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转炉炼钢工艺:供氧制度(3)


转炉炼钢工艺:供氧制度( 转炉炼钢工艺:供氧制度(3)
发表日期:2007-4-28 阅读次数:640

9 确定氧枪枪位应考虑哪些因素,枪高在多少合适? 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=(35~50)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。

氧枪枪位对熔池搅动、 含量、熔池温度有什么影响? 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。

如何确定开始吹炼枪位? 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。

如何控制过程枪位? 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。

如何控制后期枪位,终点前为什么要降枪? 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。 什么是恒流量变枪位操作,它有几种操作模式? 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。

什么是变枪位变流量操作? 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。

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? 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 5~10 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,严防总管氧压不足。 (5)提高原材料质量,保持其成分的稳定并符合标准规定。采用活性石灰造渣;当原材料条件 发生变化时,及时调整枪位,保持操作稳定,避免烧坏喷头。 (6)提高操作水平,实施标准化操作。化好过程渣,严格控制好过程温度,提高终点碳和温度 控制的命中率;要及时测量炉液面高度,根据炉底状况,调整过程枪位。 (7)采用复合吹炼工艺时,在底吹流量增大时,顶吹枪位要相应提高,以求吹炼平稳。


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