煉鋼轉(zhuǎn)爐噴濺現(xiàn)象的成因分析和預(yù)防措施.doc

河北冶金高級(jí)技工學(xué)校畢業(yè)論文2007冶金煉鋼專業(yè)作者：劉紫昊題目：煉鋼轉(zhuǎn)爐噴濺現(xiàn)象的成因分析和預(yù)防措施概述：噴濺是頂吹轉(zhuǎn)爐吹煉過(guò)程中經(jīng)常見(jiàn)到的一種現(xiàn)象，噴濺造渣中必然的過(guò)程，生產(chǎn)當(dāng)中噴濺 的控制，減少金屬損失是轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)的一項(xiàng)重要課題。本文通過(guò)接近現(xiàn)實(shí)的筆觸，試述了這一課題。并且將噴濺的形式做了分類(lèi)，從生產(chǎn)實(shí)踐的角度歸納了一些控制轉(zhuǎn)爐噴濺的方法。關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)爐、噴濺、危害、控制正文：1、噴濺產(chǎn)生原因轉(zhuǎn)爐常見(jiàn)噴濺主要分為爆發(fā)性噴濺、泡沫性噴濺和金屬噴濺。1.1、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。1.2、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。1.3、金屬噴濺產(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，形成金屬噴濺。熔渣“返干”也會(huì)產(chǎn)生金屬噴濺?？梢?jiàn)，形成金屬噴濺的一些原因與爆發(fā)性噴濺正好相反。2、噴濺的危害2.1、噴濺造成金屬損失在0.55，避免噴濺就等于增加鋼產(chǎn)量。2.2、噴濺冒煙污染環(huán)境。2.3、噴濺的噴出物堆積，清除困難，嚴(yán)重噴濺還會(huì)引發(fā)事故，危及人身及設(shè)備安全。2.4、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(huì)引起鋼水量變化，影響冶煉控制的穩(wěn)定性。限制供氧強(qiáng)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(méi)有足夠的力量，金屬和熔渣是不會(huì)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(jiàn)的噴濺。3、預(yù)防措施3.1：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。3.1.1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1517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2CaOSiO2，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)加人石灰就應(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(qiáng)烈脫碳時(shí)發(fā)生嚴(yán)重噴濺。3.1.2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(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，使渣中有適當(dāng)?shù)?FeO)。3.1.3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，以加強(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。3.2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。3.2.1可以采用留渣后，用頂槍進(jìn)行適當(dāng)吹掃；3.2.2減少濺渣頻率，并適當(dāng)縮短濺渣時(shí)間3.2.3連續(xù)冶煉34爐低碳鋼，低碳、高氧化鐵渣出鋼。3.2.4適當(dāng)降低爐渣堿度和氧化鎂含量。3.2.5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13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