煉鋼轉爐噴濺現(xiàn)象的成因分析和預防措施

1、解決方案示范文本 | Excellent Model Text 資料編碼：CYKJ-FW-778編號：_煉鋼轉爐噴濺現(xiàn)象的成因分析和預防措施審核：_時間：_單位：_煉鋼轉爐噴濺現(xiàn)象的成因分析和預防措施用戶指南：該解決方案資料適用于為完成某項目而進行的活動或努力工作過程的方案制定，通過完善工作思路，在正常運行中起到指導作用，包括確定問題目標和影響范圍、分析問題并提出解決方案和建議、成本計劃和可行性分析、實施和跟進?？赏ㄟ^修改使用，也可以直接沿用本模板進行快速編輯。摘  要鋼鐵料消耗作為衡量一個轉爐煉鋼廠生產、技術和管理水平的重要的經濟指標，它的成本占整個煉鋼廠鋼坯成本的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。在轉爐的冶煉過程中噴濺是頂吹轉爐吹煉過程中經常見到的一種現(xiàn)象，噴濺造渣中必然的過程，生產當中噴濺的控制，減少金屬損失是轉爐生產的一項重要課題。本文通過接近現(xiàn)實的筆觸，試述了這一課題。并且將噴濺的形式做了分類，從生產實踐的角度歸納了一些控制轉爐噴濺的方法。關鍵詞: 轉爐；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爐吹煉過程中經常發(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。在整個煉鋼過程中，氧槍槍位是一個非常重要的參數，它直接關系到煉鋼

6、過程中的脫碳、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，使煉鋼過程得以平穩(wěn)進行。在轉爐煉鋼整個爐役中，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，每隔一定爐次對熔鋼液面進行測定，根據裝入制度(定深裝入或定量裝入)及測定結果確定氧槍高度，而在兩次測定期間，氧槍高度保持不變。同時，在具體每一個爐次中，按照吹煉的初期、中期和末期設定若干不同高度1，而在每一時間段內，其高度是不變的。由于在轉爐煉鋼過程中要向爐內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)，使爐內狀況發(fā)生變化，相當于加入一個擾動，同時在不同階段，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適應這些情況，從而使爐內的反應及退渣不能平穩(wěn)地進行。造渣是轉爐煉鋼過程中的一項重要內容，渣的好壞直接關系到煉鋼過程能否順利進行，有時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法適應鐵水、廢鋼、造渣材料等化學成分變化引起反應狀況的不同。針對轉爐煉鋼過程中固定槍位所存在的問題，我們采用模糊控制的方法使氧槍槍位根據爐內的具體情況進行連續(xù)調節(jié)，同時針對轉爐煉鋼是一爐一爐進行的，爐與爐之間既不完全相同又有聯(lián)系的特點，采用自學習技術確定每一爐次氧槍的槍位，使轉爐煉鋼過程平穩(wěn)進行，從而提高碳溫命中率。1.供氧制度對轉爐噴濺的

8、影響1.1噴頭結構氧槍噴頭的設計取決于爐子的大小2。多孔氧槍噴頭的設計便于分散氧氣流股，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度和冶煉強度，增大沖擊面積，利于成渣，操作平穩(wěn)，不易噴濺等優(yōu)點。噴頭出口射流馬赫數的大小決定了噴嘴氧氣出口速度3，即決定了氧氣射流對熔池的沖擊能力。射流馬赫數過大，則會出現(xiàn)噴濺；射流馬赫數過低，氣流攪拌作用減弱，降低了氧氣的利用率，導致渣中鐵含量增高，也會引起噴濺。對于大于100 t轉爐，馬赫數Ma=19520；對于大于120 t轉爐，Ma=2021。1.2供氧強度供氧強度的大小應根據轉爐的公稱噸位、爐容

9、比來確定4。供氧強度過大，容易造成嚴重的噴濺；供氧強度過小，則將延長轉爐吹煉時間。因此，通常在不產生噴濺的情況下，盡可能采用較大的供氧強度。目前，國內中、小型轉爐的供氧強度(標態(tài))為2545 m3(t·min)，120 t以上轉爐的供氧強度(標態(tài))為28-一36 m3(t·min)。1.3供氧壓力理論設計氧壓是噴嘴進口處的壓力3，是設計噴嘴喉口和出口直徑的重要參數。一般使用氧壓范圍是078118 MPa，理論設計氧壓是使用氧壓范圍中的最低氧壓。生產實踐中使用操作氧壓不大于理論設計氧壓的150仍能很好的工作。使用氧壓過大或過小，都會使氧射流產生激波，射流能量損失增大，嚴重影響

10、吹煉效果。1.4搶位控制過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。槍位過低，會產生爐渣返干，造成嚴重的金屬噴濺，有時甚至噴頭粘鋼而被損壞；槍位過高，渣中TFe含量較高，又加上脫碳速度快，同樣會引起大噴或連續(xù)噴濺。LL0表示氧射流對熔池的穿透深度與熔池深度的比值。在吹煉過程中LL。值決定氧氣在熔池、爐渣與爐氣中的分配。它對于熔池脫碳速度、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、噴濺產生原因轉爐常見噴濺主要分為爆發(fā)性噴濺、泡沫性噴濺和金屬噴濺。主要發(fā)生在兩個時期：第一時期是供氧4-6min左右，主要特征

11、是爐溫偏低；第二時期是供氧11-14min左右，主要特征是爐溫偏高。2.1、爆發(fā)性噴濺產生的原因熔池內碳氧反應不均衡發(fā)展，瞬時產生大量的CO氣體，這是發(fā)生爆發(fā)性噴濺的根本原因。碳氧反應：C+(FeO)CO+Fe是吸熱反應，反應速度受熔池碳含量、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，抑制了正在激烈進行的碳氧反應；供人的氧氣生成了大量(FeO)并聚積；當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，碳氧反應重新以更猛烈的速度進行，瞬間排出大量具有巨大能量的CO氣體從爐口排出，同時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引起噴濺。在鐵水Si、P含量較高時，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，嚴重時能夠上漲到爐口。此時只要有一個不大的推力，熔渣就會從爐口噴出，熔渣所夾帶的金屬液也隨之而出，形成噴濺。同時泡沫渣對熔池液面覆蓋良好，對氣體的排出有阻礙作用。嚴重的泡沫渣可能導致爐口溢渣。顯然，渣量大時，比較容易產生噴濺；爐容比大的轉爐，爐膛空間也大，相對而言發(fā)生較大噴

13、濺的可能性小些。2.3、金屬噴濺產生的原因當渣中TFe含量過低，熔渣粘稠，熔池被氧流吹開后熔渣不能及時返回覆蓋液面，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”也會產生金屬噴濺?？梢姡纬山饘賴姙R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，嚴重噴濺還會引發(fā)事故，危及人身及設備安全。4、由于噴濺物大量噴出，不僅影響脫除P、S，熱量損失增大，還會引起鋼水量變化，影響冶煉控制的穩(wěn)定性。限制供氧強度的提高。防止和減少噴濺是頂吹轉爐吹煉的重要課題之一。爐

14、內鋼水的密度約7.0t/m3，熔渣的密度約為3.2t/m3，如果沒有足夠的力量，金屬和熔渣是不會從爐口噴出的。噴濺主要源自碳氧的不均衡反應，瞬間產生的大量CO氣體，從爐口奪路而出，將金屬和熔渣托出爐外。4、預防措施4.1：正確的槍位控制在某種程度上復吹轉爐煉鋼的氧槍操作主要是通過槍位的變化來調節(jié)和控制爐渣中有合適的(FeO)含量，以滿足吹煉過程各期的需要。如果(FeO)控制不當，會給吹煉帶來困難，如化渣太晚，易“返干”；或化渣太早，易噴濺，因此控制噴濺的關鍵就是要控制吹煉槍位。4.1.1吹煉前期槍位的調節(jié)和控制開吹前操作人員應詳細了解以下情況：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，是新爐還是老爐，是否補爐，裝入量是多少，爐內是否有剩余鋼水和爐渣等；d)吹煉的鋼種及其對造渣、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。對上述情況必須做到心中有數。前期調節(jié)和控制的原則是早化渣、化好渣。吹煉前期的特點是硅、錳迅速氧化、渣中SiO2濃度大，熔池溫度不高，此時要求將加入爐內的石灰盡快地化好，以便形成堿度1517的活躍爐渣，以減輕酸性渣對爐襯的侵蝕，并增加吹煉前期的脫硫與脫磷率。為此，應采用較高的槍位，如果槍位過低，不僅因渣中(FeO)低會在石灰表面形成高熔點而且致密的2CaO?SiO2，阻礙石灰的熔化，還會由于爐渣未能很好地覆蓋熔池表面而產

16、生噴濺，當然，前期槍位也不宜長時間過高，以免發(fā)生嚴重噴濺。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，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，可以在提槍的同時適當加一些石灰，稠化熔渣，有時對抑制噴濺也有些作用，但加入量不宜過多，加入的石灰化完后，如果不繼續(xù)加人石灰就應當適當降槍，以便降低(FeO)，以免在硅錳氧化結束和熔池溫度升高后強烈脫碳時發(fā)生嚴重噴濺。4.12吹煉中期的槍位控制吹煉過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。吹煉中期的特點是強烈脫碳，在這個階段中，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)的降低將使爐渣的熔點上升，流動性下降，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，噴濺也嚴重，為了防止中期爐渣返干，應該適當提槍，使渣中有適當的(FeO)。4.1.3吹煉后期的槍位控制后期的任務是進一步調整好爐渣的氧化性和流動性，繼續(xù)去除硫、磷、使熔池鋼液成分和溫度均勻，穩(wěn)定火焰，便于準確地控制終點，壓槍速度要緩慢，切忌過快，否則會引起噴濺，冶煉低碳鋼，很多采用的是增碳法，所以后期非常注意加強熔池攪拌以加速后期脫碳，均勻熔池的溫度和成分以及降低終渣的(FeO)含量。為此在過程化渣不太好，或者中期爐渣返干較嚴重時，后期應首先適當提槍化渣

18、，而在接近終點時，再適當降槍，以加強熔池攪拌，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)有技術和設備條件下控制噴濺最有效的方法，如應有適當的爐底高度和液面，根據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，要及時采取措施進行處理，處理爐底操作應采取勤、輕處理原則。1可以采用留渣后，用頂槍進行適當吹掃；2減少濺渣頻率，并適當縮短濺渣時間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，這樣既能保住終點碳，又不因為熱量太富裕冷卻料用量大噴濺難控制；還可以采用留渣操作，濺渣護爐時不要把爐渣濺干，在爐內留13左右的爐渣，剩余的爐渣在下爐吹煉時有利于前期快速成渣，同時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，從而達到控制噴濺的目的，在爐渣嚴重泡沫化時，短時間提高槍位，使氧槍超過泡沫