影響轉爐終點碳氧積的因素分析的范文

1、.wd.wd.wd.影響轉爐終點碳氧積的因素分析發(fā)布時間： 2010-10-08 瀏覽次數(shù)：66文字顏色: 字號:TTT 視力保護: 武 珣，包燕平，岳峰，馮 捷，唐德池北京科技大學 冶金與生態(tài)工程學院，北京 100083 )摘要：為了提高轉爐終點碳氧質量分數(shù)的控制水平，通過對某廠兩座轉爐現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計，分析了轉爐終點碳氧質量分數(shù)的分布狀態(tài)，研究了爐齡、碳質量分數(shù)、終點溫度等因素對終點碳氧積的影響規(guī)律，對完善生產(chǎn)工藝提出了相應建議。關鍵詞：轉爐； 碳氧積； 吹煉終點中圖分類號：TF703.8文獻標識碼：A 文章編號：1001-1447 ( 2010 ) 02-0026-04 Study o

2、n factors to affect the product of carbon content and oxygen content at blowing end-point of BOF steelmakingWU Xun , BAO Ya-ping , YUE Feng , FENG Jie , TANG Dechi( Metallurgical and Ecological Engineering School , University of Science and Technology Beijing，Beijing 10083 , China )Abstract : In ord

3、er to improve the control level of carbon and oxygen contents at blowing en - point of BOF steelmaking , production parameters obtained from two sets of BOF were statisticed and analyzed. Based on analyzing of carbon and oxygen contents at blowing end - point , analyzing of effects of BOF campaign l

4、ife , carbon content at end - point and end - point temperature on the product of carbon content and oxygen content at blowing end - point , some suggestions to improve the production technology are put forward . Key words : BOF ; the product of carbon content and oxygen content ; blowing end-point

5、轉爐吹煉終點鋼水中的氧質量分數(shù)對鋼的純潔度和金屬收得率有著重要的影響，根據(jù)反響平衡的原理，隨著鋼中碳的降低其氧質量分數(shù)勢必會增高，因此在出鋼過程中，如何能在保證一定碳質量分數(shù)的同時，盡量降低鋼水中的氧質量分數(shù)，對于低碳鋼和高附加值鋼的冶煉有著重要意義1-2。而鋼水終點的碳氧積又是評價轉爐終點控制效果的1 個重要指標，在碳質量分數(shù)一定時，它的上下是衡量鋼中氧質量分數(shù)的重要依據(jù)。終點碳氧積低有利于降低合金消耗，減少脫氧過程中形成的夾雜物，提高鋼水質量。為此，本文研究了爐齡、碳質量分數(shù)、終點溫度等因素對終點碳氧積的影響規(guī)律，從而為更好的控制終點碳氧質量分數(shù)提供參考依據(jù)。1 實驗數(shù)據(jù)處理對某鋼廠容量為

6、300 t 的2 號和3 號頂?shù)讖痛缔D爐進展現(xiàn)場調(diào)研，選取2008 年1 月到9 月兩轉爐各5000 多爐的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。按照理論和統(tǒng)計的規(guī)律進一步對數(shù)據(jù)進展篩選：1 對一些偏離正常范圍的數(shù)據(jù)進展刪除；2 利用正態(tài)分布對數(shù)據(jù)進展篩選處理，其置信水平為0.95 。處理后2 號轉爐和3 號轉爐分別獲得4 352 爐和4 431 爐合理完整的數(shù)據(jù)，然后根據(jù)需要對這些數(shù)據(jù)進展合理的統(tǒng)計分析。2 轉爐終點碳氧質量分數(shù)理論上，根據(jù)碳氧反響平衡理論，在一定溫度和壓強下轉爐終點的碳氧積應該是1 個定值。但在轉爐實際生產(chǎn)過程中，由于動力學原因，碳氧質量分數(shù)分布一般情況都會在理論值附近的1 個范圍內(nèi)波動。 圖1 和圖

7、2 所示為2 號轉爐和3 號轉爐冶煉終點碳氧質量分數(shù)分布狀況。由1 和圖2 可見：2 號轉爐和3 號轉爐實際生產(chǎn)中的碳氧分布偏離理想曲線的幅度還是比較大的。在碳質量分數(shù)一定時，有大量爐次的終點氧質量分數(shù)值都遠遠的超出了理想的氧質量分數(shù)值。氧質量分數(shù)過高會給后續(xù)的脫氧增加負擔，影響鋼的干凈度和合金的收得率。所以，兩轉爐的終點碳氧控制水平都還有待進一步提高。為此，重點研究轉爐終點碳氧積的影響因素以及這些因素的影響規(guī)律是非常必要的。3 轉爐終點碳氧積影響因素分析3 . 1 爐齡的影響由于轉爐的爐齡是影響轉爐冶煉過程的主要冶煉條件之一，為此本文對同一吹煉模式下不同爐齡階段的碳氧關系進展了統(tǒng)計分析，統(tǒng)計

8、結果如圖3 和圖4 所示。其中，2 號爐的爐齡編號1 50 ，代表爐齡4 368 9 990 , 3 號爐的爐齡編號1 50 代表爐齡1 5 500 。每個爐齡編號代表100 爐，對應的碳氧積為這100 爐的平均碳氧積。由圖3 和圖4 可見：隨著轉爐爐齡的增加，終點碳氧積呈現(xiàn)有規(guī)律的波動，同時整體趨勢是不斷緩慢增大的。終點碳氧積出現(xiàn)有規(guī)律的波動，這主要是由于在冶煉過程中，由于濺渣的工藝，造成轉爐爐底上漲，影響了底吹效果使得碳氧反響的動力學條件變差，從而使轉爐的終點碳氧乘積增加。但同時隨著轉爐化爐底操作，底吹效果又有所改善，所以碳氧積又有所減小。隨著轉爐爐齡的增加，終點碳氧積的整體趨勢是不斷增大

9、的。因為隨著爐齡的增加使得轉爐底吹設備受損，從而導致轉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展定期的維護和合理的改進，這樣既可以改善復吹轉爐內(nèi)碳氧反響的動力學條件，降低終點碳氧積，提高鋼水質量，又可以延長轉爐壽命。3 . 2 終點碳質量分數(shù)的影響終點碳質量分數(shù)的分布和對應的平均碳氧積的關系如圖5 、6 所示。觀察圖5 和圖6 可得出一個共同的變化規(guī)律：在碳質量分數(shù)小于0.03 時，碳氧積相對較低，且隨著終點碳質量分數(shù)的增加碳氧積顯著增加；當碳質量分數(shù)大于0.03 時，碳氧積的變化就趨于平緩，沒有了顯著變化；當碳質量分數(shù)過高時大于0.13 % ) ，碳氧積值很高，碳氧積又開

10、場隨著終點碳質量分數(shù)的增大而出現(xiàn)較明顯增加。在實際生產(chǎn)中隨著吹煉終點目標碳質量分數(shù)的不同，復吹轉爐的頂?shù)状禑捘Ｊ綄l(fā)生不斷的變化。目標碳質量分數(shù)較低時，為了到達脫碳目標，對應的吹煉模式對熔池的攪拌能力就會很強。隨著吹煉終點目標碳質量分數(shù)的增高，吹煉模式對熔池的攪拌能力就會不斷的降低。在碳質量分數(shù)小于0.03 時，由于吹煉模式對熔池的攪拌能力很強，為碳氧反響提供了很好的動力學條件，所以碳氧積相對較低。隨著碳質量分數(shù)的增高，吹煉模式對熔池的攪拌能力變差，影響了碳氧反響的動力學條件，因此會出現(xiàn)隨著終點碳質量分數(shù)的增加碳氧積顯著增加的現(xiàn)象。在轉爐吹煉過程中存在鐵碳的選擇性氧化問題。在轉爐熔池內(nèi)，同時存

11、在2 個氧化反響3 : C O CO和Fe O ( FeO ) 合并以上兩個反響得：( FeO ) C F CO其中：G 99 000 - 90.72T RT (PCO/FeOC)在1 650 時，取 Pco101.325 kPa，F(xiàn)eO0.31，fC1 代入上式并令G0 ，計算得臨界碳質量分數(shù)(C)0.0287 。也就是說當碳質量分數(shù)大于0.0287 時，以上反響就會向右進展，這樣就使得渣中的FeO質量分數(shù)有所降低，使得鋼水的過氧化程度減輕，這就在一定程度上減小了終點的碳氧積。但同時終點碳氧積的值又有受吹煉強度減弱而減小趨勢。所以，當終點碳質量分數(shù)在大于0.03 時，在這兩個影響因素的共同作

12、用下，終點碳氧積的變化趨于平緩。當碳質量分數(shù)過高時大于0.13 % ) ，碳氧積很高，且開場隨著終點碳質量分數(shù)的增大而出現(xiàn)較明顯增加。這主要是因為終點目標碳質量分數(shù)太高，對應的吹煉模式使得氣體的攪拌能力變的太弱而造成的。由上面分析得出，出鋼時應該控制適宜的碳質量分數(shù)范圍和穩(wěn)定的碳質量分數(shù)值。碳質量分數(shù)過低小于0.03 % 那么會給轉爐的吹煉造成較大壓力，并容易產(chǎn)生鋼水的過氧化而影響合金的收得率。碳質量分數(shù)過大那么會造成轉爐終點碳氧積過高，而影響鋼的干凈度。結合理論分析和生產(chǎn)經(jīng)歷得出，出鋼時碳質量分數(shù)的范圍一般控制在0.03 % 0.05 為較佳范圍。3 . 3 終點溫度的影響取終點溫度變化范圍

13、為1610 1 700 ，每隔10 為1 個溫度范圍，取每個溫度范圍對應碳氧積的平均值為縱坐標，溫度分布為橫坐標，得到了平均碳氧積隨轉爐終點溫度的變化曲線，如圖7 、8 所示。由圖7 和圖8 可以看出一樣的變化規(guī)律：轉爐終點的碳氧積隨著轉爐終點溫度的增加而不斷增加這種規(guī)律可以用熱力學的原理來解釋。轉爐煉鋼中主要的脫碳反響為： C OCOG -22000 - 38.34 T 可以看出碳氧反響為放熱反響，溫度的升高會促進反響向左進展，從而使得碳氧積增加。因此在實際生產(chǎn)中，在滿足其他條件的根基上，要盡可能的降低出鋼溫度，以便降低終點的碳氧積，提高鋼水質量。4 結論1 在實際生產(chǎn)過程中，轉爐終點碳氧積總是在理論碳氧積值附近的1 個范圍內(nèi)波動。2 隨著轉爐爐齡的增加，終點碳氧積呈現(xiàn)有規(guī)律的波動，整體變化趨勢是不斷緩慢增大的。建議在生產(chǎn)中，對底吹供氣元件進展定期的維護和合理的改進。3 在碳質量分數(shù)小于0.03 % 時，碳氧積相對較低，且隨著碳質量分數(shù)的增加而顯著增加；碳質量分數(shù)大于0.03 時，碳氧積的變化就趨于平緩；碳質量分數(shù)過大時大于0.13 % ) ，碳氧積值很高，且隨著終點碳質量分數(shù)的增大而出現(xiàn)較明顯增加。在生產(chǎn)中，出鋼碳質量分數(shù)的范圍在0.03 % 0.05 % 為較佳范圍。4 轉爐終點的碳氧積隨著轉爐終點溫度的增加而不斷增加。建議在生產(chǎn)中，在滿足其他條件的根