一、產(chǎn)生原因
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?lài)姙R。
1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1470℃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。
2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。
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,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。
3金屬?lài)姙R產(chǎn)生的原因
當(dāng)渣中TFe含量過(guò)低,熔渣粘稠,熔池被氧流吹開(kāi)后熔渣不能及時(shí)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?lài)姙R。熔渣“返干”也會(huì)產(chǎn)生金屬?lài)姙R??梢?jiàn),形成金屬?lài)姙R的一些原因與爆發(fā)性噴濺正好相反。
二、預(yù)防措施
1正確的槍位控制
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(FeO)含量,以滿(mǎn)足吹煉過(guò)程各期的需要。如果(FeO)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。
1.1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)和控制的原則是早化渣、化好渣。吹煉前期的特點(diǎn)是硅、錳迅速氧化、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≮1.5~1.7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2CaO?SiO2,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)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)加入石灰就應(yīng)當(dāng)適當(dāng)降槍?zhuān)员憬档汀?FeO),以免在硅錳氧化結(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。
1.2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,不僅吹入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∑(FeO)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?zhuān)乖杏羞m當(dāng)?shù)摹?FeO)。
1.3吹煉后期的槍位控制
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∑(FeO)含量。為此在過(guò)程化渣不太好,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?zhuān)约訌?qiáng)熔池?cái)嚢瑁谷鄢氐臏囟群统煞志鶆蚧?,降低終渣中的∑(FeO),提高金屬和合金收得率并減輕對(duì)爐襯的侵蝕。
3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。
3.1可以采用留渣后,用頂槍進(jìn)行適當(dāng)吹掃;
3.2減少濺渣頻率,并適當(dāng)縮短濺渣時(shí)間
3.3連續(xù)冶煉3~4爐低碳鋼,低碳、高氧化鐵渣出鋼。
3.4適當(dāng)降低爐渣堿度和氧化鎂含量。
3.5做好熱平衡,力求做到熱量略富裕,這樣既能保住終點(diǎn)碳,又不因?yàn)闊崃刻辉@鋮s料用量大噴濺難控制;還可以采用留渣操作,濺渣護(hù)爐時(shí)不要把爐渣濺干,在爐內(nèi)留1/3左右的爐渣,剩余的爐渣在下?tīng)t吹煉時(shí)有利于前期快速成渣,同時(shí)減少了冷卻劑的加入量和爐渣的泡沫化程度,并將泡沫化高峰前移,從而達(dá)到控制噴濺的目的,在爐渣嚴(yán)重泡沫化時(shí),短時(shí)間提高槍位,使氧槍超過(guò)泡沫的熔池面,用氧氣射流的沖擊破壞泡沫,減少?lài)姙R。
另外禁止超裝,提高準(zhǔn)裝入率,穩(wěn)定原材料質(zhì)量,提高操作水平也是控制噴濺的有效手段;特別是對(duì)于中小型轉(zhuǎn)爐。