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轉(zhuǎn)爐煉鋼噴濺產(chǎn)生的原因分析和預(yù)防措施

2019-05-22 09:46:00

  一、產(chǎn)生原因
  轉(zhuǎn)爐常見噴濺主要分為爆發(fā)性噴濺、泡沫性噴濺和金屬噴濺。
  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,碳氧反應(yīng)重新以更猛烈的速度進行,瞬間排出大量具有巨大能量的CO氣體從爐口排出,同時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。
  3金屬噴濺產(chǎn)生的原因
  當(dāng)渣中TFe含量過低,熔渣粘稠,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。熔渣“返干”也會產(chǎn)生金屬噴濺??梢?,形成金屬噴濺的一些原因與爆發(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槍位的變化來調(diào)節(jié)和控制爐渣中有合適的(FeO)含量,以滿足吹煉過程各期的需要。如果(FeO)控制不當(dāng),會給吹煉帶來困難,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
  開吹前操作人員應(yīng)詳細了解以下情況:
  a)鐵水成分,主要是硅、硫、磷的含量;
  b)鐵水溫度;
  c)爐子情況,是新爐還是老爐,是否補爐,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。吹煉前期的特點是硅、錳迅速氧化、渣中SiO2濃度大,熔池溫度不高,此時要求將加入爐內(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,如果槍位過低,不僅因渣中(FeO)低會在石灰表面形成高熔點而且致密的2CaO?SiO2,阻礙石灰的熔化,還會由于爐渣未能很好地覆蓋熔池表面而產(chǎn)生噴濺,當(dāng)然,前期槍位也不宜長時間過高,以免發(fā)生嚴重噴濺。
  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,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,可以在提槍的同時適當(dāng)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,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,以便降低∑(FeO),以免在硅錳氧化結(jié)束和熔池溫度升高后強烈脫碳時發(fā)生嚴重噴濺。
  1.2吹煉中期的槍位控制
  吹煉過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。吹煉中期的特點是強烈脫碳,在這個階段中,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渣的熔點上升,流動性下降,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,噴濺也嚴重,為了防止中期爐渣返干,應(yīng)該適當(dāng)提槍,使渣中有適當(dāng)?shù)摹?FeO)。
  1.3吹煉后期的槍位控制
  后期的任務(wù)是進一步調(diào)整好爐渣的氧化性和流動性,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,壓槍速度要緩慢,切忌過快,否則會引起噴濺,冶煉低碳鋼,很多采用的是增碳法,所以后期非常注意加強熔池攪拌以加速后期脫碳,均勻熔池的溫度和成分以及降低終渣的∑(FeO)含量。為此在過程化渣不太好,或者中期爐渣返干較嚴重時,后期應(yīng)首先適當(dāng)提槍化渣,而在接近終點時,再適當(dāng)降槍,以加強熔池攪拌,使熔池的溫度和成分均勻化,降低終渣中的∑(FeO),提高金屬和合金收得率并減輕對爐襯的侵蝕。
  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,要及時采取措施進行處理,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,用頂槍進行適當(dāng)吹掃;
  3.2減少濺渣頻率,并適當(dāng)縮短濺渣時間
  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,這樣既能保住終點碳,又不因為熱量太富裕冷卻料用量大噴濺難控制;還可以采用留渣操作,濺渣護爐時不要把爐渣濺干,在爐內(nèi)留1/3左右的爐渣,剩余的爐渣在下爐吹煉時有利于前期快速成渣,同時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,從而達到控制噴濺的目的,在爐渣嚴重泡沫化時,短時間提高槍位,使氧槍超過泡沫的熔池面,用氧氣射流的沖擊破壞泡沫,減少噴濺。
  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;特別是對于中小型轉(zhuǎn)爐。

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