转炉炼钢工艺 (第4/7页)

氧cao作是指调节氧压或枪位，达到调节氧气流量、喷头出口气流压力及射流与熔池的相互作用程度，以控制化学反应进程的cao作。

    供氧cao作分为恒压变枪、恒枪变压和分阶段恒压变枪几种方法。国内多采用第三种cao作法。

    枪位及其控制：

    所谓枪位，是指氧枪喷头端面距静止液面的距离，常用H表示，单位是m。目前，一炉钢吹炼中的氧枪cao作有两种类型，一种是恒压变枪cao作，一种是恒枪变压cao作。比较而言，恒压变枪cao作更为方便、准确、安全，因而国内钢厂普遍采用。

    枪位的变化范围和规律：

    关于枪位的确定，目前的做法是经验公式计算，实践中修正。一炉钢冶炼中枪位的变化范围可据经验公式确定：

    H=（37～46）P×D出

    式中：

    P—供氧压力，MPa；

    D—喷头的出口直径，mm；

    H—枪位，mm。

    具体cao作中，枪位控制通常遵循“高－低－高－低”的原则：

    （1）前期高枪位化渣但应防喷溅。吹炼前期，铁水中的硅迅速氧化，渣中的（SiO2）较高而熔池的温度尚低，为了加速头批渣料的熔化（尽早去P并减轻炉衬侵蚀），除加适量萤石或氧化铁皮助熔外应采用较高的枪位，保证渣中的（FeO）达到并维持在25～30%的水平；否则，石灰表面生成C2S外壳，阻碍石灰溶解。当然，枪位亦不可过高，以防发生喷溅，合适的枪位是使液面到达炉口而又不溢出。

    （2）中期低枪位脱碳但应防返干。吹炼中期，主要是脱碳，枪位应低些。但此时不仅吹入的氧几乎全部用于碳的氧化，而且渣中的（FeO）也被大量消耗，易出现“返干”现象而影响S、P的去除，故不应太低，使渣中的（FeO）保持在10～15%以上。

    （3）后期提枪调渣控终点。吹炼后期，C－O反应已弱，产生喷溅的可能性不大，此时的基本任务是调好炉渣的氧化性和流动性继续去除硫磷，并准确控制终点碳（较低），因此枪位应适当高些。

    （4）终点前点吹破坏泡沫渣。接近终点时，降枪点吹一下，均匀钢液的成分和温度，同时降低炉渣的氧化铁含量并破坏泡沫渣，以提高金属和合金的收得率。

    枪位的调节。生产条件千变万化，因此具体cao作中还应根据实际情况对枪位进行适当的调节：

    （1）铁水温度：若遇铁水温度偏低，应先压枪提温，而后再提枪化渣，以防渣中的（FeO）积聚引发大喷，即采用低－高－低枪位cao作。

    （2）铁水成分：铁水硅、磷高时，若采用双渣cao作，可先低枪位脱硅、磷，倒掉酸性渣；若单渣cao作，由于石灰加入量大，应较高枪位化渣。铁水含锰高时，有利于化渣，枪位则可适当低些。

    （3）装入量变化：炉内超装时，熔池液面高，枪位应相应提高，否则，不仅化渣困难而且易烧坏氧枪。

    （4）炉内留渣：采用双渣留渣法时，由于渣中（FeO）高，有利于石灰熔化，因此吹炼前期的枪位适当低些，以防渣中（FeO）过高引发泡沫喷溅。

    （5）供氧压力：高氧压与低枪位的作用相同，故氧压高时，枪位应高些。

    恒压变枪cao作的几种模式，如图11所示

    A高—低—高的六段式cao作：

    开吹枪位较高，及早形成初期渣；二批料加入后适时降枪，吹炼中期炉渣返干时又提枪化渣；吹炼后期先提枪化渣后降枪；终点拉碳出钢。

    B高—低—高的五段式cao作：

    五段式cao作的前期与六段式cao作基本一致，熔渣返干时可加入适量助熔剂调整熔渣流动性，以缩短吹炼时间。

    C高一低一高一低的四段式cao作：

    在铁水温度较高或渣料集中在吹炼前期加入时可采用这种枪位cao作。开吹时采用高枪位化渣，使渣中含（FeO）量达25～30％，促进石灰熔化，尽快形成具有一定碱度的炉渣，增大前期脱磷和脱硫效率，同时也避免酸性渣对炉衬的侵蚀。在炉渣化好后降枪脱碳，为避免在碳氧化剧烈反应期出现返干现象，适时提高枪位，使渣中（FeO）保持在10～15％，以利磷、硫继续去除。在接近终点时再降枪加强熔池搅拌，继续脱碳和均匀熔池成分和温度，降低终渣（FeO）含量。

    四、造渣制度

    造渣是转炉炼钢的一项重要cao作。所谓造渣，是指通过控制入炉渣料的种类和数量，使炉渣具有某些性质，以满足熔池内有关炼钢反应需要的工艺cao作。造渣制度是确定合适的造渣方法、渣料的种类、渣料的加入数量和时间以及加速成渣的措施。由于转炉冶炼时间短，必须快速成渣，才能满足冶炼进程和强化冶炼的要求，同时造渣对避免喷溅、减少金属损失和提高炉衬寿命都有直接影响。

    一、成渣过程及造渣途径

    转炉冶炼各期，都要求炉渣具有一定的碱度，合适的氧化性和流动性，适度的泡沫化。

    o吹炼初期，要保持炉渣具有较高的氧化性,∑(FeO)稳定在25%－30%，以促进石灰熔化，迅速提高炉渣碱度，尽量提高前期去磷去硫率和避免酸性渣侵蚀炉衬；

    o吹炼中期，炉渣的氧化性不得过低(∑(FeO)保持在10%－16%），以避免炉渣返干；

    o吹炼末期，要保证去除P、S所需的炉渣高碱度，同时控制好终渣氧化性，如冶炼[C]≥0.10%的镇静钢，终渣(FeO)应控制不大于15%－20%；冶炼沸腾钢，终渣(FeO)应不小于12%，需避免终渣氧化性过弱或过强。

    炉渣粘度和泡沫化程度也应满足冶炼进程需要。前期要防止炉渣过稀，中期渣粘度要适宜，末期渣要化透作黏。泡沫性炉渣应尽早形成，并将其泡沫化程度控制在合适范围，以达到喷溅少、拉碳准、温度合适、达到磷硫去除的最佳吹炼效果。

    转炉成渣过程，如图12所示：

    o吹炼初期，炉渣主要来自铁水中Si、Mn、Fe的氧化产物。加入炉内的石灰块由于温度低,表面形成冷凝外壳，造成熔化滞止期，对于块度为40mm左右的石灰，渣壳熔化需数十秒。由于发生Si、Mn、Fe的氧化反应，炉内温度升高，促进了石灰熔化，这样炉渣的碱度逐渐得到提高。

    o吹炼中期，随着炉温的升高和石灰的进一步熔化，同时脱碳反应速度加快导致渣中(FeO)逐渐降低，使石灰融化速度有所减缓，但炉渣泡沫化程度则迅速提高。由于脱碳反应消耗了渣中大量的(FeO)，再加上没有达到渣系液相线正常的过热度，使化渣条件恶化，引起炉渣异相化，并出现返干现象。

    o吹炼末期，脱碳速度下降，渣中(FeO)再次升高，石灰继续熔化并加快了熔化