轉爐煉鋼噴濺產生的原因分析和預防措施

1、轉爐煉鋼噴濺產生的原因分析和預防措施轉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。轉爐渣中Feo含量對轉爐噴濺具有重要影響。低磷鐵水的轉爐渣可以根據FeoSiO2Si。？一CaO系二元相因來計算爐渣的液、固相比率，若固定CaO/SiO2的比率，可計算出1400C下不同Feo含量的渣中液相物質所，片比率。也可以固定Feo含量，計算不同堿度下爐渣液相所，片比率。隨Feo含量的增加，無論高堿度還是低堿度，爐渣液相比率都明顯上升；而對應某一周Feo含量的渣系中，當R>2.5時，堿度對液相比率的影響不大?？梢奆eo是影響爐渣液相比率的主要因素。噴濺的發(fā)生除了碳氧反應產生的瞬時氣體流量影響外

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。渣中氧化鐵含量過高，既增加液相渣量，又降低爐渣表面張力，是轉爐冶煉低磷鐵水時發(fā)生噴濺的最重要的原因。爆發(fā)性噴濺產生的原因熔池內碳氧反應不均衡發(fā)展，瞬時產生大量的CO氣體，這是發(fā)生爆發(fā)性噴濺的根本原因。碳氧反應：C+（Feo）=CO+Fe是吸熱反應，反應速度受熔池碳含量、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；供人的氧氣生成了大量（Feo）并聚積；當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，碳氧反應重新以更猛烈的速度進行，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。泡沫性噴濺產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.理噴濺機；轉爐使用的氧化劑主要是氧氣，純度>98%使用壓力為652kgf/cm2通過吹氧來降低鋼水中的碳含量。并氧化其它元素。碳氧反應的方程式為：C+O=COT+Q反應生成CO,并放出大量的熱。本爐冶煉終點含C0.10%。剔除鉆鐵及碳化硅進入鋼中的碳，冶煉終點碳低于0.05%。說明本爐鋼是過氧化鋼，根據鋼中碳與氧的乘積為一常數CO=m這一

4、原理，說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，產生大量的CO氣體，將鋼水、鋼渣噴出。同時，由于鋼水過氧化，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，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致爐口溢渣。顯然，

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

6、CO反應提供了一個很大的附加供氧量，瞬間反應產生的氣體流量猛增，而此時爐渣的堿度較低，很容易造成前期低溫噴濺。槍位較低時，氧氣流股穿透深，具有較強的攪拌作用，生成的（Feo）容易與其他液相元素發(fā)生反應，且深吹流股在熔池內部產生氣泡，形成了大量的CO反應的成核點，促進了前期C-O反應的進行，因止匕,槍位較低時不利于法中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。從生產實踐中看，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：一種是槍位長時間過高造成渣中（Feo）積累過多；一種是返干后調整過頭產生噴濺。轉爐吹煉中期，氧

7、氣流股淹沒在乳化渣中，氧氣的供給為混合供氧。其中，氧氣流股與乳化進入渣中的鋼水液滴直接反應為直接供氧，氧氣流股發(fā)性噴濺。通過氧化爐渣供氧為間接供氧。由于間接供氧擴散阻力較大，有利于氧化鐵的積累。中期吹煉時，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，當槍位長時間偏高，渣中（Feo）積累到一定程度時，就會產生持續(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，鋼水液面上漲，槍位不夠高時，仍然是直接氧化，渣中（Fe。）無法累積，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：O2+2CO=2

8、CO2CO2+Fe=Fe0+CO由于反應COz+Fe=Fe0+CO是強吸熱反應，使鋼液局部降溫，抑制了C-O反應，此時渣中（Fe。）才開始積累，隨著（Fe。）增加，熔渣中高熔點物質的熔點降低融化，如果降槍不及時就會引起爆發(fā)性噴濺。（3）吹煉后期后期的噴濺基本上都是錯誤的操作引起的，如溫度過高時加入含氧化鐵的冷卻劑，致使產生爆發(fā)性噴濺等。預防措施鋼水過氧化是產生噴濺的主要原因。因此，如何避免鋼水過氧化是預防鋼水大噴的根本措施。爐前在冶煉操作時，應采取的措施是增大供氧強度，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，應盡量減少補吹。加入合金脫氧時，應

9、按照先弱后強的順序，先加入硅鐵，然后加入鉆鐵，以保證良好的脫氧效果。保證拉碳準確，避免過低量的碳，然后補加碳粉或SiC來增碳，從而降低鋼中的氧含量。加入碳粉或碳化硅時，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，不能及時反應，待到溫度達到碳氧反應條件后，急劇反應，另外，在鋼包水中不能自動開澆，用氧氣燒眼引流時，大量的氧氣進入鋼包中，打破鋼包內原有的平衡，鋼包內原有存在的大量氣體，在外界因素的導致下，突然反應而導致大噴。鋼包要潔凈，以防鋼水注入鋼包前期溫度過底，碳粉或碳化硅與鋼中氧不反應，待溫度升高后，突然反應造成大噴。爐前要加強吹氮攪拌，通過吹氮，來均勻鋼水成份、溫度

10、，確保氣體和夾雜物上浮，保證吹量時間大于3min,吹量壓力保證鋼包內鋼水微微浮起為最佳，鋼水翻花太大，鋼包內鋼水渣層被破壞，鋼水吸氣，使鋼水二次氧化，鋼水不翻花，吹氮攪拌效果不好，達不到去氣去夾雜的效果。加強終脫氧力度，凡終點碳低于0.05%個時，應加大硅鋁鋼量用，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，鋼水、鋼渣從縫隙中噴出，并在適當增加大包包蓋的寬度。防止鋼包噴濺的關鍵是爐前避免出過氧化鋼。因此，規(guī)范爐前冶煉操作是杜絕過氧化鋼出現的主要措施。頂吹轉爐吹煉低碳鋼種，可以直接一次拉碳，但為了一次有效地去除磷、硫，并使終點溫度達到鋼種要求，在

11、吹煉低碳鋼時，都要采用高拉調溫一次補吹的工藝操作。第一次拉碳時，鋼中含碳量最好控制在0.16%0.20%的范圍內，倒爐測溫、取樣，根據爐溫確定冷卻劑加入數量，根據含碳量確定補吹時間。注意控制好爐渣，早化渣、化好渣，全程化透。通過調節(jié)槍位促進化法。第一次倒爐時要盡量多倒渣，可以加入石灰和白云石調溫，如果加入調溫劑的數量較多，可以在開始氧化時分批加入。為了加強熔池攪拌，補吹時采取稍低的槍位，或者提高供氧壓力。終點鋼水的溫度應根據鋼種的要求，考慮加入合金的數量、種類、吹氮及倒包等因素來確定。采用爐外脫氧，合金全部加在鋼包內，出鋼量到1/3時開始加合金，出鋼到3/4時全部加完，嚴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吹轉爐煉鋼的氧槍操作主要是通過槍位的變化來調節(jié)和控制爐渣中有合適的（Fe。）含量，以滿足吹煉過程各期的需要。如果（Fe。）控制不當，會給吹煉帶來困難，如化渣太晚，易返干”；或化渣太早，易噴濺，因此控制噴濺的關鍵就是要控制吹煉槍位。吹煉前期槍位的調節(jié)和控制開吹前操作人員應詳細了解以下情況：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，現在爐子的液面和爐底等。對上述情況必須做到心中有數。前期調節(jié)和控制的原則是早

13、化渣、化好渣。吹煉前期的特點是硅、銳迅速氧化、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，以減輕酸性渣對爐襯的侵蝕，并增加吹煉前期的脫硫與脫磷率。為此，應采用較高的槍位，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2CaOSiO2,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生噴濺，當然，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

14、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，加入的石灰化完后，如果不繼續(xù)加人石灰就應當適當降槍，以便降低HFeo）,以免在硅鈕氧化結束和熔池溫度升高后強烈脫碳時發(fā)生嚴重噴濺。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）的降低將使爐渣的熔點上升，流動性下降，出現返干”現象，影響硫、磷的去除甚至于發(fā)生回磷現象，噴濺也嚴重，為了防止中期爐渣返干，應該適當提槍，使法中有適當的U(Feo)。吹煉后期的槍位控制

15、后期的任務是進一步調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工(Fe。)含量。為此在過程化法不太好，或者中期爐渣返干較嚴重時，后期應首先適當提槍化渣，而在接近終點時，再適當降槍，以加強熔池攪拌，使熔池的溫度和成分均勻化，降低終渣中的三Feo),提高金屬和合金收得率并減輕對爐襯的侵蝕。合理的爐型控制。保持合理的爐型是在現有技術和設備條件下控制噴濺最有效的方法，如應有適當的爐底高度和液面，根據冶煉鋼種采取合適的底吹模式，如果發(fā)現爐底上漲較高，要及時采取措施進行處理，處理爐底操作應采取勤、輕處理原則。1可以采用留渣后，用頂槍進行適當吹掃。2減少濺渣頻率，并適當縮短濺渣時間。3連續(xù)冶煉34爐低碳鋼，低碳、高氧化鐵渣出鋼。4適當降低爐渣堿度和氧化鎂含量。5做好熱平