn)物FeO、SiO2、MnO、Fe2O3等形成了熔渣。加入的石灰塊就浸泡在初期渣中，被這些氧化物包圍著。這些氧化物從石灰表面向其內(nèi)部滲透，并與CaO發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成一些低熔點的礦物，引起了石灰表面的渣化。這些反應(yīng)不僅在石灰塊的外表面進行著，而且也在石灰氣孔的內(nèi)表面進行聲。石灰就是這樣逐漸被渣化的。轉(zhuǎn)爐煉鋼爐渣堿度都大于3.0，其成分點在CaO-FeO-SiO2三元相圖1600℃等溫截面圖上處于Ⅲ、Ⅳ區(qū)，石灰在渣化成分點移至Ⅱ區(qū)(液相區(qū))。MnO和Fe2O3同樣也能夠破壞2CaO·SiO2的生成。CaF2和少量MgO能夠擴大CaO-FeO-SiO2三元相圖液相區(qū)，對成渣有利。在吹煉前期，由于(TFe)含量高，雖然爐溫不太高，石灰也可以部分渣化；在吹煉中期，由于碳的激烈氧化，(TFe)被大量消耗，熔渣的礦物組成發(fā)生了變化，由2FeO·SiO2→CaO·FeO·SiO2→2CaO·SiO2，熔點升高，石灰的渣化有些停滯，出現(xiàn)返干現(xiàn)象。大約在吹煉的最后的1/3時間內(nèi)，碳氧化的高峰已過，(TFe)又有所增加，因而石灰的渣化加快了，渣量又有增加。32、吹煉過程中加速石灰渣化的途徑有哪些?根據(jù)石灰渣化的機理分析，加快石灰渣化的途徑有：(1)改進石灰質(zhì)量，采用軟燒活性石灰。這種石灰氣孔率高，比表面積大，可以加快石灰的渣化。(2)適當改變助熔劑的成分。增加MnO、CaF2和少量的MgO含量，都有利于石灰的渣化。(3)提高開吹溫度，石灰在初期渣中渣化速度也會加快。以廢鋼為冷卻劑時，是在開吹前加入，前期爐溫提高較慢。如果是用鐵礦石為冷卻劑，它可以分批加入，有利于前期爐溫的提高，也有助于前期成渣。(4)控制合適的槍位既能促進石灰的渣化，又可避免發(fā)生噴濺，還可在碳的激烈氧化期熔渣不返干。(5)采用合成渣可以促進熔渣的快速形成。33、泡沫渣是怎樣形成的，它對吹煉有什么影響，如何控制泡沫渣?在吹煉過程中，由于氧流與熔池的相互作用，形成了氣—熔渣—金屬液密切混合的三相乳化液。分散在爐渣中的小氣泡的總體積，往往超過熔渣本身的體積。熔渣成為薄膜，將氣泡包住并使其隔開，引起熔渣發(fā)泡膨脹，形成泡沫渣。正常泡沫渣的厚度經(jīng)常在1～2m乃至3m?！捎跔t內(nèi)的乳化現(xiàn)象，大大發(fā)展了氣—熔渣—金屬液的界面，加快了爐內(nèi)化學(xué)反應(yīng)速度。從而達到了良好的吹煉效果。倘若控制不當，嚴重的泡沫渣也會導(dǎo)致事故。在吹煉初期，爐渣堿度低，并含有一定量的FeO、SiO2、P2O5等成分，主要是這些表面活性物質(zhì)穩(wěn)定了氣泡。在吹煉中期，碳激烈氧化產(chǎn)生大量的CO氣體，由于爐渣堿度提高，形成了硅酸鹽及磷酸鹽等高熔點礦物，表面活性物質(zhì)減少，穩(wěn)定氣泡主要是固體懸浮微粒。此時如果能控制得當，避免或減輕熔渣返干現(xiàn)象，就能得到合適的泡沫渣。在吹煉后期，脫碳速度降低，只要熔渣堿度不過高，穩(wěn)定泡沫的因素就大大減弱了，一般不會產(chǎn)生嚴重的泡沫渣。在吹煉過程中，氧壓低，槍位過高，渣中(TFe)大量增加，會促進泡沫渣的發(fā)展，嚴重時還會產(chǎn)生泡沫性噴濺或溢渣。相反，槍位過低，尤其是在碳氧化激烈的中期，(TFe)含量低，又會導(dǎo)致熔渣的返干而造成金屬噴濺。所以，只有控制得當，才能夠保持正常的泡沫渣。34、吹煉過程中為什么會出現(xiàn)熔渣“返干”現(xiàn)象?在吹煉過程中，因氧壓高，槍位過低，尤其是在碳氧化激烈的(TFe)含量，保持正常的泡沫渣。35、用輕燒白云石為調(diào)渣劑其加入量怎樣確定?加入輕燒白云石為調(diào)渣劑，是給爐渣提供足夠數(shù)量的MgO，使其溶解度達到飽和或過飽和?？梢詼p輕初期渣對爐襯的蝕損量；終渣能夠做黏，便于掛渣和濺渣，保護爐襯利于延長爐襯的使用壽命。終點渣MgO含量控制范圍在8％～10％，因此輕燒白云石的加入數(shù)量也不一樣。36、對輕燒白云石或菱鎂礦的加入時間如何考慮？根據(jù)研究：當R=0.7時，爐襯的蝕損最嚴重；在R>1.2時，爐襯的蝕損量才顯著下降。根據(jù)這個結(jié)論來看，輕燒白云石或菱鎂礦應(yīng)早加為好，以保持初期渣中ω(MgO)，≥8％，減少爐襯蝕損，加速爐渣熔化。出鋼后根據(jù)熔渣狀況和濺渣的要求，確定是否補加調(diào)渣劑稠渣。37、轉(zhuǎn)爐煉鋼的溫度制度包括哪些內(nèi)容，它對冶煉有什么影響?溫度制度主要是指煉鋼過程溫度控制和終點溫度控制。吹煉任何鋼種，對其出鋼溫度都有要求。如果出鋼溫度過低，水口容易結(jié)瘤，鋼包易粘鋼甚至出現(xiàn)要回爐處理的事故。若出鋼溫度過高，不僅會增加鋼中夾雜物和氣體含量，影響鋼的質(zhì)量，而且還會增加鐵的燒損，降低合金元素吸收率，降低爐襯和鋼包內(nèi)襯壽命，造成連鑄坯(或鋼錠)多種缺陷甚至澆注漏鋼。沸騰鋼出鋼溫度過高時，還會引起澆注前期模內(nèi)不沸騰，后期大翻，導(dǎo)致堅殼帶過薄等缺陷。因此，控制好終點溫度是頂吹轉(zhuǎn)爐吹煉工藝的重要環(huán)節(jié)之一。控制好煉鋼過程溫度是確保終點溫度達到目標值的關(guān)鍵。38、吹煉過程中熔池?zé)崃康牟稍磁c支出各有哪些方面?氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼的熱量來源是鐵水的物理熱和化學(xué)熱。鐵水的物理熱是指鐵水帶入的熱量，與鐵水溫度有直接關(guān)系；鐵水的化學(xué)熱就是鐵水中各元素氧化、成渣過程所放出的熱量，它與鐵水的化學(xué)成分有關(guān)。39、什么叫轉(zhuǎn)爐的熱效率，如何提高熱效率?根據(jù)轉(zhuǎn)爐初期渣堿度與爐襯蝕損量關(guān)系的研究發(fā)現(xiàn)，當只從熱量的來源看，鐵水的物理熱和化學(xué)熱大約各占一半，因此鐵水的溫度與化學(xué)成分直接關(guān)系轉(zhuǎn)薩煉碉熱量的來源，所以對轉(zhuǎn)爐用鐵水的溫度和化學(xué)成分必須有一定的要求。從熱量支出來看，鋼水的物理熱約占70％，這是一項主要的支出，熔渣帶走的熱量太約占10％，爐氣物理熱也約占10％，金屬鐵珠及噴濺帶走熱、爐襯及冷卻水帶走撤煙塵物理熱，生白云石及礦石分解熱，還有其他熱損失總共約占10％。指鋼水物理熱及礦石分解熱。真正有效熱占整個熱量來源的70％左右，在熱量的利用上還有一定潛力。其中，熔渣帶走的熱量大約占10％，它與渣量的多少有關(guān)。因此在保證去除P、S的條件下，宜用最小的渣量。渣量過大不僅增加渣料的消耗，也增加熱量的損失，為此最好應(yīng)用鐵水預(yù)處理技術(shù)，實現(xiàn)少渣操作；同時在吹煉過程中還要盡量減少和避免噴濺；縮短冶煉周期，減少爐與爐的間隔時間等，都是減少熱損失，提高轉(zhuǎn)爐熱效率的措施。熱效率提高以后，可以多加廢鋼，或多加冷卻劑鐵礦石，以提高金屬收得率。40、什么是轉(zhuǎn)爐煉鋼的物料平衡與熱平衡，物料平衡與熱平衡計算的原理是什么，物料平衡與熱平衡計算有什么意義?物料平衡是煉鋼過程中加入爐內(nèi)參與煉鋼過程的全部物料與煉鋼過程的產(chǎn)物之間的平衡關(guān)系。熱平衡是煉鋼過程的熱量來源與支出之間的平衡關(guān)系。通過物料平衡和熱平衡的計算，結(jié)合煉鋼生產(chǎn)的實踐，可以確定許多重要的工藝參數(shù)。對于指導(dǎo)生產(chǎn)和分析、研究、改進冶煉工藝、設(shè)計煉鋼車間、選用煉鋼設(shè)備以及實現(xiàn)煉鋼過程的自動控制都具有重要意義。41、出鋼溫度是怎樣確定的?出鋼溫度首先取決于所煉鋼種的凝固溫度。而凝固溫度要根據(jù)鋼種的化學(xué)成分而定。鋼液的凝固溫度計算有多種經(jīng)驗公式，目前常用的凝固溫度計算公式是42、什么是冷卻劑的冷卻效應(yīng)，各冷卻劑之間的冷卻效應(yīng)值是怎樣換算的?在一定條件下，加入1kg冷卻劑所消耗的熱量就是該冷卻劑的冷卻效應(yīng)。冷卻劑吸收的熱量包括冷卻劑提高溫度所消耗的物理熱和參加化學(xué)反應(yīng)消耗的化學(xué)熱兩個部分。Q冷=Q物+Q化Q物取決于冷卻劑的性質(zhì)以及出鋼溫度。Q化不僅與冷卻劑本身的成分和性質(zhì)有關(guān)，還與冷卻劑在熔池內(nèi)參加的化學(xué)反應(yīng)有關(guān)。在不同條件下，同一冷卻劑可以有不同的冷卻效應(yīng)。43、吹煉過程中怎樣控制和調(diào)整熔池溫度?在吹煉過程中，可根據(jù)爐口火焰特征和參考氧槍冷卻水進出水溫度差判斷熔池的溫度。過程溫度的控制首先應(yīng)根據(jù)終點溫度的要求，確定冷卻劑加入總量，然后在一定時間內(nèi)分批加入。廢鋼是在開吹前一次加入。鐵礦石和氧化鐵皮又能起到助熔劑的作用，可隨造渣材料同時加入。若發(fā)現(xiàn)熔池溫度不合要求，憑經(jīng)驗數(shù)據(jù)加入提溫劑或冷卻劑加以調(diào)整。44、由于鐵水因素的變動，如何調(diào)整冷卻劑用量?計算廢鋼加入量應(yīng)考慮以下因素。(1)由于鐵水成分變化引起廢鋼加入量的變化。(2)由于鐵水溫度變化引起廢鋼加入量的變化。(3)由于鐵水加入量變化引起廢鋼加入量的變化。(4)目標停吹溫度變化引起廢鋼加入量的變化。除上述情況以外，還有其他情況下溫度控制應(yīng)當修正值，如鐵水入爐后等待吹煉、終點停吹等待出鋼、鋼包粘鋼等。在出鋼前若發(fā)現(xiàn)溫度過高或過低時，應(yīng)及時在爐內(nèi)處理，決不能輕易出鋼。45、什么是終點控制，終點的標志是什么?終點控制主要是指終點溫度和成分的控制。對轉(zhuǎn)爐終點的精確控制不僅要保證終點碳、溫度的精確命中，確保S、P成分達到出鋼要求，而且要求控制盡可能低的鋼水氧含量〔O〕轉(zhuǎn)爐兌入鐵水后，通過供氧、造渣等操作，經(jīng)過一系列物理化學(xué)反應(yīng)，而達到該鋼種所要求的成分和溫度的時刻，稱為“終點”。到達終點的具體標志如下。(1)鋼中碳含量達到所煉鋼種要求的控制范圍；(2)鋼中P、S含量低于規(guī)定下限要求的一定范圍；(3)出鋼溫度保證能順利進行精煉和澆注；(4)達到鋼種要求控制的氧含量?！?6、什么叫終點控制的“雙命中”，后吹有什么危害?通常把吹煉中鋼水的碳含量和溫度達到吹煉目標要求的時刻，停止吹氧操作稱做“一次拉碳”。一次拉碳鋼水中碳含量或溫度達到目標要求稱為命中，碳含量和溫度同時達到目標要求范圍叫“雙命中”。所以準確拉碳，減少后吹，提高終點命中率是終點控制的基本要求。采用計算機動態(tài)控制煉鋼，終點命中率可達90％以上，控制精度ω[c]為±0.015％，溫度t為±12℃，而靠經(jīng)驗煉鋼，終點命中率只有60％左右。由于終點命中率大幅度提高，因此鋼水中氣體含量低，鋼水質(zhì)量得到改善。一次拉碳未達到控制的目標值需要進行補吹，補吹也稱為后吹。拉碳碳含量偏高、拉碳硫、磷含量偏高或者拉碳溫度偏低均需要補吹。因此，后吹是對未命中目標進行處理的手段。后吹會給轉(zhuǎn)爐冶煉造成如下嚴重危害。(1)鋼水碳含量降低，鋼中氧含量升高，從而鋼中夾雜物增多，降低了鋼水純凈度，影響鋼的質(zhì)量。(2)渣中TFe增高、降低爐襯壽命。(3)增加了金屬鐵的氧化，降低鋼水收得率，使鋼鐵料消耗增加。(4)延長了吹煉時間，降低轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)率。(5)增加了鐵合金和增碳劑消耗量，氧氣利用率降低，成本增加。47、終點碳控制有哪些方法，各有什么優(yōu)缺點？終點碳控制的方法有：一次拉碳操作、低碳低磷增碳操作和高拉碳低氧操作。A一次拉碳操作根據(jù)終點碳和溫度的要求進行吹煉，終點碳和溫度同時達到目標時提槍，這種操作稱為一次拉碳。一次拉碳要求操作技術(shù)水平高，其優(yōu)點是可以消除后吹的危害。B低碳低磷操作終點碳的控制目標是根據(jù)終點鋼中硫、磷含量情況而確定，只有在低碳狀況下爐渣才更利于充分脫磷；由于碳含量低，在出鋼過程必須進行增碳，到精煉工序再微調(diào)成分以達到最終目標成分要求。除超低碳鋼種外的所有鋼種，終點均控制在ω〔c〕=0.05％～0.08％，然后根據(jù)鋼種規(guī)格要求加入增碳劑。這種操作的優(yōu)點是(1)只有終點碳低時，熔渣TFe含量高，脫磷效率才可能提高。(2)操作簡單，生產(chǎn)率高。(3)操作穩(wěn)定，易于實現(xiàn)自動控制。(4)廢鋼比高。C高拉碳低氧操作高拉碳的優(yōu)點是終渣氧化鐵含量低、金屬收得率高、氧氣消耗低、合金收得率高、鋼水氣體含量少。但高拉碳法終渣氧化鐵含量較低，除磷有困難；同時，在中、高碳范圍拉碳終點的命中率也較低，通常須等成分確定是否補吹。因此，要根據(jù)成品磷的要求，決定高拉碳范圍，既能保證終點鋼水氧含量低，又能達到成品磷的要求，并減少增碳量。48、如何判斷終點鋼水中的碳含量?現(xiàn)代煉鋼是通過副槍探頭測定碳含量，或?qū)煹乐袪t氣連續(xù)檢測分析預(yù)報終點碳。如尚未使用副槍和爐氣分析預(yù)報等動態(tài)控制手段，仍然需要憑經(jīng)驗入工判斷終點。用紅外碳硫分析儀、直讀光譜儀分析成分決定出鋼。人工憑經(jīng)驗判斷終點碳的方法如下。A看火焰轉(zhuǎn)爐內(nèi)碳氧化在爐口形成了火焰。爐口火焰的顏色、亮度、形狀、長度隨爐內(nèi)脫碳量和速度有規(guī)律地變化，所以能夠從火焰的外觀來推斷爐內(nèi)的碳含量。在吹煉前期碳氧化量少溫度低，所以爐口火焰短，顏色呈暗紅色；吹煉中期碳開始激烈氧化，火焰白亮，長度增加，也顯得有力；當碳含量進一步降低到0.20％左右時，由于脫碳速度明顯減慢，這時火焰要收縮、發(fā)軟、打晃，看起來火焰也稀薄些。煉鋼工根據(jù)自己的具體體驗可以把握住拉碳時機。B看火花在爐口有爐氣帶出的金屬小粒，遇到空氣后被氧化，產(chǎn)生火花。碳含量越高(ω〔c〕>1.0%)火花呈火球狀和羽毛狀，火花彈跳有力；隨碳含量的逐漸降低火花依次爆裂成多叉、三叉、二叉，彈跳力也隨之減弱；當碳ω〔c〕<0.10％時，火花幾乎消失，跳出來的均是小火星和流線。C取鋼樣在正常吹煉條件下，吹煉終點拉碳后取鋼樣，將樣勺表面的覆蓋渣撥開，根據(jù)鋼水沸騰情況可判斷終點碳含量。ω〔c〕=0.3％～0.4％時：火花分叉較多且碳花密集，彈跳有力，射程較遠。ω〔c〕=0.18％一0。25％時：火花分叉較清晰，一般分為4～5叉，弧度較大。ω〔c〕=0.12％～0.16％時：碳花較稀，分叉明晰可辨，分為3～4叉，落地呈“雞爪”狀，跳出的碳花弧度較小，多呈直線狀。ω〔c〕<0.10％時：碳花彈跳無力，基本不分叉，呈球狀顆粒。ω〔c〕再低時，火花呈麥芒狀，短而無力，隨風(fēng)飄搖。同樣，由于鋼水的碳含量不同，在樣模內(nèi)的碳氧反應(yīng)和凝固也有區(qū)別，因此可以根據(jù)凝固后鋼樣表面出現(xiàn)結(jié)膜和毛刺，憑經(jīng)驗判斷碳含量。此外還可以用吹煉一爐鋼的供氧時間和氧氣消耗量作為拉碳的參考。同時采用紅外碳硫分析儀、直讀光譜儀等成分的快速測定手段驗證經(jīng)驗判斷的準確性。49、紅外碳硫分析儀的工作原理是怎樣的?紅外碳硫分析儀是利用被測氣體CO2和SO2對紅外線具有選擇吸收的原理進行氣體定量分析的儀器。試樣在瓷性坩堝中，通入氧氣經(jīng)高頻感應(yīng)加熱燃燒，試樣中的碳和硫氧化生成CO2、SO2。經(jīng)氧氣載流送入檢測單元，CO2、SO2吸收紅外能量，因而檢測單元接受的能量減少，根據(jù)紅外能量的衰減變化與被測氣體濃度間的關(guān)系可以確定被測氣體的濃度，進而求出試樣中C、S元素的含量，分析結(jié)果以質(zhì)量分數(shù)直接顯示。50、終點溫度過高或過低如何調(diào)整?發(fā)現(xiàn)終點溫度高于目標值，補救的辦法是向爐內(nèi)加冷卻劑(鐵礦石或生白云石)，根據(jù)冷卻劑的冷卻效應(yīng)確定用量。加入大量冷卻劑后要降槍點吹，以防渣料結(jié)團和爐內(nèi)溫度不均勻。當終點碳含量高、溫度也高時，用鐵礦石調(diào)溫；如終點溫度高、碳含量不高時，可用生白云石或石灰石調(diào)溫。用礦石調(diào)溫應(yīng)注意防止爐口冒煙，影響環(huán)境。吹煉終點溫度過低，若終點碳在鋼種目標值的上限，可采用補吹提溫。若終點碳低，通常的辦法是向爐內(nèi)加硅鐵或焦炭，補吹提溫。根據(jù)鋼種成分碳含量要求，在鋼包內(nèi)進行增碳。用硅鐵提溫應(yīng)根據(jù)硅鐵含硅量補加石灰，同時考慮補加石灰對爐溫的影響；用焦炭提溫應(yīng)考慮其對鋼水的增硫量。51、轉(zhuǎn)爐出鋼時對出鋼口有什么要求，為什么?出鋼口應(yīng)保持一定的直徑、長度和合理的角度，以維持合適的出鋼時間。若出鋼口變形擴大，出鋼易散流、還會大流下渣，出鋼時間縮短等，這不僅會導(dǎo)致回磷，而且降低合金吸收率。出鋼時間太短，加入的合金未得到充分熔化，分布也不均勻，影響合金吸收率的穩(wěn)定性。出鋼時間過長，加劇鋼流二次氧化，加重脫氧負擔(dān)，而且溫降也大，同時也影響轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)率。出鋼口要定期更換，可采用整體更換的辦法，也可采用重新做出鋼口的辦法。在生產(chǎn)中對出鋼口應(yīng)進行嚴格的檢查維護。為延長出鋼口的使用壽命，一方面要提高出鋼口材質(zhì)，另一方面在不影響質(zhì)量的前提下，造黏渣減少熔渣對出鋼口的侵蝕、沖刷。此外采用擋渣出鋼的方法，也能延長出鋼口的使用壽命。52、為什么要擋渣出鋼，有哪幾種擋渣方法?少渣或擋渣出鋼是生產(chǎn)純凈鋼的必要手段之一。其目的是有利于準確控制鋼水成分，有效地減少鋼水回磷，提高合金元素吸收率，減少合金消耗。有利于降低鋼中夾雜物含量，提高鋼包精煉效果古還有利于降低對鋼包耐火材料蝕損。同時，也提高了轉(zhuǎn)爐出鋼口的壽命。目前，爐外精煉要求鋼包渣層厚度小于50m，噸鋼渣量小于3kg／t。擋渣的方法有：用擋渣帽法阻擋一次下渣；阻擋二次下渣采用擋渣球法、擋渣塞法、氣動擋渣器法、氣動吹渣法等。(1)擋渣帽。在出鋼口外堵以鋼板制成的錐形擋渣帽，擋住開始出鋼時的一次熔渣。(2)擋渣球。擋渣球的密度介于鋼水與爐渣之間，臨近出鋼結(jié)束時投入爐內(nèi)出鋼口附近，隨鋼水液面的降低，擋渣球下沉而堵住出鋼口，避免隨之而來的熔渣進入鋼包。(3)擋渣塞。擋渣塞能有效地阻止熔渣進入鋼流。擋渣塞的結(jié)構(gòu)由塞桿和塞頭組成，其材質(zhì)與擋渣球相同，其密度可與擋渣球相同或稍低。塞桿上部是用來夾持定位的鋼棒，下部包裹耐火材料。出鋼即將結(jié)束時，按照轉(zhuǎn)爐出鋼角度，嚴格對位，用機械裝量將塞桿插入出鋼口。出鋼結(jié)束時，塞頭就封住出鋼口。塞頭上召溝槽，爐內(nèi)剩余鋼水可通過溝槽流出，鋼渣則被擋在爐內(nèi)。由于擋渣塞比擋渣球擋渣效果好，目前得到普遍應(yīng)用。(4)氣動擋渣器。出鋼將近結(jié)束時，由機械裝置從轉(zhuǎn)爐外部用擋渣器噴嘴向出鋼口內(nèi)吹氣，阻止爐渣流出。此法對出鋼口形狀和位置要求嚴格，并要求噴嘴與出鋼口中心線對中。(5)氣動吹渣法。擋住出鋼后期的渦流下渣最難，渦流一旦產(chǎn)生，容易出現(xiàn)渣鋼混出。因此，為防止出鋼后期產(chǎn)生渦流，或者即便有渦流產(chǎn)生，在渦流鋼液表面能夠擋住熔渣的方法，也是最為有效的方法，這就是氣動吹渣法。采用高壓氣體將出鋼口上部鋼液面上的鋼渣吹開擋住，達到除渣的目的。該法能使鋼包渣層厚度達到15~55mm。53、出鋼過程為什么向鋼包內(nèi)加鋼包渣改質(zhì)劑，有幾種改質(zhì)方法?出鋼時雖然采取擋渣措施，但要徹底擋住高氧化性的終渣很困難的，為此在提高擋渣效率的同時，應(yīng)開發(fā)和使用鋼包渣改質(zhì)劑。其目的一是降低熔渣的氧化性，減少其污染；二是形成合適的脫硫、吸收上浮夾雜物的精煉渣。在出鋼過程中加入預(yù)熔合成渣，經(jīng)鋼水混沖，完成爐渣改質(zhì)和鋼水脫硫的冶金反應(yīng)，此法稱為渣稀釋法。改質(zhì)劑由石灰、螢石或鋁礬土等材料組成。另一種爐渣改質(zhì)方法是渣還原處理法，即出鋼結(jié)束后，添加如CaO+鋁粉或A1+A1203+SiO2等改質(zhì)劑。鋼包渣改質(zhì)后的成分是：堿度R≥2.5；ω(FeO+MnO)≤4％；ωSiO2≤10%；ωCaO/ωAl2O3=1.2～1.5；脫硫效率為30％--40％。鋼包渣中(FeO+MnO)含量的降低，形成還原性熔渣，是具有良好吸附夾雜的精煉渣，為最終達到精煉效果創(chuàng)造了條件。54、如何防止或減少鋼包鋼水的回磷?為了防止鋼包回磷或使回磷降低至最低限度，需要嚴格管理和維護好出鋼口，避免出鋼下渣；采取擋渣出鋼，減少出鋼帶渣量。出鋼過程向鋼包內(nèi)加入鋼包渣改質(zhì)劑，一方面抵消因硅鐵脫氧后引起爐渣堿度的降低；另一方面可以稀釋熔渣中磷的含量，以減弱回磷反應(yīng)。另外，擋渣不好時精煉前應(yīng)扒除鋼包渣。55、影響鋼水氧含量的因素有哪些?吹煉終點鋼水氧含量也稱為鋼水的氧化性。鋼水氧化性對鋼的質(zhì)量、合金吸收率以及對沸騰鋼的脫氧，都有重要的影響。影響鋼水氧含量的因素主要有：(1)鋼中氧含量主要受碳含量控制。碳含量高，氧含量就低；碳含量低時，氧含量相應(yīng)就高；它們服從碳—氧平衡規(guī)律。(2)鋼水中的余錳含量也影響鋼中氧含量。在ω〔c〕<0.1％時，錳對氧化性的影響比較明顯，余錳含量高，鋼中氧含量會降低。(3)鋼水溫度高，增加鋼水酌氧含量。(4)操作工藝對鋼水的氧含量也有影響。例如高槍位，或低氧壓，熔池攪拌減弱，將增加鋼水的氧含量，當ω〔c〕<0.15％時，進行補吹會增加鋼水氧含量；拉碳前，加鐵礦石或氧化鐵皮等調(diào)溫劑，也會增加鋼水氧含量。因此，鋼水要獲得正常的氧含量，首先應(yīng)該穩(wěn)定吹煉操作。56、什么是脫氧，什么是合金化?向鋼中加入脫氧元素，使之與氧發(fā)生反應(yīng)，生成不溶于鋼水的脫氧產(chǎn)物，并從鋼水中上浮進入渣中，鋼中氧含量達到所煉鋼種的要求，這項工藝稱為脫氧。為了調(diào)整鋼中合金元素含量達到所煉鋼種規(guī)格的成分范圍，向鋼中加入所需的鐵合金或金屬的操作是合金化。通常，錳鐵及硅鐵既作為脫氧劑使用，又是合金化元素。有些合金等只是作為脫氧劑使用，如硅鈣合金，硅鋁合金及鋁等。冶煉含鋁的鋼種，鋁也是合金化元素。另有一些合金只用于合金化，如鉻鐵、鈮鐵，釩鐵、鎢鐵、鉬鐵等。在一般情況下，脫氧與合金化的操作是同時進行的。57、由子脫氧工藝不同，盼氧產(chǎn)物的組成有何不同，怎樣才有利于脫氧產(chǎn)物的排除？鋼包脫氧合金化后，鋼中的氧[O]溶形成氧化物，只有脫氧產(chǎn)物上浮排除才能降低[O]夾，達到去除鋼中一切形式氧含量的目的。脫氧工藝有3種。(1)用Si／Mn脫氧，形成的脫氧產(chǎn)物可能有：固相的純SiO2；液相的MnO·SiO2；固溶體MnO-FeO。通過控制合適的ω〔Mn〕/ω〔Si〕比，能得到液相的MnO·SiO2產(chǎn)物，夾雜物易于上浮排除。(2)用S+Mn十Al脫氧，形成的脫氧產(chǎn)物可能有薔薇輝石(2MnO·A1203·5Si02)；硅鋁榴石(3MnO·Al2O3·3SiO2)；A12O3(ω〔Al2O3〕>30％)。控制夾雜物成分在低熔點范圍，為此鋼中ωIAl]≤0.006％，鋼中[O)溶可達0.0020％(20ppm)而無Al203沉淀，鋼水可澆性好，不堵水口，鑄坯不會產(chǎn)生皮下氣孔。(3)用過量鋁脫氧。對于低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼，鋼中酸溶鋁[Al]s含量為0.02％～0.04％，則脫氧產(chǎn)物全部為Al203。Al203熔點高達2050℃，在鋼水中呈固態(tài)；若Al203含量多鋼水的可澆性變差，易堵水口。另外，Al203通過吹氬攪拌加速Al203上浮排出，或者喂入Si-Ca線、Ca線的鈣處理，改變Al203性態(tài)。[Al]s含量較低，鈣處理生成低熔點2CaO·Al203·Si02；對于低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼，通過鈣處理，產(chǎn)物易于上浮排除純凈了鋼水，改善了可澆性。58、什么是合金元素的吸收率，影響合金元素吸收率的因素有哪些?合金元素的吸收率又稱收得率或回收率(η)，是指進入鋼中合金元素的質(zhì)量占合金元素加入總量的百分比。所煉鋼種、合金加入種類、數(shù)量和順序、終點碳以及操作因素等，均影響合金元素吸收率。不同合金元素吸收率不同；同一種合金元素，鋼種不同，吸收率也有差異。影響合金元素吸收率的因素主要有：(1)鋼水的氧化性。鋼水氧化性越強，吸收率越低，反之則高。鋼水氧化性主要取決于終點鋼水碳含量，所以，終點碳的高低是影響元素吸收率的主要因素。(2)終渣TFe含量。終渣的TFe含量高，鋼中氧含量也高，吸收率低，反之則高。(3)終點鋼水的余錳含量。鋼水余錳含量高，鋼水氧含量會降低，吸收率有提高。(4)脫氧元素脫氧能力。脫氧能力強的合金吸收率低，脫氧、能力弱的合金吸收率高。(5)合金加入量。在鋼水氧化性相同的條件下，加入某種元素合金的總量越多，則該元素的吸收率也高。(6)合金加入的順序。鋼水加入多種合金時，加入次序不同，吸收率也不同。對于同樣的鋼種，先加的合金元素吸收率就低，后加的則高。倘若先加入部分金屬鋁預(yù)脫氧，后繼加入其他合金元素，吸收率就高。(7)出鋼情況。出鋼鋼流細小且發(fā)散，增加了鋼水的二次氧化，或者是出鋼時下渣過多，這些都降低合金元素的吸收率。(8)合金的狀態(tài)。合金塊度應(yīng)合適，否則吸收率不穩(wěn)定。塊度過大，雖能沉入鋼水中，但不易熔化，會導(dǎo)致成分不均勻。但塊度過小，甚至粉末過多，加入鋼包后，易被裹入渣中，合金損失較多，降低吸收率。59、對終點鋼水余錳含量應(yīng)如何考慮?終點鋼水余錳含量是確定含錳合金加入量的重要數(shù)據(jù)。終點余錳與鐵水錳含量、終點碳、爐渣氧化性及終點溫度有關(guān)。鐵水錳含量高，終點溫度高，終點碳含量高，鋼中余錳含量高；后吹次數(shù)多、噴濺大鋼中余錳含量低。此外，凡影響終渣TFe增高的因素，鋼中余錳含量都會降低，相反余錳含量會增高。目前轉(zhuǎn)爐用鐵水均為低錳鐵水，終點鋼中余錳很低。60、合金加入的順序和原則是怎樣的?在常壓下脫氧劑加入的順序有兩種。(1)先加脫氧能力弱的，后加脫氧能力強的脫氧劑。這樣既能保證鋼水的脫氧程度達到鋼種的要求，又利于脫氧產(chǎn)物上浮，質(zhì)量合乎鋼種的要求。因此，冶煉一般鋼種時，脫氧劑加入的順序是：Fe-Mn→Fe-Si→AI。(2)對拉低碳工藝，脫氧劑的加入順序是：先強后弱，即AI→Fe-Si→Fe-Mn。實踐證明，利于Al2O3上浮，減少鋼中夾雜物，同時可以大大提高并穩(wěn)定Si和Mn元素的吸收率，相應(yīng)減少合金用量。但必須采用相應(yīng)精煉措施。一般合金加入順序應(yīng)考慮以下原則：(1)以脫氧為目的的元素先加，合金化元素后加。(2)易氧化的貴重合金應(yīng)在脫氧良好的情況下加入。如Fe-V、Nb-Fe、Fe-B等合金應(yīng)在Fe-Mn、Fe-Si、鋁等脫氧劑全部加完以后再加，以減少其燒損。為了成分均勻，加入的時間也不能過晚。微量元素還可以在精煉過程中加入。(3)難熔的、不易氧化的合金，如Fe-Cr、Fe-W，F(xiàn)e-Mo，F(xiàn)e-Ni等可加在精煉爐或轉(zhuǎn)爐內(nèi)。其他合金均加在鋼包內(nèi)。61、合金加入時間應(yīng)如何掌握?大多數(shù)鋼種均在鋼包內(nèi)完成脫氧合金化。這種方法簡便，大大縮短冶煉周期，而且能提高合金元素的吸收率。合金加入時間，一般在鋼水流出總量的1/4時開始加入，流出3/4時加完。為保證合金熔化和攪拌均勻，合金應(yīng)加在鋼流沖擊的部位或同時吹氬攪拌。62、噴濺有哪些危害，產(chǎn)生噴濺的基本原因是什么，轉(zhuǎn)爐煉鋼噴濺有哪幾種類型?噴濺是頂吹轉(zhuǎn)爐吹煉過程中經(jīng)常見到的一種現(xiàn)象。噴濺的危害如下：(1)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。(2)噴濺冒煙污染環(huán)境。(3)噴濺的噴出物堆積，清除困難，嚴重噴濺還會引發(fā)事故，危及入身及設(shè)備安全。(4)由于噴濺物大量噴出，不僅影響脫除P、S，熱量損失增大，還會引起鋼水量變化，影響冶煉控制的穩(wěn)定性。限制供氧強度的提高。防止和減少噴濺是頂吹轉(zhuǎn)爐吹煉的重要課題之一。爐內(nèi)鋼水的密度約7.0t/m3，熔渣的密度約為3.2t/m3，如果沒有足夠的力量，金屬和熔渣是不會從爐口噴出的。噴濺主要源自碳氧的不均衡反應(yīng)，瞬間產(chǎn)生的大量CO氣體，從爐口奪路而出，將金屬和熔渣托出爐外。爆發(fā)性噴濺、泡沫性噴濺和金屬噴濺是氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐吹煉常見的噴濺。63、為什么會產(chǎn)生爆發(fā)性噴濺?熔池內(nèi)碳氧反應(yīng)不均衡發(fā)展，瞬時產(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)=ICO1+[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，抑制了正在激烈進行的碳氧反應(yīng)；供入的氧氣生成了大量(TFe)并聚積；當熔池溫度再度升高到一定程度(一般在1470℃以上)，(TFe)聚積到20％以上時，碳氧反應(yīng)重新以更猛烈的速度進行，瞬時間排出大量具有巨大能量的CO氣體從爐口奪路而出，同時還挾帶著一定量的鋼水和熔渣，形成了較大的噴濺。例如因二批渣料加入時間不當，在加入二批料之后不久，隨之而來的大噴濺，就是由于上述原因造成的。在熔渣氧化性過高，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。64、吹煉過程中怎樣預(yù)防爆發(fā)性噴濺?根據(jù)爆發(fā)性噴濺產(chǎn)生的原因，可以從以下幾方面預(yù)防：(1)控制好熔池溫度。前期溫度不要過低，中后期溫度不要過高，均勻升溫，碳氧反應(yīng)得以均衡的進行；嚴禁突然冷卻熔池，消除爆發(fā)性碳氧反應(yīng)的條件。(2)控制(TFe)不出現(xiàn)聚積現(xiàn)象，以避免熔渣過分發(fā)泡或引起爆發(fā)性的碳氧反應(yīng)。具體講應(yīng)注意以下的情況：1)若初期渣形成過早，應(yīng)及時降槍以控制渣中(TFe)；同時促進熔池升溫，使碳得以均衡的氧化。避免碳焰上來后的大噴。2)適時加入二批料，這樣熔池溫度不會明顯降低，有利于消除因二批渣料的加入過分冷卻熔池而造成的大噴。3)在處理爐渣“返干”或加速終點渣形成時，不要加入過量的螢石，或用過高的槍位吹煉，避免(TFe)積聚。4)終點適時降槍，降槍過早熔池碳含量還較高，碳的氧化速度猛增，也會產(chǎn)生大噴。5)爐役前期爐膛小，同時溫度又低，要注意適時降槍，避免TFe含量過高，引起噴濺。6)補爐后爐襯溫度偏低，前期溫度隨之降低，要注意及時降槍，控制渣中(TFe)含量，以免噴濺。7)若采用留渣操作時，兌鐵前必須采取冷凝熔渣的措施，防止產(chǎn)生爆發(fā)性噴濺。(3)吹煉過程一旦發(fā)生噴濺就不要輕易降槍，因為降槍以后，碳氧反應(yīng)更加激烈，反而會加劇噴濺。此時可適當?shù)奶針?，這樣一方面可以緩和碳氧反應(yīng)和降低熔池升溫速度，另一方面也可以借助于氧氣射流的沖擊作用吹開熔渣，利于氣體的排出。(4)在爐溫很高時，可以在提槍的同時適當加一些石灰，稠化熔渣，有時對抑制噴濺也有些作用，但加入量不宜過多。也可以用如廢絕熱板、小木塊等密度較小的防噴劑，降低渣中(TFe)含量，達到減少噴濺的目的。此外，適當降低氧流量也可以減弱噴濺強度。65、為什么會產(chǎn)生泡沫性噴濺，怎樣預(yù)防泡沫性噴濺?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引起噴濺。在鐵水Si、P含量較高時，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，嚴重時能夠上漲到爐口。此時只要有一個不大的推力，熔渣就會從爐口噴出，熔渣所夾帶的金屬液也隨之而出，形成噴濺。同時泡沫渣對熔池液面覆蓋良好，對氣體的排出有阻礙作用。嚴重的泡沫渣可能導(dǎo)致爐口溢渣。顯然，渣量大時，比較容易產(chǎn)生噴濺；爐容比大的轉(zhuǎn)爐，爐膛空間也大，相對而言發(fā)生較大噴濺的可能性小些。泡沫性噴濺由于渣中(TFe)含量較高，往往伴隨有爆發(fā)性噴濺。泡沫性噴濺預(yù)防的措施如下：，(1)控制好鐵水中的Si、P含量，最好是采用鐵水預(yù)處理，實施三脫，或者采用雙渣操作，如鐵水中Si、P含量高，渣量大，在吹煉前期倒出部分酸性泡沫渣，可避免泡沫性噴濺。(2)控制好(TFe)含量，不出現(xiàn)(TFe)的聚積現(xiàn)象，以免熔渣過分發(fā)泡。66、為什么會產(chǎn)生金屬噴濺，怎樣預(yù)防金屬噴濺?當渣中TFe含量過低，熔渣黏稠，熔池被氧流吹開后熔渣不能及時返回覆蓋液面，CO氣體的排出帶著金屬液滴飛出爐口，形成金屬噴濺。飛濺的金屬液滴粘附在氧槍噴頭上，會嚴重惡化噴頭的冷卻條件，導(dǎo)致噴頭損壞。熔渣“返干”會產(chǎn)生金屬噴濺?？梢姡纬山饘賴姙R的原因與爆發(fā)性噴濺正好相反。當長時間低槍位操作、二批料加入過早、爐渣未化透就急于降槍脫碳以及爐液面上升而沒有及時調(diào)整槍位，都有可能產(chǎn)生金屬噴濺。金屬噴濺預(yù)防和處理措施如下：(1)保證合理裝入量，避免超裝，防止熔池過深，爐容比過小。(2)爐底上漲應(yīng)及時處理；經(jīng)常測量爐液面高度，以防槍位控制不當。(3)控制好槍位，化好渣，避免槍位過低(TFe)過低。(4)控制合適的(TFe)含量，保持正常熔渣性能。67、計算機控制煉鋼有哪些優(yōu)點?與經(jīng)驗煉鋼相比，計算機控制煉鋼具有以下優(yōu)點：(1)較精確地計算吹煉參數(shù)。計算機控制煉鋼計算模型是半機理半經(jīng)驗的模型，且可不斷優(yōu)化，比憑經(jīng)驗煉鋼的粗略計算精確的多，可將其吹煉的氧氣消耗量和渣料數(shù)量控制在最佳范圍，合金和原料消耗量有明顯的降低。(2)無倒爐出鋼。計算機控制煉鋼補吹率一般小于8％，其冶煉周期可縮短5～l0min；(3)終點命中率高。計算機控制吹煉終點命中率一般水平不小于80％，先進水平不小于90％；經(jīng)驗煉鋼終點控制命中率約60％左右；大幅提高終點控制命中率，因此鋼水氣體含量低，鋼質(zhì)量得到改善。(4)改善勞動條件。計算機控制煉鋼采用副槍或其他設(shè)備測溫、取樣，能減輕工入勞動強度，也減少倒爐冒煙的污染，改善勞動環(huán)境。68、煉鋼計算機控制系統(tǒng)包括哪些部分?煉鋼計算機控制系統(tǒng)一般分三級：管理級(三級機)、過程級(二級機)、基礎(chǔ)自動化級(一級機)。計算機煉鋼過程控制是以過程計算機控制為核心，實行對冶煉全過程的參數(shù)計算和優(yōu)化、數(shù)據(jù)和質(zhì)量跟蹤、生產(chǎn)順序控制和管理。計算機控制功能如下：(1)從管理計算機接受生產(chǎn)和制定計劃。(2)向上傳輸一級系統(tǒng)的過程數(shù)據(jù)。(3)向一級系統(tǒng)下達設(shè)定值。主要包括熔煉鋼號，散狀材料重量，吹氧量，吹煉模式(吹煉槍位、供氧曲線散料加入批量和時間、底吹曲線，副槍下槍時間和高度)，動態(tài)過程的吹氧量和冷卻劑加入量。(4)從化驗室接收鐵水、鋼液和爐渣的成分分析數(shù)據(jù)。(5)建立鋼種字典。(6)完成轉(zhuǎn)爐裝料計算。(7)完成轉(zhuǎn)爐動態(tài)吹煉的控制計算。(8)完成冶煉記錄。(9)將生產(chǎn)數(shù)據(jù)傳送到管理計算機。69、計算機控制煉鋼的條件是什么?用計算機控制轉(zhuǎn)爐煉鋼，不僅需要計算機硬件和軟件，而且還必須具備以下條件：(1)設(shè)備無故障或故障率很低。計算機控制煉鋼要求生產(chǎn)連續(xù)穩(wěn)定，設(shè)備準確地執(zhí)行基礎(chǔ)自動化發(fā)出的工作指令，基礎(chǔ)自動化準確控制設(shè)備運行。保證生產(chǎn)能連續(xù)正常地按順序進行。因此要求轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)設(shè)備無故障或故障率很低。，(2)過程數(shù)據(jù)檢測準確可靠。無論是靜態(tài)控制，還是動態(tài)控制，都是建立在對各種原材料數(shù)量和成分，以及溫度、壓強、流量、鋼液成分和溫度的準確測量基礎(chǔ)上，所以要求各種傳感器必須穩(wěn)定可靠，以保證吹煉過程參數(shù)的測量準確可信。(3)原材料達到精料標準，質(zhì)量穩(wěn)定。計算機控制煉鋼要進行操作條件(如吹煉所需的裝入量、氧氣消耗量和渣料用量等)計算?這些計算以吹煉參考爐次和正常吹煉控制反應(yīng)為基準。因此要求吹煉前的初始條件如鐵水、廢鋼、渣料成分和鐵水溫度等參數(shù)穩(wěn)定，計算值修正變化量較少，吹煉處于平穩(wěn)狀態(tài)。(4)要求入員素質(zhì)高。計算機控制煉鋼是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，它對原材料管理、工藝過程控制、設(shè)備運行等有很高的要求。因此企業(yè)要具有很高的管理水平，高素質(zhì)的管理入員、技術(shù)入員、操作入員和設(shè)備維修入員，確保整個系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。我國有的鋼廠采用計算機煉鋼已達到全程控制率大于90%，終點命中率大于80％(控制精度：ω〔c〕為±0.015％，溫度為±12℃)，轉(zhuǎn)爐補吹率小于8％的水平。70、什么是靜態(tài)模型，靜態(tài)模型計算包括哪些內(nèi)容?靜態(tài)模型就是根據(jù)物料平衡和熱平衡計算，再參照經(jīng)驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析得出的修正系數(shù)，確定吹煉加料量和氧氣消耗量，預(yù)測終點鋼水溫度及成分目標。靜態(tài)模型計算是假定在同一原料條件下，采用同樣的吹煉工藝，則應(yīng)獲得相同的冶煉效果。若條件有變，根據(jù)本爐次與參考爐次的原料、工藝等條件的差異，可推算出本爐次的目標值。靜態(tài)模型的計算通常包括氧氣量模型、槍位模型、輔原料模型和合金料模型。氧氣量模型的計算包括：先根據(jù)化學(xué)反應(yīng)式計算吹煉一爐鋼所需的氧氣量；再計算由于加入鐵礦石而帶入的氧氣量；然后用氧氣利用系數(shù)修正一爐鋼所需的氧氣量；最后計算不同吹煉階段消耗的氧氣量。槍位模型的計算包括：根據(jù)不同階段計算槍位和根據(jù)爐內(nèi)液面高度計算槍位。輔原料模型的計算包括：鐵礦石加入量、石灰加入量計算、螢石加入量的計算以及白云石加入量的計算。合金料模型的計算包括：各種合金料加入量的計算。71、什么是動態(tài)模型，該模型的計算包括哪些內(nèi)容？動態(tài)模型是指當轉(zhuǎn)爐接近終點時，將測到的溫度及碳含量數(shù)值：輸送到過程計算機；過程計算機根據(jù)所測到的實際數(shù)值，計算出達剝目標溫度和目標碳含量補吹所需的氧氣量及冷卻劑加入量，并以測到的實際數(shù)值作為初值，以后每吹氧3s，啟動一次動態(tài)計算，預(yù)測熔池內(nèi)溫度和目標碳含量。當溫度和碳含量都進入目標范圍時，發(fā)出停吹命令。動態(tài)模型的計算包括：(1)計算動態(tài)過程吹氧量。動態(tài)吹氧量與碳含量、測定后加火的冷卻劑成分、熔池脫碳速度有關(guān)。(2)推算終點碳含量。定碳后，依動態(tài)吹氧量計算終點鋼水碳含量。(3)推算終點鋼水溫度。測溫后，根據(jù)鋼液原始溫度、熔池升溫狀況和動態(tài)冷卻劑加入情況推算終點鋼水溫度。(4)計算動態(tài)過程冷卻劑加入量。根據(jù)終點碳含量和終點溫度值，可計算出動態(tài)過程冷卻劑加入量。(5)修正計算。用實際數(shù)值對計算結(jié)果進行修正。動態(tài)模型學(xué)習(xí)系數(shù)可通過過程計算機自學(xué)習(xí)模型不斷進行修正72、副槍有哪些功能，其探頭有哪幾種類型?副槍有測試副槍與操作副槍之分。測試副槍的功能是在吹煉過程和終點測量溫度、取樣、測定鋼水中碳含量和氧含量以及爐液面的高度等，以提高控制的準確性，獲取冶煉過程的中間數(shù)據(jù)，是轉(zhuǎn)爐煉鋼計算機動態(tài)控制的一種道程測量裝置。它是由槍體與探頭(又稱測試頭)組成的水冷槍。探頭有單功能探頭和復(fù)合功能探頭，目前應(yīng)用廣泛的是測溫、定碳與取樣的復(fù)合功能探頭和定氧探頭。73、結(jié)晶定碳的原理是怎樣的?終點鋼水中的主要元素是Fe與C，碳含量高低影響著鋼水的凝固溫度；反之，根據(jù)凝固溫度不同也可以判斷碳含量。如果在鋼水凝固的過程中連續(xù)地測定鋼水溫度，當?shù)竭_凝固溫度時，由于凝固潛熱抵消了鋼水降溫散發(fā)的熱量，這時溫度隨時間變化的曲線出現(xiàn)了一個平臺，這個平臺的溫度就是鋼水的凝固溫度；不同碳含量的鋼液凝固時就會出現(xiàn)不同溫度的平臺，所以根據(jù)凝固溫度也可以推出鋼水的碳含量。副槍測定終點碳含量就是這個原理。74、應(yīng)用副槍測量熔池液面高度的工作原理是怎樣的?利用副槍測量熔池液面高度的工作原理是：在探頭前裝有兩個電極，當探頭與金屬液面接觸時導(dǎo)通電路，測出副槍此時的槍位，也就測出了熔池液面值。75、測定熔池鋼水中氧含量的原理是怎樣的?熔池鋼水氧含量的測定原理是：用電解質(zhì)ZrO2+MgO以耐火材料的形式包住Mo+MoO2組成的一個標準電極板，而以鋼水中[O]十Mo為另一個電極板，鋼水中氧濃度與標準電極Mo+MOO2氧濃度不同，在ZrO2+MgO電解質(zhì)中形成氧濃度差電池。測定電池的電動勢，可以得出鋼液中氧含量。對于低碳鋼，根據(jù)終點定氧的結(jié)果，通過碳—氧濃度乘積關(guān)系可以得出碳含量。76、副槍的構(gòu)造是怎樣的，對副槍有哪些要求?副槍是安裝在氧槍側(cè)面的一支水冷槍，在水冷槍的頭部安有可更換探頭。測試副槍槍體是由3層同心圓鋼管組成。內(nèi)管中心裝有信號傳輸導(dǎo)線，并通氮氣保護；中層管與外層管分別為進、出冷卻水的通道；在槍體的下部底端裝有導(dǎo)電環(huán)和探頭的固定裝置。副槍探頭借助機械手等裝置更換。測試副槍裝好探頭插入熔池，將所測溫度、碳含量數(shù)據(jù)反饋給計算機或計器儀表。副槍提出爐口以上后，鋸掉探頭樣杯部分，取出鋼樣并通過溜槽風(fēng)動送至化驗室校驗成分；拔頭裝置拔掉舊探頭，裝頭裝置再裝上新探頭準備下一次測試使用。對副槍的要求有：副槍的運行速度在高速(150m／min)，中速(36m／min)，低速(6m／min)時，停位要準確}.探頭可自動裝卸，使用方便可靠；做到既可自動操作又可手動操作’，既可集中操作又能就地操作，既能強電控制也能弱電控制；當探頭未裝好或未裝上、二次儀表未接通或不正常、槍管內(nèi)冷卻水斷流或流量過低、或水溫過高等任一情況發(fā)生，副槍均不能運行，并報警。在突然停電，或電力拖動出現(xiàn)故障，或斷繩、亂繩時，可通過氮氣馬達迅速將副槍提出轉(zhuǎn)爐爐口。77、副槍測溫定碳的探頭的結(jié)構(gòu)是怎樣的?測溫、定碳復(fù)合探頭的結(jié)構(gòu)形式，按鋼水進入探頭樣杯的方式分為：上注式、側(cè)注式和下注式。側(cè)注式是普遍采用的形式。78、副槍的安裝位置怎樣確定，副槍測試的時間應(yīng)如何考慮？副槍的安裝位置應(yīng)確保測溫、取樣的代表性。它與氧槍間的中心距應(yīng)滿足以下條件：(1)副槍要避開氧射流以及氧射流與熔池作用的“火點”，并有一定的安全距離。(2)在轉(zhuǎn)爐爐口粘鋼粘渣最嚴重的情況下，副槍槍體還能順利運行。(3)與氧槍設(shè)備不發(fā)生干擾。依據(jù)動態(tài)模型要求，副槍第一次測試時間是當轉(zhuǎn)爐供氧量達到爐氧氣消耗量的85％左右時；副槍第二次測試時間是在動態(tài)模型認為鋼液達到終點要求時。79、如何依據(jù)爐氣連續(xù)分析動態(tài)控制轉(zhuǎn)爐終點，有哪些優(yōu)點?動態(tài)控制要求連續(xù)獲得各種參數(shù)以滿足控制冶煉需要，但副槍并不能連續(xù)測量溫度和鋼水成分。為此，依靠連續(xù)分析轉(zhuǎn)爐爐氣成分來進行動態(tài)控制的系統(tǒng)得到了發(fā)展。它由兩部分組成：一部分是爐氣分析系統(tǒng)；另一部分是根據(jù)轉(zhuǎn)爐的爐氣成分進行動態(tài)工藝控制的模型。爐氣分析系統(tǒng)包括爐氣取樣和分析系統(tǒng)，可在高溫和有灰塵的條件下進行工作，并在極短的時間內(nèi)分析出爐氣的化學(xué)成分(如CO、CO2、N2、H2、O2等)。該系統(tǒng)由具有自我清潔功能的測試頭、氣體處理系統(tǒng)和氣體分析裝置組成。動態(tài)工藝控制模型可計算出轉(zhuǎn)壙的脫碳速度、鋼水和爐渣的成分、鋼水溫度并決定停吹點。其計算原理是根據(jù)渣鋼間反應(yīng)的動力學(xué)、物料平衡和熱平衡來預(yù)測爐氣成分的變化趨勢。在停吹2min以前，動態(tài)模型根據(jù)脫碳速度和爐氣的行為，計算出達到目標碳含量所需氧氣量及所需吹煉時間。動態(tài)模型還包括了從開吹到停吹所必需的一些功能，如工藝的監(jiān)測和跟蹤、工藝信息的獲取和儲存、報告系統(tǒng)等。