影響鋼水終點(diǎn)氧的因素

1、論文類型：技術(shù)類作 者：富成單 位：甲作業(yè)區(qū)轉(zhuǎn)爐爐前摘 要：為了降低轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)的含量，通過(guò)對(duì) 我廠1#轉(zhuǎn)爐現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，分析了轉(zhuǎn)爐影響鋼水終點(diǎn) 氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響因素，研究了終點(diǎn)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)、爐齡、終 點(diǎn)殘猛，終點(diǎn)溫度等因素對(duì)終點(diǎn)氧的影響規(guī)律叫 從而獲得 最佳終點(diǎn)鋼水終點(diǎn)氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)，一方面可以減少脫氧合金消 耗，降低鋼鐵成本，另一方面可以減少鋼水中氧化物夾雜含 量，提髙鋼鐵產(chǎn)品的質(zhì)量，對(duì)完善生產(chǎn)工藝提出了相應(yīng)建議。關(guān)鍵詞：終點(diǎn)氧終點(diǎn)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)爐齡終點(diǎn)殘猛 終點(diǎn)溫度引言：轉(zhuǎn)爐吹煉終點(diǎn)鋼水中的氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)高低對(duì)鋼的純 凈度和金屬收得率有著重要的影響，根據(jù)及應(yīng)平衡的原理, 隨著鋼中碳的降低其

2、氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)勢(shì)必會(huì)增高，因此在出鋼過(guò) 程中，如何能在保證一定碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的同時(shí)，盡量降低鋼水 中的氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)，對(duì)于低碳鋼和髙附加值鋼的冶煉有著重要 意義。而鋼水終點(diǎn)的碳氧積又是評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)控制效果的一 個(gè)重要指標(biāo)，在碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定時(shí)，它的髙低是衡量鋼中氧 質(zhì)量分?jǐn)?shù)的重要依據(jù)。終點(diǎn)氧低有利于降低合金消耗，減少 脫氧過(guò)程中形成的夾雜物，提高鋼水質(zhì)量。為此，本文研究 了碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)、爐齡、終點(diǎn)溫度，終點(diǎn)殘猛等因素對(duì)終點(diǎn)氧 積影響規(guī)律，從而為更好的控制鋼水終點(diǎn)氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)提供參 考依據(jù)。1實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理通過(guò)我在我們鋼廠公稱容量為120 t的1#頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn) 爐工作實(shí)踐，選取2012年3月到2013年7月1#轉(zhuǎn)爐的

3、生 產(chǎn)數(shù)據(jù)3290組。按照理論和統(tǒng)計(jì)的規(guī)律進(jìn)一步對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行 篩選。在數(shù)據(jù)選擇上對(duì)于冶煉中碳鋼時(shí)，由于考慮成本，鋼水 氧含量低等因素，基本上不對(duì)鋼水進(jìn)行定氧，所以在這里只 選取低碳鋼的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較。處理后獲合理完整的 數(shù)據(jù)，然后根據(jù)需要在從中篩選一些數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的統(tǒng)計(jì)分 析。2轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響理論上，根據(jù)碳氧反應(yīng)平衡理論，在一定溫度和壓強(qiáng)下 轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)的碳氧積應(yīng)該是一個(gè)定值（我廠1#轉(zhuǎn)爐碳氧積理論 值 0. 0024） o在吹氧煉鋼過(guò)程中，金屬液中一部分碳在反應(yīng)區(qū)被氣體 氧化，一部分與溶解在金屬液中的氧進(jìn)行氧化反應(yīng)，還有一 部分與爐渣中的氧化鐵反應(yīng)，生成C0。我們?cè)谶@里研究的是金屬

4、液中的碳與金屬液中的氧的 反應(yīng)平衡關(guān)系。C+0二CO aG二-22186-38.386T J/mol碳氧反應(yīng)式的平衡常數(shù)如果取p二0.1兆帕，則可得:coc * ceoa）c * cco溫度一定，K，是一個(gè)定值，若令01二砸*恥,%介二1,則 m二1/K,n）即為碳氧濃度積（碳氧積）。當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，m為 一個(gè)常數(shù)。在坐標(biāo)中表現(xiàn)為雙曲線，如下圖所示。但在轉(zhuǎn)爐實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，因?yàn)樘己脱醯臐舛炔坏扔谒?們的活度，m不是一個(gè)常數(shù)，碳氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)分布一般情況都 會(huì)在理論值附近的一個(gè)圍波動(dòng)。下圖所示為1#轉(zhuǎn)爐冶煉終點(diǎn)碳氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)分布狀況（在這里取溫度值1630-1640攝氏度，終點(diǎn)殘猛0. 095%-0.

5、105%,爐齡圍 109-2238 爐次）。T-素列1-列 2 T-系列呂 十一親列4（橫坐標(biāo)是鋼水中碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)單位：%,縱坐標(biāo)鋼水終 點(diǎn)氧含量單位：ppm）由上圖可見(jiàn)：1#轉(zhuǎn)爐實(shí)際生產(chǎn)中的碳氧分布呈現(xiàn)一定的 線性關(guān)系，隨著終點(diǎn)碳含量的增加，終點(diǎn)氧含量不斷降低。 但是在碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定時(shí)，有大量爐次的終點(diǎn)氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)值 都在理想的氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)值上下浮動(dòng)，且幅度比較大。此外從 圖上看出在碳含量大于0.04%時(shí)，有大量爐次的終點(diǎn)質(zhì)量分 數(shù)髙于理論值。氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)過(guò)髙會(huì)給后續(xù)的脫氧增加負(fù)擔(dān), 影響鋼的潔凈度和合金的收得率。所以，1#轉(zhuǎn)爐的終點(diǎn)碳氧 控制水平都還有待進(jìn)一步提髙。為此，重點(diǎn)研究轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)碳 對(duì)終點(diǎn)

6、氧的影響因素以及這些因素的影響規(guī)律是非常必要 的。3爐齡的影響由于轉(zhuǎn)爐的爐齡是影響轉(zhuǎn)爐冶煉過(guò)程的主要冶煉條件 之一，為此本文對(duì)同一吹煉模式下不同爐齡階段的碳氧關(guān)系 進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，為了有很好的可比性選取終點(diǎn)碳，猛近似 的數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如下圖所示。（這里取碳含量0.04%,殘 0. 095%0. 105%,溫度 16301650C）（橫坐標(biāo)是爐齡單位：爐次，縱坐標(biāo)鋼水終點(diǎn)氧含量單位： ppm）由上圖可見(jiàn)：隨著轉(zhuǎn)爐爐齡的增加，終點(diǎn)氧呈現(xiàn)有規(guī)律 的波動(dòng)，前期（0-3000爐次）上下浮動(dòng)較大，中期（30009000爐次）比較平穩(wěn)，由于1#轉(zhuǎn)爐后期補(bǔ)護(hù)爐和 冶煉低碳鋼爐次較少，所以選取的數(shù)據(jù)較少，代表性

7、不高, 不能準(zhǔn)確表現(xiàn)出后期隨著爐齡的增加，終點(diǎn)氧含量的變化趨 勢(shì)。理論上隨著爐齡的增加，終點(diǎn)鋼水氧含量整體趨勢(shì)是不 斷緩慢增大的。前期和中期終點(diǎn)氧含量出現(xiàn)有規(guī)律的波動(dòng), 這主要是由于在冶煉過(guò)程中，隨著熔池不斷增大造成爐容比 的減小，過(guò)早的使用濺渣的工藝應(yīng)用造成轉(zhuǎn)爐爐底上漲，影 響了底吹效果，使得碳氧反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)條件變差，從而使轉(zhuǎn) 爐的終點(diǎn)氧變化較大。但同時(shí)隨著轉(zhuǎn)爐化爐底操作，底吹效 果又有所改善，所以終點(diǎn)氧又有所減小，并且趨于平緩。隨 著轉(zhuǎn)爐爐齡的增加，終點(diǎn)氧的整體趨勢(shì)是不斷增大的。因?yàn)?隨著爐齡的增加使得轉(zhuǎn)爐底吹設(shè)備受損，從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)爐的底 吹效果不斷變差。因此在實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)該對(duì)底吹供氣元件

8、 進(jìn)行定期的維護(hù)和合理的改進(jìn)，這樣既可以改善復(fù)吹轉(zhuǎn)爐碳 氧反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)條件，降低終點(diǎn)氧含量，提高鋼水質(zhì)量，又 可以延長(zhǎng)轉(zhuǎn)爐壽命。4終點(diǎn)殘猛的影響鋼水中的殘猛含量也影響鋼中的氧含量?，F(xiàn)選取一定的 數(shù)據(jù)進(jìn)行分析（這里取碳含量0. 04%,爐齡30006000爐次， 溫度 16301650C）（橫坐標(biāo)是鋼水中殘猛含量單位：%,縱坐標(biāo)鋼水終點(diǎn) 氧含量單位：ppm）鋼水中的殘猛含量對(duì)鋼水終點(diǎn)氧含量的影響也是比較 大，由上圖可以看出隨著鋼水中的終點(diǎn)殘猛含量的增加，終 點(diǎn)鋼水中的氧含量出現(xiàn)不斷下降的趨勢(shì)。因此在冶煉低碳鋼 時(shí)合適的控制鋼水中的殘猛含量可以降低終點(diǎn)鋼水的氧含 量。此外，由上圖可以看出鋼水終點(diǎn)殘

9、鎰含量在0. 1%0. 14% 時(shí)，鋼水終點(diǎn)氧含量比較集中在500600ppn）之間，雖有波 動(dòng)，但整體比較平緩。因此在冶煉低碳鋼時(shí)，在不影響鋼水 質(zhì)量的情況下（就是在冶煉技術(shù)要點(diǎn)中終點(diǎn)猛含量允許的情 況下），盡可能的控制較高猛含量，進(jìn)而降低鋼水終點(diǎn)氧含 量，從而降低脫氧合金的加入量，減少鋼水中的夾雜物，提 高鋼水的質(zhì)量。5終點(diǎn)溫度的影響轉(zhuǎn)爐出鋼溫度是影響轉(zhuǎn)爐工序各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的關(guān) 鍵環(huán)節(jié)，出鋼溫度過(guò)高大幅度增加鋼中氧含量，降低合金收 得率。隨著轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)溫度的提高，鋼的氧含量會(huì)大幅度增加, 帶來(lái)轉(zhuǎn)爐脫氧合金的用量增加，合金的收得率降低，同時(shí)增 加氧化物夾雜。同時(shí)出鋼溫度過(guò)高，加快了對(duì)轉(zhuǎn)爐爐襯

10、的侵 蝕，增加了轉(zhuǎn)爐耐材消耗，降低了轉(zhuǎn)爐爐齡。因此研究終點(diǎn) 溫度對(duì)鋼水終點(diǎn)氧含量的影響是很必要的。（這里取碳含量 0. 04%,爐齡 10009000,終點(diǎn)殘猛 0. 095%-0. 105%）900（橫坐標(biāo)是鋼水終點(diǎn)溫度單位:C,縱坐標(biāo)鋼水終點(diǎn)氧 含量單位:ppm）通過(guò)上圖我們發(fā)現(xiàn)，隨著鋼水溫度的增加，鋼水中的 終點(diǎn)氧含量有上升的趨勢(shì)（由于數(shù)據(jù)較大不是很明顯）。同 時(shí)我們可以了解到在同一溫度下，鋼水中的氧含量上下波動(dòng) 的幅度比較大，之所以出現(xiàn)這種現(xiàn)象與轉(zhuǎn)爐在各個(gè)爐齡階段 底吹效果不同和冶煉不同鋼種裝入制度不同等因素綜合影 響的。由上圖可知鋼水溫度在1630到1665之間時(shí)，終點(diǎn)氧 含量都在5

11、00 ppm到700 ppm之間，這為我們合理加入脫氧 劑提供了依據(jù)，既避免了深脫氧造成鋼水中氧化物夾雜的增 加，又可以合理的加入適量的脫氧劑，從而降低鋼水的經(jīng)濟(jì) 成本，提髙鋼水的質(zhì)量。6其他條件的的影響操作工藝對(duì)鋼水的終點(diǎn)含氧量的影響也是比較大的。例 如高槍位，或低氧壓，熔池?cái)嚢铚p弱，將增加鋼水的氧化性， 當(dāng)在【C】0. 15%時(shí)進(jìn)行補(bǔ)吹會(huì)增加鋼水的氧化性；拉碳前， 加入礦石或氧化鐵皮等調(diào)溫劑，也會(huì)增加鋼水的氧含量。因 此，鋼水要獲得正常的氧化性，首先要穩(wěn)定正常的操作才行 1O7結(jié)論1 ）在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)碳氧積總是在理論碳 氧積值附近的一個(gè)圍波動(dòng)。因此控制合適的終點(diǎn)碳含量可以 降低鋼水終點(diǎn)氧含量。2 ）隨著轉(zhuǎn)爐爐齡的增加，鋼水終點(diǎn)氧呈不斷增大趨勢(shì), 建議在生產(chǎn)中，對(duì)底吹供氣元件進(jìn)行定期的維護(hù)和合理的改 進(jìn)，通過(guò)濺渣工藝對(duì)轉(zhuǎn)爐底吹元件進(jìn)行日常維護(hù)，既增加了 爐齡，又使得底吹效果正常，從而使得鋼水終點(diǎn)氧含量不因 爐齡的增加，終點(diǎn)氧含量增加過(guò)大。3 ）冶煉低碳鋼時(shí)，我們操作工應(yīng)在冶煉技術(shù)要點(diǎn)中終 點(diǎn)猛含量允許的情況下，盡可能的控制較高猛含量，進(jìn)而降 低鋼水終點(diǎn)氧含量。4 ）轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)溫度的增加，鋼水終點(diǎn)氧含量不斷增加。 建議