影響鋼水終點氧的因素

1、影響鋼水終點氧的因素論文類型：技術(shù)類作 者：李富成單 位：甲作業(yè)區(qū)轉(zhuǎn)爐爐前影響鋼水終點氧的因素摘 要：為了降低轉(zhuǎn)爐終點氧質(zhì)量分數(shù)的含量，通過對我廠1#轉(zhuǎn)爐現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計，分析了轉(zhuǎn)爐影響鋼水終點氧質(zhì)量分數(shù)的影響因素，研究了終點碳質(zhì)量分數(shù)、爐齡、終點殘猛，終點溫度等因素對終點氧的影響規(guī)律1，從而獲得最佳終點鋼水終點氧質(zhì)量分數(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，提高鋼鐵產(chǎn)品的質(zhì)量，對完善生產(chǎn)工藝提出了相應建議。關(guān)鍵詞：終點氧 終點碳質(zhì)量分數(shù) 爐齡 終點殘錳 終點溫度引言：轉(zhuǎn)爐吹煉終點鋼水中的氧質(zhì)量分數(shù)高低對鋼的純凈度和金屬收得率有著重要的影

2、響，根據(jù)反應平衡的原理，隨著鋼中碳的降低其氧質(zhì)量分數(shù)勢必會增高，因此在出鋼過程中，如何能在保證一定碳質(zhì)量分數(shù)的同時，盡量降低鋼水中的氧質(zhì)量分數(shù)，對于低碳鋼和高附加值鋼的冶煉有著重要意義。而鋼水終點的碳氧積又是評價轉(zhuǎn)爐終點控制效果的一 個重要指標，在碳質(zhì)量分數(shù)一定時，它的高低是衡量鋼中氧質(zhì)量分數(shù)的重要依據(jù)。終點氧低有利于降低合金消耗，減少脫氧過程中形成的夾雜物，提高鋼水質(zhì)量。為此，本文研究了碳質(zhì)量分數(shù)、爐齡、終點溫度，終點殘錳等因素對終點氧積影響規(guī)律，從而為更好的控制鋼水終點氧質(zhì)量分數(shù)提供參考依據(jù)。1 實驗數(shù)據(jù)處理通過我在我們鋼廠公稱容量為120 t 的1#頂?shù)讖痛缔D(zhuǎn)爐工作實踐，選取2012 年

3、3 月到2013年7 月1#轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)數(shù)據(jù)3290組。按照理論和統(tǒng)計的規(guī)律進一步對數(shù)據(jù)進行篩選。在數(shù)據(jù)選擇上對于冶煉中碳鋼時，由于考慮成本，鋼水氧含量低等因素，基本上不對鋼水進行定氧，所以在這里只選取低碳鋼的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行分析比較。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)進行合理的統(tǒng)計分析。2 轉(zhuǎn)爐終點碳質(zhì)量分數(shù)的影響理論上，根據(jù)碳氧反應平衡理論，在一定溫度和壓強下轉(zhuǎn)爐終點的碳氧積應該是一個定值（我廠1#轉(zhuǎn)爐碳氧積理論值0.0024）。 在吹氧煉鋼過程中，金屬液中一部分碳在反應區(qū)被氣體氧化，一部分與溶解在金屬液中的氧進行氧化反應，還有一部分與爐渣中的氧化鐵反應，生成CO。我們在這里

4、研究的是金屬液中的碳與金屬液中的氧的反應平衡關(guān)系。C+O=CO G=-22186-38.386T J/mol碳氧反應式的平衡常數(shù)如果取p=0.1兆帕，則可得：溫度一定，是一個定值，若令m=,=1,則m=1/,m即為碳氧濃度積（碳氧積）。當達到平衡時，m為一個常數(shù)2。在坐標中表現(xiàn)為雙曲線2，如下圖所示。但在轉(zhuǎn)爐實際生產(chǎn)過程中，因為碳和氧的濃度不等于它們的活度，m不是一個常數(shù)，碳氧質(zhì)量分數(shù)分布一般情況都會在理論值附近的一 個范圍內(nèi)波動。 下圖所示為1#轉(zhuǎn)爐冶煉終點碳氧質(zhì)量分數(shù)分布狀況(在這里取溫度值1630-1640攝氏度，終點殘錳0.095%-0.105%，爐齡范圍109-2238爐次)。（橫坐

5、標是鋼水中碳質(zhì)量分數(shù)單位：%，縱坐標鋼水終點氧含量單位：ppm）由上圖可見：1#轉(zhuǎn)爐實際生產(chǎn)中的碳氧分布呈現(xiàn)一定的線性關(guān)系，隨著終點碳含量的增加，終點氧含量不斷降低。但是在碳質(zhì)量分數(shù)一定時，有大量爐次的終點氧質(zhì)量分數(shù)值都在理想的氧質(zhì)量分數(shù)值上下浮動，且幅度比較大。此外從圖上看出在碳含量大于0.04%時，有大量爐次的終點質(zhì)量分數(shù)高于理論值。氧質(zhì)量分數(shù)過高會給后續(xù)的脫氧增加負擔，影響鋼的潔凈度和合金的收得率。所以，1#轉(zhuǎn)爐的終點碳氧控制水平都還有待進一步提高。為此，重點研究轉(zhuǎn)爐終點碳對終點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)爐冶煉過程的主要冶煉條件之一

6、，為此本文對同一吹煉模式下不同爐齡階段的碳氧關(guān)系進行了統(tǒng)計分析，為了有很好的可比性選取終點碳，錳近似的數(shù)據(jù)，統(tǒng)計結(jié)果如下圖所示。（這里取碳含量0.04%，殘錳0.095%0.105%，溫度16301650）（橫坐標是爐齡單位：爐次，縱坐標鋼水終點氧含量單位：ppm）由上圖可見：隨著轉(zhuǎn)爐爐齡的增加，終點氧呈現(xiàn)有規(guī)律的波動，前期（03000爐次）上下浮動較大，中期（30009000爐次）比較平穩(wěn)，由于1#轉(zhuǎn)爐后期補護爐和冶煉低碳鋼爐次較少，所以選取的數(shù)據(jù)較少，代表性不高，不能準確表現(xiàn)出后期隨著爐齡的增加，終點氧含量的變化趨勢。理論上隨著爐齡的增加，終點鋼水氧含量整體趨勢是不斷緩慢增大的。前期和中期

7、終點氧含量出現(xiàn)有規(guī)律的波動，這主要是由于在冶煉過程中，隨著熔池不斷增大造成爐容比的減小，過早的使用濺渣的工藝應用造成轉(zhuǎn)爐爐底上漲，影響了底吹效果，使得碳氧反應的動力學條件變差，從而使轉(zhuǎn)爐的終點氧變化較大。但同時隨著轉(zhuǎn)爐化爐底操作，底吹效果又有所改善，所以終點氧又有所減小，并且趨于平緩。隨著轉(zhuǎn)爐爐齡的增加，終點氧的整體趨勢是不斷增大的。因為隨著爐齡的增加使得轉(zhuǎn)爐底吹設備受損，從而導致轉(zhuǎn)爐的底吹效果不斷變差。因此在實際生產(chǎn)中，應該對底吹供氣元件進行定期的維護和合理的改進，這樣既可以改善復吹轉(zhuǎn)爐內(nèi)碳氧反應的動力學條件，降低終點氧含量，提高鋼水質(zhì)量，又可以延長轉(zhuǎn)爐壽命。4終點殘錳的影響鋼水中的殘錳含量

8、也影響鋼中的氧含量?，F(xiàn)選取一定的數(shù)據(jù)進行分析（這里取碳含量0.04%，爐齡30006000爐次，溫度16301650）（橫坐標是鋼水中殘錳含量單位：%，縱坐標鋼水終點氧含量單位：ppm）鋼水中的殘錳含量對鋼水終點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殘錳含量的增加，終點鋼水中的氧含量出現(xiàn)不斷下降的趨勢。因此在冶煉低碳鋼時合適的控制鋼水中的殘錳含量可以降低終點鋼水的氧含量。此外，由上圖可以看出鋼水終點殘錳含量在0.1%0.14%時，鋼水終點氧含量比較集中在500600ppm之間，雖有波動，但整體比較平緩。因此在冶煉低碳鋼時，在不影響鋼水質(zhì)量的情況下（就是在冶煉技術(shù)要點中終點錳含量

9、允許的情況下），盡可能的控制較高錳含量，進而降低鋼水終點氧含量，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終點溫度的影響轉(zhuǎn)爐出鋼溫度是影響轉(zhuǎn)爐工序各項技術(shù)經(jīng)濟指標的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，出鋼溫度過高大幅度增加鋼中氧含量，降低合金收得率。隨著轉(zhuǎn)爐終點溫度的提高，鋼的氧含量會大幅度增加，帶來轉(zhuǎn)爐脫氧合金的用量增加，合金的收得率降低，同時增加氧化物夾雜。同時出鋼溫度過高，加快了對轉(zhuǎn)爐爐襯的侵蝕，增加了轉(zhuǎn)爐耐材消耗，降低了轉(zhuǎn)爐爐齡。因此研究終點溫度對鋼水終點氧含量的影響是很必要的。（這里取碳含量0.04%，爐齡1000-9000，終點殘錳0.095%-0.105%）（橫坐標是鋼水終點溫度單位

10、：，縱坐標鋼水終點氧含量單位：ppm）通過上圖我們發(fā)現(xiàn)，隨著鋼水溫度的增加 ，鋼水中的終點氧含量有上升的趨勢（由于數(shù)據(jù)較大不是很明顯）。同時我們可以了解到在同一溫度下，鋼水中的氧含量上下波動的幅度比較大，之所以出現(xiàn)這種現(xiàn)象與轉(zhuǎn)爐在各個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，終點氧含量都在500 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)濟成本，提高鋼水的質(zhì)量。6其他條件的的影響操作工藝對鋼水的終點含氧量的影響也是比較大

11、的。例如高槍位，或低氧壓，熔池攪拌減弱，將增加鋼水的氧化性，當在【C】<0.15%時進行補吹會增加鋼水的氧化性；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1。7結(jié)論1 ）在實際生產(chǎn)過程中，轉(zhuǎn)爐終點碳氧積總是在理論碳氧積值附近的一個范圍內(nèi)波動。因此控制合適的終點碳含量可以降低鋼水終點氧含量。2 ）隨著轉(zhuǎn)爐爐齡的增加，鋼水終點氧呈不斷增大趨勢，建議在生產(chǎn)中，對底吹供氣元件進行定期的維護和合理的改進，通過濺渣工藝對轉(zhuǎn)爐底吹元件進行日常維護，既增加了爐齡，又使得底吹效果正常，從而使得鋼水終點氧含量不因爐齡的增加，終點氧含量增加過大。3 ）冶煉低碳鋼時，我們操作工應在冶煉技術(shù)要點中終點錳含量允許的情況下，盡可能的控制較高錳含量，進而降低鋼水終點氧含量。4 ）轉(zhuǎn)爐終點溫度的增加，鋼水終點氧含量不斷增加。建議在生產(chǎn)中，在滿足其他條件的基礎