煉鋼轉(zhuǎn)爐噴濺現(xiàn)象的成因分析和預(yù)防措施

1、解決方案示范文本 | Excellent Model Text 資料編碼：CYKJ-FW-778編號(hào)：_煉鋼轉(zhuǎn)爐噴濺現(xiàn)象的成因分析和預(yù)防措施審核：_時(shí)間：_單位：_煉鋼轉(zhuǎn)爐噴濺現(xiàn)象的成因分析和預(yù)防措施用戶指南：該解決方案資料適用于為完成某項(xiàng)目而進(jìn)行的活動(dòng)或努力工作過(guò)程的方案制定，通過(guò)完善工作思路，在正常運(yùn)行中起到指導(dǎo)作用，包括確定問(wèn)題目標(biāo)和影響范圍、分析問(wèn)題并提出解決方案和建議、成本計(jì)劃和可行性分析、實(shí)施和跟進(jìn)?？赏ㄟ^(guò)修改使用，也可以直接沿用本模板進(jìn)行快速編輯。摘  要鋼鐵料消耗作為衡量一個(gè)轉(zhuǎn)爐煉鋼廠生產(chǎn)、技術(shù)和管理水平的重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，它的成本占整個(gè)煉鋼廠鋼坯成本的70以上；所以降

2、低鋼鐵料消耗能顯著降低生產(chǎn)成本，而減少和避免煉鋼噴濺低鋼鐵料消耗起著非常重要的作用。在轉(zhuǎn)爐的冶煉過(guò)程中噴濺是頂吹轉(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，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ABSTRACTsteel material consumption as a measure of a converter steelmaking plant of production, technology and mana

3、gement level of important economic indicators of the total, it costs more than 70% of steel billet cost; So reduce steel material consumption can significantly reduce the production costs, and reduce and avoid spillage low steel material consumption steelmaking plays a very important role. The smelt

4、ing process in converter blowing bof spillage is often see in the process of a kind of phenomenon, spitting slagging inevitable process, production of the control, reduce spillage of metal loss of converter production is an important topic. This article through realistic brushworks, try this topic d

5、escribed. And the form of the spillage from doing the production practice of classification, induced some control Angle of the method of converter spillage.Keywords: Converter, spitting, harm and control引  言噴濺是氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐吹煉過(guò)程中經(jīng)常發(fā)生的一種現(xiàn)象，通常人們把隨爐氣攜走、從爐口溢出或噴出爐渣與金屬的現(xiàn)象稱為噴濺。在整個(gè)煉鋼過(guò)程中，氧槍槍位是一個(gè)非常重要的參數(shù)，它直接關(guān)系到煉鋼

6、過(guò)程中的脫碳、造渣、升溫以及噴濺的發(fā)生，因此，必須很好地控制氧槍的槍位，使煉鋼過(guò)程得以平穩(wěn)進(jìn)行。在轉(zhuǎn)爐煉鋼整個(gè)爐役中，隨著煉鋼爐次的增加，爐襯由于受到侵蝕不斷變薄，爐容不斷增大，因此，每隔一定爐次對(duì)熔鋼液面進(jìn)行測(cè)定，根據(jù)裝入制度(定深裝入或定量裝入)及測(cè)定結(jié)果確定氧槍高度，而在兩次測(cè)定期間，氧槍高度保持不變。同時(shí)，在具體每一個(gè)爐次中，按照吹煉的初期、中期和末期設(shè)定若干不同高度1，而在每一時(shí)間段內(nèi)，其高度是不變的。由于在轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程中要向爐內(nèi)分期分批加入造渣劑、助熔劑(初期)等造渣材料和冷卻劑(末期)，使?fàn)t內(nèi)狀況發(fā)生變化，相當(dāng)于加入一個(gè)擾動(dòng)，同時(shí)在不同階段，渣的泡沫程度及粘度也不同，而目前的固定

7、氧槍高度吹煉不能及時(shí)適應(yīng)這些情況，從而使?fàn)t內(nèi)的反應(yīng)及退渣不能平穩(wěn)地進(jìn)行。造渣是轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，渣的好壞直接關(guān)系到煉鋼過(guò)程能否順利進(jìn)行，有時(shí)甚至造成溢渣或噴濺，從而降低鋼的收得率以及粘槍，因此要盡量避免溢渣和噴濺。另一方面，固定槍位的吹煉模式也無(wú)法適應(yīng)鐵水、廢鋼、造渣材料等化學(xué)成分變化引起反應(yīng)狀況的不同。針對(duì)轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程中固定槍位所存在的問(wèn)題，我們采用模糊控制的方法使氧槍槍位根據(jù)爐內(nèi)的具體情況進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)，同時(shí)針對(duì)轉(zhuǎn)爐煉鋼是一爐一爐進(jìn)行的，爐與爐之間既不完全相同又有聯(lián)系的特點(diǎn)，采用自學(xué)習(xí)技術(shù)確定每一爐次氧槍的槍位，使轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程平穩(wěn)進(jìn)行，從而提高碳溫命中率。1.供氧制度對(duì)轉(zhuǎn)爐噴濺的

8、影響1.1噴頭結(jié)構(gòu)氧槍噴頭的設(shè)計(jì)取決于爐子的大小2。多孔氧槍噴頭的設(shè)計(jì)便于分散氧氣流股，增加與熔池的接觸面積，使氧氣逸出更均勻，吹煉過(guò)程更平穩(wěn)。因此，與單孔噴頭相比，多孔噴頭具有可以提高供氧強(qiáng)度和冶煉強(qiáng)度，增大沖擊面積，利于成渣，操作平穩(wěn)，不易噴濺等優(yōu)點(diǎn)。噴頭出口射流馬赫數(shù)的大小決定了噴嘴氧氣出口速度3，即決定了氧氣射流對(duì)熔池的沖擊能力。射流馬赫數(shù)過(guò)大，則會(huì)出現(xiàn)噴濺；射流馬赫數(shù)過(guò)低，氣流攪拌作用減弱，降低了氧氣的利用率，導(dǎo)致渣中鐵含量增高，也會(huì)引起噴濺。對(duì)于大于100 t轉(zhuǎn)爐，馬赫數(shù)Ma=19520；對(duì)于大于120 t轉(zhuǎn)爐，Ma=2021。1.2供氧強(qiáng)度供氧強(qiáng)度的大小應(yīng)根據(jù)轉(zhuǎn)爐的公稱噸位、爐容

9、比來(lái)確定4。供氧強(qiáng)度過(guò)大，容易造成嚴(yán)重的噴濺；供氧強(qiáng)度過(guò)小，則將延長(zhǎng)轉(zhuǎn)爐吹煉時(shí)間。因此，通常在不產(chǎn)生噴濺的情況下，盡可能采用較大的供氧強(qiáng)度。目前，國(guó)內(nèi)中、小型轉(zhuǎn)爐的供氧強(qiáng)度(標(biāo)態(tài))為2545 m3(t·min)，120 t以上轉(zhuǎn)爐的供氧強(qiáng)度(標(biāo)態(tài))為28-一36 m3(t·min)。1.3供氧壓力理論設(shè)計(jì)氧壓是噴嘴進(jìn)口處的壓力3，是設(shè)計(jì)噴嘴喉口和出口直徑的重要參數(shù)。一般使用氧壓范圍是078118 MPa，理論設(shè)計(jì)氧壓是使用氧壓范圍中的最低氧壓。生產(chǎn)實(shí)踐中使用操作氧壓不大于理論設(shè)計(jì)氧壓的150仍能很好的工作。使用氧壓過(guò)大或過(guò)小，都會(huì)使氧射流產(chǎn)生激波，射流能量損失增大，嚴(yán)重影響

10、吹煉效果。1.4搶位控制過(guò)程槍位的控制原則是爐渣不返干、不噴濺、快速脫碳和熔池均勻升溫4。槍位過(guò)低，會(huì)產(chǎn)生爐渣返干，造成嚴(yán)重的金屬噴濺，有時(shí)甚至噴頭粘鋼而被損壞；槍位過(guò)高，渣中TFe含量較高，又加上脫碳速度快，同樣會(huì)引起大噴或連續(xù)噴濺。LL0表示氧射流對(duì)熔池的穿透深度與熔池深度的比值。在吹煉過(guò)程中LL。值決定氧氣在熔池、爐渣與爐氣中的分配。它對(duì)于熔池脫碳速度、渣中氧化鐵含量與爐氣的二次燃燒率都有重要影響。LL0值小，爐渣氧化性增加，脫碳速度降低；LL。值增大，則相反2、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。主要發(fā)生在兩個(gè)時(shí)期：第一時(shí)期是供氧4-6min左右，主要特征

11、是爐溫偏低；第二時(shí)期是供氧11-14min左右，主要特征是爐溫偏高。2.1、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

12、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。2.2、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

13、濺的可能性小些。2.3、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。可見(jiàn)，形成金屬噴濺的一些原因與爆發(fā)性噴濺正好相反。3、噴濺的危害3.1危害的主要表現(xiàn)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、噴濺冒煙污染環(huán)境。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。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

14、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。4、預(yù)防措施4.1：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。4.1.1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

15、；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)

16、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。4.12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

17、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)。4.1.3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

18、，而在接近終點(diǎn)時(shí)，再適當(dāng)降槍，以加強(qiáng)熔池?cái)嚢?，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(duì)爐襯的侵蝕。4.2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。1可以采用留渣后，用頂槍進(jìn)行適當(dāng)吹掃；2減少濺渣頻率，并適當(dāng)縮短濺渣時(shí)間3連續(xù)冶煉3-4爐低碳鋼，低碳、高氧化鐵渣出鋼。4適當(dāng)降低爐渣堿度和氧化鎂含量。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