轉(zhuǎn)爐煉鋼知識(shí)問(wèn)答

轉(zhuǎn)爐煉鋼知識(shí)問(wèn)答

1轉(zhuǎn)爐煉鋼的原材料

1-1轉(zhuǎn)爐煉鋼用原材料有哪些，為什么要用精料？

煉鋼用原材料分為主原料、輔原料和各種鐵合金。氧氣

頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼用主原料為鐵水和廢鋼（生鐵塊）。煉鋼用輔原料通

常指造渣劑（石灰、螢石、白云石、合成造渣劑）、冷卻劑（鐵礦石、

氧化鐵皮、燒結(jié)礦、球團(tuán)礦）、增碳劑以及氧氣、氮?dú)?、氨氣等?/p>

煉鋼常用鐵合金有錦鐵、硅鐵、硅錦合金、硅鈣合金、金屬鋁等。

原材料是煉鋼的物質(zhì)基礎(chǔ)，原材料質(zhì)量的好壞對(duì)煉鋼工

藝和鋼的質(zhì)量有直接影響。國(guó)內(nèi)外大量生產(chǎn)實(shí)踐證明，采用精料

以及原料標(biāo)準(zhǔn)化，是實(shí)現(xiàn)冶煉過(guò)程自動(dòng)化、改善各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指

標(biāo)、提高經(jīng)濟(jì)效益的重要途徑。根據(jù)所煉鋼種、操作工藝及裝備

水平合理地選用和搭配原材料可達(dá)到低費(fèi)用投入，高質(zhì)量產(chǎn)出的

目的。

轉(zhuǎn)爐入爐原料結(jié)構(gòu)是煉鋼工藝制度的基礎(chǔ)，主要包括三

方面內(nèi)容：一是鋼鐵料結(jié)構(gòu)，即鐵水和廢鋼及廢鋼種類的合理配

比；二是造渣料結(jié)構(gòu)，即石灰、白云石、螢石、鐵礦石等的配比

制度；三是充分發(fā)揮各種煉鋼原料的功能使用效果，即鋼鐵料和

造渣料的科學(xué)利用。爐料結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整，代表了煉鋼生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)

方向，是最大程度穩(wěn)定工序質(zhì)量，降低各種物料消耗，增加生產(chǎn)

能力的基本保證。

1-2轉(zhuǎn)爐煉鋼對(duì)鐵水成分和溫度有什么要求?

鐵水是煉鋼的主要原材料，一般占裝入量的70%?100%。

鐵水的化學(xué)熱與物理熱是氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼的主要熱源。因此，

對(duì)入爐鐵水化學(xué)成分和溫度必須有一定的要求。

A鐵水的化學(xué)成分

氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼要求鐵水中各元素的含量適當(dāng)并穩(wěn)定，這樣才

能保證轉(zhuǎn)爐冶煉操作穩(wěn)定并獲得良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

⑴硅(Is)。硅是轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程中發(fā)熱元素之一。硅含量高，會(huì)增

加轉(zhuǎn)爐熱源，能提高廢鋼比。有關(guān)資料表明，鐵水中WSi每增加

0.1%,廢鋼比可提高約1.3%。鐵水硅含量高，渣量增加，有利

于去除磷、硫。但是硅含量過(guò)高將會(huì)使渣料和消耗增加，易引起

噴濺，金屬的收得率降低。Si含量高使渣中Si02含量過(guò)高，也

會(huì)加劇對(duì)爐襯的沖蝕，并影響石灰渣化速度，延長(zhǎng)吹煉時(shí)間。

通常鐵水a(chǎn)Si=0.30%?0.60%為宜。大中型轉(zhuǎn)爐用鐵水硅含量

可以偏下限，而對(duì)于熱量不富余的小型轉(zhuǎn)爐用鐵水硅含量可偏上

限。轉(zhuǎn)爐吹煉高硅鐵水可采用雙渣操作。

⑵錦(Mn)。鐵水鎰含量高對(duì)冶煉有利，在吹煉初期形成MnO,能

加速石灰的溶解，促進(jìn)初期渣及早形成，改善熔渣流動(dòng)性，利于

脫硫和提高爐襯壽命。鐵水錦含量高.終點(diǎn)鋼中余錦高，可以減少

錦鐵加入量，利于提高鋼水純凈度等。轉(zhuǎn)爐用鐵水對(duì)aMn/aSi

比值的要求為0.8?1.0,目前使用較多的為低鎰鐵水，

coMn=0.20%?0.80%。、?

⑶磷(P)。磷是高發(fā)熱元素，對(duì)大多數(shù)鋼種是要去除的有害元素。

因此，要求鐵水磷含量越低越好，一般要求鐵水a(chǎn)pWO.20%哼

鐵水中磷含量越低，轉(zhuǎn)爐工藝操作越簡(jiǎn)化，并有利于提高各項(xiàng)技

術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

鐵水磷含量高時(shí)，可采用雙渣或雙渣留渣操作，現(xiàn)代煉鋼采用爐

外鐵水脫磷處理，或轉(zhuǎn)爐內(nèi)預(yù)脫磷工藝，以滿足低磷純凈鋼的生

產(chǎn)需要。

(4)硫(S)。除了含硫易切削鋼以外，絕大多數(shù)鋼種硫也是要去除

的有害元素。氧氣轉(zhuǎn)爐單渣操作的脫硫效率只有30%?40%。我

國(guó)煉鋼技術(shù)規(guī)范要求入爐鐵水3SW0.05%。冶煉優(yōu)質(zhì)低硫鋼的

鐵水硫含量則要求更低，純凈鋼甚至要求鐵水3SW0.005%。因

此，必須進(jìn)行鐵水預(yù)處理降低入爐鐵水硫含量。

(5)碳(C)。鐵水中3c=3.5%?4.5%,碳是轉(zhuǎn)爐煉鋼的主要反熱

元素。

B鐵水的溫度

鐵水溫度的高低是帶入轉(zhuǎn)爐物理熱多少的標(biāo)志，鐵水物理熱約占

爐熱收入的50%o鐵水溫度高有利于穩(wěn)定操作和轉(zhuǎn)爐的自動(dòng)控制。

鐵水的溫度過(guò)低，影響元素氧化過(guò)程和熔池的溫升速度，不利于

成渣和去除雜質(zhì)，容易發(fā)生噴濺。因此，我國(guó)煉鋼規(guī)定入爐鐵水

溫度應(yīng)大子1250C,并且要相對(duì)穩(wěn)定。

通常，高爐的出鐵溫度在1350?1450C,由于鐵水在運(yùn)輸待裝過(guò)

程中散失熱量，所以最好采用混鐵車或混鐵爐的方式供應(yīng)鐵水，

在運(yùn)輸過(guò)程應(yīng)加覆蓋劑保溫，以減少鐵水降溫。

1-3對(duì)鐵水帶渣量有什么要求，為什么？

鐵水帶來(lái)的高爐渣中SiO2、S等含量較高，若隨鐵水進(jìn)入轉(zhuǎn)爐會(huì)

導(dǎo)致石灰消耗量增多，渣量增大，容易造成噴濺，增加金屬消耗,

影響磷、硫的去除，并損壞爐襯等。因此，要求入爐鐵水帶渣量

比不超過(guò)0.50%。鐵水帶渣量大時(shí)，在鐵水兌入轉(zhuǎn)爐之前應(yīng)盡進(jìn)

行扒渣。

1-4轉(zhuǎn)爐煉鋼用廢鋼的來(lái)源有哪些，對(duì)廢鋼的要求是什么？

廢鋼的來(lái)源有自產(chǎn)廢鋼和外購(gòu)廢鋼，自產(chǎn)廢鋼是指企業(yè)口生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的

廢鋼或回收的廢舊設(shè)備、鑄件等，外購(gòu)廢鋼勇從國(guó)內(nèi)或國(guó)外購(gòu)買的廢鋼。

轉(zhuǎn)爐煉鋼對(duì)廢鋼的要求有：

(1)廢鋼的外形尺寸和塊度應(yīng)保證能從爐口順利加入轉(zhuǎn)爐。廢鋼單重不能過(guò)

重，以便減輕對(duì)爐襯的沖擊，同時(shí)在吹煉期必須全部熔化。輕型廢鋼和重型

廢鋼合理搭配。廢鋼的長(zhǎng)度應(yīng)小于轉(zhuǎn)爐口直徑的1/2,廢鋼的塊度一般不應(yīng)

超過(guò)300kg,國(guó)標(biāo)要求廢鋼長(zhǎng)度不大于1000mm,最大單件重量不大于800kg。

(2)廢鋼中不得混有鐵合金。嚴(yán)禁混入銅、鋅、鉛、錫等有色金屬和橡膠，

不得混有封閉器皿、爆炸物和易燃易爆品以及有毒物品。廢鋼的硫、磷含量

均不得大于0.050%o

廢鋼中殘余元素含量應(yīng)符合以下要求：3Ni<0.30%、3CK0.30%、

3CM0.30%、3As<0.80%。除鎰、硅外，其他合金元素殘余含量的總和不

超過(guò)0.60%。

(3)廢鋼應(yīng)清潔干燥，不得混有泥砂、水泥、耐火材料、油物、法瑯等，不

能帶水。

(4)廢鋼中不能夾帶放射性廢物，嚴(yán)禁混有醫(yī)療臨床廢物。

(5)廢鋼中禁止混有其浸出液中pH值大于等于12.5或小于等于2.0的危險(xiǎn)

廢物。進(jìn)口廢鋼容器、管道及其碎片必須向檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)申報(bào)曾經(jīng)盛裝或輸送過(guò)

的化學(xué)物質(zhì)的主要成分以及放射性檢驗(yàn)證明書，經(jīng)檢驗(yàn)合格后方能使用。

(6)不同性質(zhì)的廢鋼分類存放，以免混雜，如低硫廢鋼、超低硫廢鋼、普通

類廢鋼等。另外，應(yīng)根據(jù)廢鋼外形尺寸將廢鋼分為輕料型廢鋼、統(tǒng)料型廢鋼、

小型廢鋼、中型廢鋼、重型廢鋼等。非合金鋼、低合金鋼廢鋼可混放在一起,

不得混有合金廢鋼和生鐵。合金廢鋼要單獨(dú)存放，以免造成冶煉困難，產(chǎn)生

熔煉廢品或造成貴重合金元素的浪費(fèi)。

1-5轉(zhuǎn)爐煉鋼對(duì)入爐生鐵塊的要求是什么？

生鐵塊也叫冷鐵，是鐵錠、廢鑄鐵件、包底鐵和出鐵溝鐵的總稱，其成分與

鐵水相近，但不含顯熱。它的冷卻效應(yīng)比廢鋼低，通常與廢鋼搭配使用。

入爐生鐵塊成分要穩(wěn)定，硫、磷等雜質(zhì)含量愈低愈好，最好3SW0.050%,

3PW0.10%。硅的含量不能太高，否則，增加石灰消耗量，對(duì)爐襯也不利,

要求鐵塊凹3s<1.25%。

1-6轉(zhuǎn)爐煉鋼對(duì)鐵合金有哪些要求，常用鐵合金的主要成分是怎樣的？

轉(zhuǎn)爐煉鋼對(duì)鐵合金的主要要求是：

(1)鐵合金塊度應(yīng)合適，為10?50mln；精煉用合金塊度為10?30mm,成分和

數(shù)量要準(zhǔn)確。

(2)在保證鋼質(zhì)量的前提下，選用價(jià)格便宜的鐵合金，以降低鋼的成本。

⑶鐵合金應(yīng)保持干燥、干凈o

(4)鐵合金成分應(yīng)符合會(huì)術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，以避免煉鋼操作失誤。如硅鐵中的鋁、

鈣含量，沸騰鋼脫氧用鎰鐵的硅含量，都直接影響鋼水的脫氧程度。

轉(zhuǎn)爐脫氧合金化常用的鐵合金有Fe-Mn、Fe-Si、Mn-Si合金、Ca-Si合金、

鋁、Fe-AKBa-Ca-Si合金、Ba-AI-Si合金等。

1-7轉(zhuǎn)爐煉鋼對(duì)增碳劑有什么要求？

轉(zhuǎn)爐冶煉中、高碳鋼種時(shí)，使用含雜質(zhì)很少的石油焦作為增碳劑。對(duì)頂吹轉(zhuǎn)

爐煉鋼用增碳劑的要求是固定碳要高，灰分、揮發(fā)分和硫、磷、氮等雜質(zhì)含

量要低，并要干燥,干凈,粒度要適中。其固定碳3c296%,揮發(fā)分WL0%,

3s/0.5%,水分小0.5%,粒度在1?5mm；粒度太細(xì)容易燒損，太粗加入

后浮在鋼液表面，不容易被鋼水吸收。

1-8轉(zhuǎn)爐煉鋼對(duì)石灰有什么要求？

石灰是煉鋼主要造渣材料，具有脫P(yáng),脫S能力，用量也最多。其質(zhì)量好壞

對(duì)吹煉工藝，產(chǎn)品質(zhì)量和爐襯壽命等有著重要影響。因此，要求石灰CaO含

量要高，Si02含量和S含量要低，石灰的生過(guò)燒率要低，活性度要高，并

且要有適當(dāng)?shù)膲K度，此外，石灰還應(yīng)保證清潔、干燥和新鮮。

Si02會(huì)降低石灰中有效CaO含量，降低CaO的有效脫硫能力。石灰中雜質(zhì)

越多越降低它的使用效率，增加渣量，惡化轉(zhuǎn)爐技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。石灰的生燒

率過(guò)高，說(shuō)明石灰沒(méi)有燒透，加入熔池后必然繼續(xù)完成焙燒過(guò)程，這樣勢(shì)必

吸收熔池?zé)崃浚娱L(zhǎng)成渣時(shí)間；若過(guò)燒率高，說(shuō)明石灰死燒，氣孔率低，成

渣速度也很慢。

石灰的渣化速度是轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程成渣速度的關(guān)鍵，所以對(duì)煉鋼用石灰的活性

度也要提出要求。石灰的活性度(水活性)是石灰反應(yīng)能力的標(biāo)志，也是衡量

石灰質(zhì)量的重要參數(shù)。此外，石灰極易水化潮解，生成Ca(0H)2,要盡量使

用新焙燒的石灰。同時(shí)對(duì)石灰的貯存時(shí)間應(yīng)加以限制，一般不得超過(guò)2天。

塊度過(guò)大，熔解慢，影響成渣速度，過(guò)小的石灰顆粒易被爐氣帶走，造成浪

費(fèi)。一般以塊度為5?50mm或5?30mm為宜，大于上限、小于下限的比例各

不大于10%。貯存和運(yùn)輸時(shí)必須防雨防潮。

1-9什么是活性石灰，活性石灰有哪些特點(diǎn)，使用活性石灰有什么好處？

通常把在1050?1150C溫度下，在回轉(zhuǎn)窯或新型豎窯(套筒窯)內(nèi)焙燒的石

灰，即其有高反應(yīng)能力的體積密度小、氣孔率高、比表面積大、晶粒細(xì)小的

優(yōu)質(zhì)石灰叫活性石灰，也稱軟燒石灰。

活性石灰的水活性度大于310mL,體積密度小，約為1.7?2.0g/cm3,氣孔

率高達(dá)40%以上，比表面積為0.5?1.3g/cm3；晶粒細(xì)小，熔解速度快，

反應(yīng)能力強(qiáng)。使用活性石灰能減少石灰、螢石消耗量和轉(zhuǎn)爐渣量，有利于提

高脫硫、脫磷效果，減少轉(zhuǎn)爐熱損失和對(duì)爐襯的蝕損，在石灰表面也很難形

成致密的硅酸二鈣硬殼有利于加速石灰的渣化。

1-10轉(zhuǎn)爐用螢石起什么作用，對(duì)螢石有什么要求？

螢石是助熔劑，其主要成分是CaF2。純CaF2的熔點(diǎn)為1418C,螢石中還含

有Si02和S等成分，因此熔點(diǎn)在930C左右；加入爐內(nèi)后使CaO和石灰高

熔點(diǎn)的2CaO?Si02外殼的熔點(diǎn)降低，生成低熔點(diǎn)化合物3CaO?CaF2?2SiO2(熔

點(diǎn)為1362C),也可以與MgO生成低熔點(diǎn)化合物(1350C),從而改善爐渣的

流動(dòng)性。螢石助熔作用快、時(shí)間短。但過(guò)多使用螢石會(huì)形成嚴(yán)重的泡沫渣，

導(dǎo)致噴濺，同時(shí)也加劇對(duì)爐襯的侵蝕，并污染環(huán)境。因此應(yīng)嚴(yán)格控制噸鋼螢

石加入量。

轉(zhuǎn)爐用螢石3CaF2285%,?SiO2^5.O%,coSWO.lO%,?P^0.06%,

塊度在5?50mm,并要干燥、清潔。

近年來(lái)，由于螢石供應(yīng)不足，各鋼廠從環(huán)保的角度考慮，試用多種螢石代用

品，均為以氧化鎰或氧化鐵為主的助熔劑，如鐵鎰礦石、氧化鐵皮、轉(zhuǎn)爐煙

塵、鐵帆土等。

1-11轉(zhuǎn)爐儲(chǔ)白云石或菱鎂礦的作用是什么，對(duì)白云石和菱鎂礦有什么要

求？

(1)白云石是調(diào)渣劑，有生白云石與輕燒白云石之分。

生白云石的主要成分為CaC03?MgC03。經(jīng)焙燒可成為輕燒白云石，其主要成

分為CaO、Mg0o根據(jù)濺渣護(hù)爐技術(shù)的需要，加入適量的生白云石或輕燒白

云石保持渣中的MgO含量達(dá)到飽和或過(guò)飽和，以減輕初期酸性渣對(duì)爐襯的蝕

損、使終渣能夠做黏，出鋼后達(dá)到濺渣的要求。

對(duì)生白云石的要求是3Mg0>20%,3CaO229%,?SiO2^2.O%,燒減

《47%,塊度為5?30mm。

由于生白云石在爐內(nèi)分解吸熱，所以用輕燒白云石效果最為理想。對(duì)輕燒白

云石的要求是3MgO235%,3CaO25O%,wSiO2^3.O%,燒減W10%,

塊度為5?40mm。

(2)菱鎂礦也是調(diào)渣劑，菱鎂礦是天然礦物，主要成分是MgC03,焙燒后用

做耐火材料。對(duì)菱鎂礦的要求是3MgO245%,?CaO<1.5%,

3Si02W1.5%,燒減小50%,塊度為5?30mli1。

(3)MgO-C壓塊是吹煉終點(diǎn)碳低或冶煉低碳鋼濺渣時(shí)的調(diào)渣劑，由輕燒菱鎂

礦和碳粉制成壓塊，■-般3MgO=5O%?60%,3c=15%?20%,塊度為10?

30mm。

1-12轉(zhuǎn)爐煉鋼常用哪些冷卻劑？

氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程的熱量有富余，因而根據(jù)熱平衡計(jì)算需加入適量的冷

卻劑，以準(zhǔn)確地命中終點(diǎn)溫度。氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐用冷卻劑有廢鋼、生鐵塊、鐵

礦石、氧化鐵皮、球團(tuán)礦、燒結(jié)礦、石灰石和生白云石等，其中主要為廢鋼、

鐵礦石。上述冷卻劑的冷卻效應(yīng)從大到小排列順序?yàn)椋鸿F礦石、氧化鐵皮、

球團(tuán)礦、燒結(jié)礦、石灰石和生白云石、廢鋼、生鐵塊。

1-13轉(zhuǎn)爐煉鋼對(duì)鐵礦石有什么要求？

鐵礦石主要成分為Fe203或Fe304,鐵礦石的熔化和鐵被還原都吸收熱量，

因而能起到調(diào)節(jié)熔池溫度的作用。但鐵礦石帶入脈石，增加渣量和石灰消耗

量，同時(shí)一次加入量過(guò)多會(huì)引起噴濺和冒煙。鐵礦石還能起到氧化作用。氧

氣頂吹轉(zhuǎn)爐用鐵礦石化學(xué)成分以3TFe256%,?Si02^10%,3SW0.20%,

塊度為10?50mm為宜，并要求干燥、清潔。

1-14轉(zhuǎn)爐煉鋼對(duì)氧化鐵皮有什么要求？

轉(zhuǎn)爐煉鋼用氧化鐵皮來(lái)自軋鋼和連鑄過(guò)程中產(chǎn)生的氧化殼層，其主要成分是

氧化鐵。因此，氧化鐵皮可改善熔渣流動(dòng)性，也有利于脫磷，并且可以降溫。

對(duì)氧化鐵皮的要求是3TFe>70%,Si02、S、P等其他雜質(zhì)含量均低于3.0%。

粒度應(yīng)不大于10mm,使用前烘烤干燥，去除油污。

1-15轉(zhuǎn)爐煉鋼用合成造渣劑的作用是什么？

合成造渣劑是用石灰加入適量的氧化鐵皮、螢石、氧化鎬或其他氧化物等溶

劑，在低溫下預(yù)制成型。這種合成渣劑的熔點(diǎn)低，堿度高，成分均勻，粒度

小，在高溫下易碎裂，成渣速度快，因而減輕了轉(zhuǎn)爐造渣的負(fù)擔(dān)。

1-16氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼對(duì)氧氣有什么要求？

氧氣是頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼的主要氧化劑。煉鋼用工業(yè)純氧是由空氣分離制取的。

對(duì)煉鋼用氧氣的要求是純度要高，。02>99.6%,氧壓應(yīng)穩(wěn)定，并要脫除水

分。

1-17轉(zhuǎn)爐煉鋼對(duì)氮?dú)獾囊笫鞘裁矗?/p>

氮?dú)馐寝D(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐和復(fù)吹工藝的主要?dú)庠?。?duì)氮?dú)獾囊笫菨M足濺渣和復(fù)

吹需用的供氣流量，氣壓要穩(wěn)定。氮?dú)獾募兌却笥?9.95%,氮?dú)庠诔叵?/p>

干燥、無(wú)油。

1-18'轉(zhuǎn)爐煉鋼對(duì)敏氣的要求是什么？

氧氣是轉(zhuǎn)爐煉鋼復(fù)吹和鋼包吹氨精煉工藝的主要?dú)庠础?duì)氫氣的要求是：滿

足吹氤和復(fù)吹用供氣量，氣壓穩(wěn)定，氧氣純度大于99.95%,無(wú)油、無(wú)水。

1-19轉(zhuǎn)爐煉鋼對(duì)焦炭的要求是什么？

轉(zhuǎn)爐煉鋼用焦炭烘烤爐襯。對(duì)焦炭要求是：固定碳高(一般要求大于80%),

發(fā)熱值高，灰分和有害雜質(zhì)含量低(水分小于2%,3s/0.7%),塊度應(yīng)為

10?40mm。

1-20什么是鐵水預(yù)處理？

鐵水預(yù)處理是指鐵水兌入煉鋼爐之前，為脫硫或脫硅、脫磷而進(jìn)行的處理過(guò)

程。9

除上述普通鐵水預(yù)處理外還有特殊鐵水預(yù)處理，如針對(duì)鐵水含有特殊元素提

純精煉或資源綜合利用而進(jìn)行的提帆、提鋁、提鴇等預(yù)處理技術(shù)。

1-21在煉鋼生產(chǎn)中采用鐵水預(yù)脫硫技術(shù)的必要性是什么？

(1)用戶對(duì)鋼的品種和質(zhì)量要求提高，連鑄技術(shù)的發(fā)展也要求鋼中硫含量低

(硫含量高容易使連鑄坯產(chǎn)生裂紋)。鐵水脫硫可滿足冶煉低硫鋼和超低硫鋼

種的要求。

(2)轉(zhuǎn)爐煉鋼整個(gè)過(guò)程是氧化氣氛，脫硫效率僅為30%?40%；而鐵水中的

碳硅等元素氧含量低，提高了鐵水中硫的活度系數(shù)，故鐵水脫硫效率高；鐵

水脫硫費(fèi)用低于高爐、轉(zhuǎn)爐和爐外精煉的脫硫費(fèi)用。

(3)減輕高爐脫硫負(fù)擔(dān)后，能實(shí)現(xiàn)低堿度、小渣量操作，有利于冶煉低硅生

鐵，使高爐穩(wěn)定、順行，可保證向煉鋼供應(yīng)精料。

(4)有效地提高鋼鐵企業(yè)鐵、鋼、材的綜合經(jīng)濟(jì)效益。

『22鐵水脫硫常用的脫硫劑有幾類，各有何特點(diǎn)？

生產(chǎn)中，常用的脫硫劑有蘇打灰(Na2co3)、石灰粉(CaO)、電石粉和金屬鎂。

(1)蘇打灰。其主要成分為Na2c03,鐵水中加入蘇打灰后與硫作用發(fā)生以下

3個(gè)化學(xué)反應(yīng)：

Na2C03(1)+[S]+2[C]=Na2S(1)+3{CO}

Na2C03(1)+[S]+[S]=Na2S(1)+SiO2(1)+{CO}

Na20(l)+[S]=Na2S(l)+[0]

用蘇打灰脫硫，工藝和設(shè)備簡(jiǎn)單，其缺點(diǎn)是脫硫過(guò)程中產(chǎn)生的渣會(huì)腐蝕處理

罐的內(nèi)襯，產(chǎn)生的煙塵污染環(huán)境，對(duì)入有害。目前很少使用。

(2)石灰粉。其主要成分為CaO,用石灰粉脫硫的反應(yīng)式如下：

2CaO(S)+[S]+l/2[Si]=(CaS)(S)+l/2(Ca2SiO4)

石灰價(jià)格便宜、使用安全，但在石灰粉顆粒表面易形成2CaO?SiO2致密層，

限制了脫硫反應(yīng)進(jìn)行，因此，石灰耗用量大，致使生成的渣量大和鐵損大，

鐵水溫降也較多。另外，石灰還有易吸潮變質(zhì)的缺點(diǎn)。

(3)電石粉。其主要成分為CaC2,電石粉脫硫的反應(yīng)式如下：

CaC2+[S]=(CaS)(S)+2[C]

用電石粉脫硫，鐵水溫度高時(shí)脫硫效率高，鐵水溫度低于1300C時(shí)脫硫效

率很低。另外，處理后的渣量大，且渣中含有未反應(yīng)盡的電石顆粒，遇水易

產(chǎn)生乙煥(qH2)氣體，故對(duì)脫硫渣的處理要求嚴(yán)格。在脫硫過(guò)程中也容易析

出石墨碳污染環(huán)境。電石粉易吸潮生成乙煥(乙煥是可燃?xì)怏w且易發(fā)生爆

炸)，故電石粉需要以惰性氣體密封保存和運(yùn)輸。

(4)金屬鎂。鎂噴入鐵水后發(fā)生如下反應(yīng)：

Mg+[S]=MgS(S)

鎂在鐵水的溫度下與硫有極強(qiáng)的親和力，特別是在低溫下鎂脫硫效率極高，

脫硫過(guò)程可預(yù)測(cè)，硫含量可控制在0.001%的精度。這是其他脫硫劑所不能

比擬的。

金屬鎂活性很高，極易氧化，是易燃易爆晶，鎂粒必須經(jīng)表面鈍化處理后才

能安全地運(yùn)輸、儲(chǔ)存和使用。鈍化處理后，使其鎂粒表面形成一層非活性的

保護(hù)膜。

用鎂脫硫，鐵水的溫降小，渣量及鐵損均少且不損壞處理罐的內(nèi)襯，也不影

響環(huán)境。因而鐵水包噴鎂脫硫工藝獲得了迅猛的發(fā)展。

鎂的價(jià)格較高，保存時(shí)須防止吸潮。

1-23鐵水脫硫的主要方法有哪些，鐵水脫硫技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是怎樣的？

迄今為止，入們已開(kāi)發(fā)出多種鐵水脫硫的方法，其中主要方法有：投入脫硫

法、鐵水容器轉(zhuǎn)動(dòng)攪拌脫硫法、攪拌器轉(zhuǎn)動(dòng)攪拌脫硫法和噴吹脫硫法等。

(1)投入法。該法不需要特殊設(shè)備，操作簡(jiǎn)單，但脫硫效果不穩(wěn)定，產(chǎn)生的

煙氣污染環(huán)境。

(2)鐵水容器攪拌脫硫法。該法主要包括轉(zhuǎn)鼓法和搖包法，均有好的脫硫效

果，該法容器轉(zhuǎn)動(dòng)笨重，動(dòng)力消耗高，包襯壽命低，使用較少。

(3)采用攪拌器的機(jī)械攪拌法。如KR法即屬于此類。

KR攪拌法由于攪拌能力強(qiáng)和脫硫前后能充分的扒渣，可將硫含量脫至很低,

苴就■占縣設(shè)至信■卒林永洱除大

(4)噴最法。此立■用噴槍以惰起氣體為載體，將脫硫劑與氣體混合吹入鐵

水深部，以攪動(dòng)鐵水與脫硫劑充分混合的脫硫方法。該法可以在魚雷罐車(混

鐵車)或鐵水包內(nèi)處理鐵水。鐵水包噴吹法目前已被廣泛應(yīng)用。

噴吹脫硫法具有脫硫反應(yīng)速度快、效率高、操作靈活方便，處理鐵水量大，

設(shè)備投資少等優(yōu)點(diǎn)。因而，它已成為鐵水脫硫的主要方法。

鐵水脫硫技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)如下：

(1)采用全量鐵水脫硫工藝；

(2)趨向在鐵水包內(nèi)預(yù)脫硫；

(3)脫硫方法以噴吹法為主；

(4)用金屬鎂做脫硫劑的趨勢(shì)不斷擴(kuò)大。

1-24用金屬鎂進(jìn)行鐵水脫硫的機(jī)理是什么？

鎂其熔點(diǎn)為651℃,密度為2.8g/cm3,如與氧結(jié)合生成MgO后，其熔點(diǎn)為

2800℃,密度為3.07?3.20g/cm3,二者均為高熔點(diǎn)、低密度穩(wěn)定化合物。

鎂通過(guò)噴槍噴入鐵水中，鎂在高溫下發(fā)生液化、氣化并溶于鐵水：

Mg⑸fMg⑴f{Mg}f[Mg]

Ms與S的相互反應(yīng)存在兩種情況：

第一種情況：{Mg}+[S]二MgS(S)

第二種情況：{Mg}-[Mg]

[Mg]+[S]=MgS(S)

在高溫下，鎂和硫有很強(qiáng)的親和力，溶于鐵水中的[Mg]和{Mg}都能與鐵水中

的[S]迅速反應(yīng)生成固態(tài)的MgS,上浮進(jìn)入渣中。

在第一種情況下，在金屬一鎂蒸氣泡界面，鎂蒸氣與鐵水中的硫反應(yīng)生成固

態(tài)MgS,這只能去除鐵水中3%?8%的硫。

在第二種情況下，溶解于鐵水中的鎂與硫反應(yīng)生成固態(tài)MgS,這是主要的脫

硫反應(yīng)，最為合理。在這種情況下，保證了鎂與硫的反應(yīng)不僅僅局限在鎂劑

導(dǎo)入?yún)^(qū)域或噴吹區(qū)域內(nèi)進(jìn)行，而是在鐵水包整個(gè)范圍內(nèi)進(jìn)行，這對(duì)鐵水脫硫

是十分有利的。

鎂在鐵水中的溶解度取決于鐵水溫度和鎂的蒸氣壓。鎂的溶解度隨著壓力的

增加而增大，隨鐵水溫度的上升而大幅度降低。為了獲得高脫硫效率，必須

保證鎂蒸氣泡在鐵水中完全溶解，避免未溶解完的鎂蒸氣逸入大氣造成損

失。促進(jìn)鎂蒸氣大量溶解于鐵水中的措施是：鐵水溫度低；加大噴槍插入鐵

水液面以下的深度，提高鎂蒸氣壓力，延長(zhǎng)鎂蒸氣泡與鐵水接觸時(shí)間。

1-25采用金屬鎂脫硫?yàn)槭裁匆獙?duì)鎂粒進(jìn)行表面鈍化處理，對(duì)顆粒鎂有什

么要求？

金屬鎂活性很高，極易氧化，是易燃易爆晶。鎂粒只有經(jīng)表面鈍化處理后才

能安全地運(yùn)輸、儲(chǔ)存和使用。經(jīng)鈍化處理后，鎂粒表面形成一層非活性的保

護(hù)膜，如鹽鈍化的涂層顆粒鎂，制備時(shí)采用熔融液態(tài)鎂離心重復(fù)分散技術(shù)，

利用空氣動(dòng)力逆向冷卻原理將鹽液包敷在鎂顆粒外層，形成銀灰色均勻的球

狀顆粒。

單吹鎂脫硫用的涂層顆粒鎂要求：

3Mg292%；粒度為0.5?1.6mm,其中粒度大于3mm以上的針狀不規(guī)則顆

粒少于8%。

1-26鐵水脫硫容器為什么趨向采用鐵水包？

在魚雷罐內(nèi)進(jìn)行脫硫，動(dòng)力學(xué)條件較差，脫硫劑噴入后，由于魚雷罐形狀影

響攪拌的均勻性，反應(yīng)重現(xiàn)性差，脫硫劑消耗量大。采用鐵水包噴吹脫硫，

由于鐵水包的幾何形狀，使脫硫反應(yīng)具有更好的動(dòng)力學(xué)條件和反應(yīng)空間，可

根據(jù)冶煉具體要求更準(zhǔn)確地控制鐵水的硫含量。一般容量大于80t的鐵水包

鐵液深度都比魚雷罐深，噴入鐵水的脫硫劑與鐵水進(jìn)行反應(yīng)更加充分，因此

在鐵水包內(nèi)噴吹脫硫可以有效利用脫硫劑。同時(shí)鐵水包內(nèi)的鐵水溫度比魚雷

罐內(nèi)低一些，更促進(jìn)鎂脫硫獲得理想的脫硫效果，降低了鐵水處理成本。由

于鐵水包內(nèi)噴吹脫硫有較高的效率，與在魚雷罐脫硫相比，如果將硫含量從

0.045%降到0.010%,可節(jié)省脫硫劑15%；如果將硫含量從0.045%降到

0.005%,可節(jié)省脫硫劑24%。顯然，硫含量的目標(biāo)值越低，在鐵水包噴吹

脫硫劑的優(yōu)勢(shì)越大。20世紀(jì)80年代已開(kāi)始發(fā)展到在鐵水包內(nèi)處理鐵水。目

前新建鐵水脫硫裝置大多采用鐵水包單獨(dú)噴吹鎂或復(fù)合噴吹鎂的技術(shù)和設(shè)

備。

1-27噴鎂脫硫要求鐵水包凈空是多少？

當(dāng)鐵水包噴鎂脫硫時(shí)，鎂通過(guò)噴槍噴入鐵水，載氣對(duì)鐵水有攪拌作用，可以

促進(jìn)反應(yīng)物的傳質(zhì)和產(chǎn)物的排出。由于鎂在高溫下液化、氣化和溶于鐵水，

氣化時(shí)產(chǎn)生的鎂氣體對(duì)鐵水的攪拌作用強(qiáng)烈，頂吹時(shí)常發(fā)生噴濺。因此，鐵

水包應(yīng)有不小于400皿高度的凈空，同時(shí)設(shè)置防濺包蓋是必要的。

1-28鐵水包噴吹鎂脫硫與其他脫硫工藝比較具有哪些優(yōu)點(diǎn)？

鐵水包噴鎂脫硫工藝與其他脫硫工藝相比，具有以下顯著的優(yōu)點(diǎn)：

(1)脫硫效率高?？筛鶕?jù)冶煉品種要求，鐵水硫含量可脫至任意水平，深度

脫硫時(shí)達(dá)到3s=0.005%以下，甚至3s=0.002%以下；

(2)脫硫劑單耗低，處理時(shí)間短

(3)形成渣量少，扒渣鐵損低；

(4)對(duì)環(huán)境污染??；

(5)溫度損失少；

(6)易于進(jìn)行過(guò)程自動(dòng)控制；

(7)綜合成本低。

1-29鐵水包噴吹顆粒鎂脫硫，鎂的單位消耗主要取決于哪些因素？

用鎂脫硫的單耗主要取決于鐵水初始硫含量、終點(diǎn)硫含量、鐵水溫度、鐵水

重量(鐵水包內(nèi)鐵水深度)。

在理論上1kg金屬鎂能脫除1.32kg的硫；實(shí)際上，由于鐵水中還有殘余的

鎂、用于脫氧的鎂、少量的鎂蒸氣逸出及與載氣、頂渣反應(yīng)損失的鎂等原因，

鎂的利用率不可能達(dá)到100%。與初始硫含量低時(shí)相比，初始硫含量高時(shí)鎂

的利用率高。

鎂脫硫與CaO、CaC2脫硫不同，鎂脫硫反應(yīng)為放熱反應(yīng)，低溫對(duì)反應(yīng)有利，

在低溫下鎂在鐵水中的溶解度大，有利于鎂參與反應(yīng)而提高利用率；但溫度

高時(shí)有利于反應(yīng)產(chǎn)物上浮進(jìn)入頂渣提高反應(yīng)速度，但總的來(lái)說(shuō)溫度低對(duì)鎂脫

硫更有利。

鐵水量多，鐵水包內(nèi)鐵水深度大，噴槍插入深，鎂的利用率高。鐵水包內(nèi)鐵

水深度淺，噴槍插入淺，鎂氣泡來(lái)不及完全溶解就從鐵水液面逸出。因此，

噴吹深度大可以減少鎂的逸出損失。

1-30鐵水脫硫后兌入轉(zhuǎn)爐前為什么必須扒渣？

經(jīng)過(guò)脫硫處理后的鐵水，須將浮于鐵水表面上的脫硫渣除去，以免煉鋼時(shí)造

成回硫，因?yàn)樵蠱gS或CaS會(huì)被氧還原，即發(fā)生如下反應(yīng)：

(MgS)+[O]=(MgO)+[S]

(CaS)+[O]=(CaO)+[S]

因此，只有經(jīng)過(guò)扒渣的鐵水才能兌入轉(zhuǎn)爐。鋼水硫含量要求越低，相應(yīng)要求

扒渣時(shí)扒凈率越高，盡量減少鐵水的帶渣量。

1-31脫硫后的低硫鐵水兌入轉(zhuǎn)爐煉鋼，為什么吹煉終點(diǎn)常常出現(xiàn)增硫現(xiàn)

象？

經(jīng)脫硫處理后的低硫鐵水(3(S)=0.002%?0.009%),兌入轉(zhuǎn)爐煉鋼，有

時(shí)出現(xiàn)不能進(jìn)一步脫硫，吹煉終點(diǎn)的鋼水還常常有增硫現(xiàn)象，這是因?yàn)闊掍?/p>

過(guò)程中鐵水渣、鐵塊、廢鋼、石灰中的硫進(jìn)入鋼水，而吹煉過(guò)程脫硫量低于

增硫量所致，吹煉終點(diǎn)增硫量可達(dá)0.002%?0.005%,甚至0.005%以上。

增硫主要發(fā)生在吹煉的前期和中期，一般鐵塊、廢鋼和鐵水渣帶入硫占爐料

總硫量的60%以上，所以增硫成為生產(chǎn)超低硫鋼種的重大障礙。因此，生

產(chǎn)④(S)<0.005%的超低硫鋼種時(shí)，可采用鐵水脫硫處理加上較高的鐵水

裝入比，并盡量減少鐵水的帶渣量，同時(shí)出鋼加合成渣、二次精煉脫硫，特

別是用LF爐造高堿度還原渣，進(jìn)一步深脫硫。

1-32脫硫后扒渣時(shí)的鐵損大小與哪些因素有關(guān)？

脫硫后扒渣時(shí)的鐵損大小與以下因素相關(guān)。

(1)渣量越大，扒凈率越高，鐵損越大。

(2)渣偏干，渣鐵易分離，易于扒除，鐵損低；渣越稀，渣鐵分離困難，鐵

損大。扒渣時(shí)，可加入適量稠渣劑。

(3)扒渣機(jī)工作性能好，扒渣效率高，鐵損低。

(4)鐵水包包嘴形狀和傾角應(yīng)有利于扒渣需要，減少扒渣“死區(qū)”。

(5)操作入員的技能十分重要，操作熟練、準(zhǔn)確和靈敏，同樣條件下能明顯

提高扒渣效率和降低鐵水損失。

1-33鐵水采用三脫(脫硅、脫磷、脫硫)預(yù)處理有何優(yōu)缺點(diǎn)？

鐵水采用三脫預(yù)處理的優(yōu)缺點(diǎn)如下：

(1)可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐少渣冶煉(渣量小于30kg/t)o

(2)鐵水脫硫有利于冶煉高碳鋼、高鎰鋼、低磷鋼、特殊鋼(如軸承鋼)、不

銹鋼等。

(3)可提高脫碳速度，有利于轉(zhuǎn)爐高速冶煉。

(4)轉(zhuǎn)爐吹煉終點(diǎn)時(shí)鋼水鎰含量高，可用鎰礦直接完成鋼水合金化。

(5)鐵水采用三脫預(yù)處理的缺點(diǎn)是鐵水中發(fā)熱元素減少，轉(zhuǎn)爐的廢鋼加入量

減少。

1-34為何鐵水脫磷必須先脫硅？

鐵水預(yù)脫硅技術(shù)是基于鐵水預(yù)脫磷技術(shù)而發(fā)展起來(lái)的。由于鐵水中氧與硅的

親和力比磷大，當(dāng)加入氧化劑脫磷時(shí)，硅比磷優(yōu)先氧化，形成的Siq大大降

低渣的堿度。為此脫磷前必須將硅含量降至0.15%以下，這個(gè)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于

高爐鐵水的硅含量，也就是說(shuō)，只有當(dāng)鐵水中的硅大部分氧化后，磷才能被

迅速氧化去除。所以脫薪前必須先脫硅。

1-35鐵水脫硅有哪些方法，采用何種脫硅劑？

鐵水脫硅方法有下列幾種：

(1)在高爐出鐵溝脫硅。

(2)在高爐出鐵溝擺槽上方噴射脫硅劑脫硅。

(3)在魚雷罐車中噴射脫硅劑脫硅。

(4)在鐵水罐中加入脫硅劑和吹氧脫硅。

脫硅劑均為氧化劑，常用高堿度燒結(jié)礦粒、氧化鐵皮、鐵礦石鐵鎰礦、燒結(jié)

粉塵、氧氣等。

1-36鐵水脫磷有哪些方法，采用何種脫磷劑？

鐵水脫磷方法主要包括如下幾種：

(1)在鐵水罐中噴射脫磷劑并吹氧脫磷。

(2)在魚雷罐中噴射脫磷劑并吹氧脫磷。

⑶在轉(zhuǎn)爐中進(jìn)行鐵水脫磷。

目前最廣泛使用的脫磷劑為蘇打系脫磷劑或石灰系脫磷劑。石灰系脫磷劑主

要成分為CaO并配加一定量的燒結(jié)礦粉和螢石粉。若鐵水同時(shí)脫磷和脫硫，

則先用石灰劑脫磷后，再噴吹蘇打粉(Na2C03)進(jìn)一步脫磷和脫硫。

1-37鐵水三脫預(yù)處理，硅、磷、硫含量一般脫到什么水平？

一般來(lái)說(shuō)，煉鋼用鐵水預(yù)處理前后的硅、磷、硫含量變化如下：

鐵

水3[Si]3[P]

3[s]

預(yù)處理前0.30%?1.25%0.08%?

0.20%0.02%?0.07%

預(yù)處理后0.10%?

0.15%<0.01%<0.005%

1-38采用轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)工藝進(jìn)行鐵水預(yù)處理的特點(diǎn)是什么？

采用轉(zhuǎn)爐進(jìn)行鐵水三脫預(yù)處理，有利于實(shí)現(xiàn)全量(100%)鐵水預(yù)處理。此法

具有如下特點(diǎn)：

(1)與噴吹法相比，放寬對(duì)鐵水硅含量要求。采用轉(zhuǎn)爐三脫，控制鐵水3(Si)

?0.3%,可以達(dá)到脫磷要求，而噴吹法脫磷要求鐵水3(Si)W0.15%。

因此，采用轉(zhuǎn)爐三脫可以和高爐低硅鐵冶煉工藝相結(jié)合，省去脫硅預(yù)處理工

藝。

(2)控制中等堿度R=2.5?3.0渣，可得到良好的脫磷、脫硫效果。通常采用

的技術(shù)有：使用脫碳轉(zhuǎn)爐精煉渣作為脫磷合成渣；增大底吹攪拌強(qiáng)度促進(jìn)石

灰渣化并適當(dāng)增加螢石量；配加石灰粉和轉(zhuǎn)爐煙塵制成的高堿度低熔點(diǎn)脫磷

劑。

(3)嚴(yán)格控制處理溫度，避免熔池脫碳升溫。保證脫磷，抑制脫碳。

(4)增強(qiáng)熔池?cái)嚢鑿?qiáng)度，同時(shí)采用弱供氧制度。

(5)渣量減少，冶煉時(shí)間縮短，生產(chǎn)節(jié)奏加快，爐齡提高。

2轉(zhuǎn)爐煉鋼的一般原理

2-1什么是超音速氧射流，什么是馬赫數(shù)，確定馬赫數(shù)的原則是什么？

速度大于音速的氧流為超音速氧射流。超過(guò)音速的程度通常用馬赫數(shù)量

度，即氧流速度與臨界條件下音速的比值，用符號(hào)Ma代表。顯然，馬赫數(shù)

沒(méi)有單位。

馬赫數(shù)的大小決定噴頭氧氣出口速度，也決定氧射流對(duì)熔池的沖擊

能量。馬赫數(shù)過(guò)大則噴濺大，清渣費(fèi)時(shí)，熱損失加大，增大渣料消耗及金屬

損失，而且轉(zhuǎn)爐內(nèi)襯易損壞；馬赫數(shù)過(guò)低，會(huì)造成攪拌作用減弱，氧氣利用

系數(shù)降低，渣中TFe含量增加，也會(huì)引起噴濺。當(dāng)Ma>2.0時(shí)，隨馬赫數(shù)的

增長(zhǎng)氧氣的出口速度增加變慢，要求更高理論設(shè)計(jì)氧壓，這樣，無(wú)疑在技術(shù)

上不夠合理，經(jīng)濟(jì)上也不劃算。

目前國(guó)內(nèi)推薦Ma=1.9?2.L

2-2氧氣射流與熔池的相互作用的規(guī)律是怎樣的？

超音速氧流其動(dòng)能與速度的平方成正比，具有很高的動(dòng)能。當(dāng)氧流與熔池相

互作用時(shí)，產(chǎn)生如下效果：

(1)形成沖擊區(qū)。氧流對(duì)熔池液面有很高的沖擊能量，在金屬液面形成一個(gè)

凹坑，即具有一定沖擊深度和沖擊面積的沖擊區(qū)。

(2)形成三相乳化液。氧流與沖擊爐液面相互破碎并乳化，形成氣、渣、金

屬三相乳化液。

(3)部分氧流形成反射流股。

2-3氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐的傳氧載體有哪些？

氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐內(nèi)存在著直接傳氧與間接傳氧兩種途徑。直接傳氧是氧氣被鋼

液直接吸收，其反應(yīng)過(guò)程是：[Pe]+l/2{02}=[FeO],[FeO]=[Fe]+[O]；間

接傳氧是氧氣通過(guò)熔渣傳人金屬液中，其反應(yīng)式為(Fe0)=[Fe0]、[FeO]=[Pe]

十[0]。氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐傳氧以間接傳氧為主。

氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐的傳氧載體有以下幾種。

(1)金屬液滴傳氧。氧流與金屬熔池相互作用，形成許多金屬小液滴。被氧

化形成帶有富氧薄膜的金屬液滴，大部分又返回熔池成為氧的主要傳遞者；

熔池中的金屬幾乎都經(jīng)歷液滴形式，有的甚至多次經(jīng)歷液滴形式，金屬液滴

比表面積大，反應(yīng)速度很快。

(2)乳化液傳氧。氧流與熔池相互作用，形成氣一渣一金屬的三相乳化液，

極大地增加了接觸界面，加快了傳氧過(guò)程。

(3)熔渣傳氧。熔池表面的金屬液被大量氧化，而形成高氧化鐵熔渣，這樣

的熔渣是傳氧的良好載體。

(4)鐵礦石傳氧。鐵礦石的主要成分是Fe203、Fe304,在爐內(nèi)分解并吸收熱

量，也是熔池氧的傳遞者。

頂吹轉(zhuǎn)爐的傳氧主要靠金屬液滴和乳化液進(jìn)行，所以冶煉速度快，周期短。

2-4什么是硬吹，什么是軟吹？

硬吹是指槍位低或氧壓高的吹煉模式。當(dāng)采用硬吹時(shí)，氧氣流股對(duì)熔池的沖

擊力大，形成的沖擊深度較深，沖擊面積相對(duì)較小，因而產(chǎn)生的金屬液滴和

氧氣泡的數(shù)量也多，氣一熔渣一金屬乳化充分，爐內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)速度快，特

別是脫碳速度加快，大量的C0氣泡排出，熔池?cái)噭?dòng)強(qiáng)烈，熔渣的TFe含量

較低。

軟吹是指槍位較高或氧壓較低的吹煉模式。在軟吹時(shí)，氧氣流股對(duì)熔池的沖

擊力減小，沖擊深度變淺，沖擊面積加大，反射流股的數(shù)量增多，對(duì)于熔池

液面攪動(dòng)有所增強(qiáng)，脫碳速度緩慢，因而對(duì)熔池內(nèi)部的攪動(dòng)相應(yīng)減弱，熔渣

中的TFe含量有所增加。

軟吹和硬吹都是相對(duì)的。

2-5轉(zhuǎn)爐內(nèi)金屬液中各元素氧化的順序是怎樣的？

氧化物分解壓越小，元素越易氧化。在煉鋼溫度下，常見(jiàn)氧化物的分解壓排

列順序如下：

P{02}(Fe203)>P{02}(FeO)>P{02}(C02)>P{02}(MnO)>P{02}(P205)>P

{02}(Si02)>P{02}(A1203)>P{02}(MgO)>P{02}(CaO)

因?yàn)檗D(zhuǎn)爐內(nèi)是多相反應(yīng)，因此鐵水中元素的氧化順序還與其濃度有關(guān)，所以

吹煉開(kāi)始元素氧化順序?yàn)镕e、Si、Mn、P、C等。

2-6在堿性操作條件下，為什么吹煉終點(diǎn)鋼液中硅含量為痕量？

吹煉開(kāi)始首先是Fe、Si被大量氧化，并放出熱量，反應(yīng)式為：

[Fe]+l/2{02}=(FeO)(放熱)

[Si]+{02}=(S02)(放熱)

[Si]+2(FeO)=(SiO2)+2[Fe](放熱)

在以堿性渣操作時(shí)，熔渣R>3.0,渣中存在著大量自由狀態(tài)的(CaO),Si02

是酸性氧化物，全部與CaO等堿性氧化物形成類似(2CaO?SiO2)的復(fù)雜氧化

物，渣中Si02呈結(jié)合狀態(tài)。熔渣分子理論認(rèn)為，只有自由氧化物才有反應(yīng)

能力，因此在吹煉后期溫度升高Si02也不會(huì)被還原，鋼中硅含量為“痕

量”。

可見(jiàn)在以堿性渣操作條件下，硅的氧化反應(yīng)非常徹底。

2-7在堿性操作條件下吹煉終了時(shí)，鋼液中為什么會(huì)有“余鎰”(含量),

余鎰(含量)高低受哪些因素影響？

與硅相似，鎰也很容易被氧化，反應(yīng)式為：

[Mn]+l/2{02}=(MnO)(放熱)

[Mn]十(FeO)=(MnO)+[Fe](放熱)

[Mn]+[O]-(MnO)(放熱)

鎰的氧化產(chǎn)物是堿性氧化物，在吹煉前期所形成的(MnO?SiO2),隨著渣中

CaO含量的增加，會(huì)發(fā)生(MnO?SiO2)+2(CaO)=(2CaO?SiO2)+(MnO)反應(yīng)，(MnO)

呈自由狀態(tài)，吹煉后期爐溫升高后，(MnO)被還原，即：(MnO)+[C]=[Mn]+

{CO)或(MnO)+[Fe]=(FeO)十[Mn]吹煉終了時(shí)，鋼中的鎰含量也稱余錢或殘

鎰。

余鎰高，可以降低鋼中硫的危害。但在冶煉工業(yè)純鐵時(shí)，要求銃含量越低越

好，應(yīng)采取措施降低終點(diǎn)鍋含量。

根據(jù)化學(xué)平衡移動(dòng)的原理，影響余鎰量的因素有：

(1)爐溫高利于(MnO)的還原，余鎰含量高。

(2)堿度升高，可提高自由(MnO)濃度，余鎬量增高。

(3)降低熔渣中(FeO)含量，可提高余鎰含量。因此鋼中碳含量高、減少補(bǔ)吹、

降低平均槍位、有復(fù)吹，余鎰含量都會(huì)增高。

(4)鐵水中鎰含量高，單渣操作，鋼中余鎰也會(huì)高些。

2-8在煉鋼過(guò)程中碳氧反應(yīng)的作用是什么？

煉鋼過(guò)程中碳氧反應(yīng)不僅完成脫碳任務(wù)，還有以下作用：

(1)加大鋼一渣界面，加速物理化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行。

(2)攪動(dòng)熔池，均勻成分和溫度。

(3)有利于非金屬夾雜的上浮和有害氣體的排出。

(4)有利于熔渣的形成。

(5)放熱升溫。

(6)爆發(fā)性的碳氧反應(yīng)會(huì)造成噴濺。

2-9碳和氧反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)碳和氧的關(guān)系是怎樣的，如何表示，轉(zhuǎn)爐熔

池內(nèi)實(shí)際碳氧含量的關(guān)系是怎樣的？

轉(zhuǎn)爐中的碳氧反應(yīng)產(chǎn)物主要是C0,也有少量的C02。轉(zhuǎn)爐內(nèi)碳氧反應(yīng)式如下:

[CJ+1/2{02}={C0}(放熱)

[C]+(FeO)={CO}+[Fe](吸熱)

[C]+{0}={CO}(放熱)

上述第3個(gè)碳氧反應(yīng)式的平衡常數(shù)：

取pC0=latm代入后得：

溫度一定，Kp是定值，若令，則得出：

3[C]3[0]=m

在1600℃下，Kp=400,m^O.0025.

當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，鋼中碳氧濃度的乘積陰為一個(gè)常數(shù)。在坐標(biāo)系中它表現(xiàn)為雙

曲線的一支。

由于上述碳氧反應(yīng)是放熱反應(yīng)，隨溫度升高，Kp值降低，m值升高，曲線向

坐標(biāo)系右上角移動(dòng)。

鋼中實(shí)際氧含量比碳氧平衡氧含量高，這是由于在鋼中還存在著

［Fe］+［O］=(FeO)反應(yīng)，與(FeO)平衡的氧含量為3［0］渣，(FeO),平，鋼中

實(shí)際含氧量為3［0］渣，(FeO),平＞3［0］實(shí)際＞3［0］鋼，C0平

2-10熔池中脫碳速度的變化是怎樣的，它與哪些因素有關(guān)？

煉鋼碳氧反應(yīng)主要以［C］十［0］={C0}方式進(jìn)行，其正反應(yīng)速度表達(dá)式是vC=k

正3［C］3［0］,反應(yīng)速度受［C］和［0］兩個(gè)濃度的影響，但鋼液中［0］濃度隨

渣中TFe升高而增加。轉(zhuǎn)爐內(nèi)碳氧反應(yīng)在吹煉初期雖然渣中TFe高，但由于

爐溫較低，影響傳氧，碳氧反應(yīng)速度較慢；在吹煉后期由于金屬中3［C］低,

碳氧反應(yīng)速度也降低；只有吹煉中期能夠保證碳氧反應(yīng)以較快速度進(jìn)行，最

高脫碳速度在(0.4~0.6)%/mino

2-11影響脫磷的因素有哪些？

根據(jù)平衡移動(dòng)的原理，從脫磷反應(yīng)式可以看出，只有提高(FeO)和(CaO)的濃

度，降低(4CaO?P2O5)濃度，反應(yīng)才向正反應(yīng)方向進(jìn)行，終點(diǎn)［P］含量才會(huì)降

低。

因此，高堿度、高氧化鐵含量的熔渣，有利于脫磷，這兩者缺一不可。

增加渣中FeO含量，可加速石灰的渣化和改善熔渣的流動(dòng)性，有利于脫磷反

應(yīng)。

提高堿度可增加(CaO)的有效濃度，有利于提高脫磷效率；但堿度并非越高

越好，加入過(guò)多的石灰，渣化不好，影響熔渣的流動(dòng)性，對(duì)脫磷反而不利。

脫磷反應(yīng)是強(qiáng)放熱反應(yīng)，因而爐溫過(guò)高，反應(yīng)則向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，鋼中磷

含量不僅不能降低，反而會(huì)產(chǎn)生回磷；爐溫過(guò)低，不利于石灰的渣化，并影

響熔渣流動(dòng)性，也阻礙脫磷反應(yīng)的進(jìn)行。

若原料中磷含量高，最好是采用爐外脫磷處理；也可采用雙渣操作，或適當(dāng)

的加大渣量，這樣就相對(duì)降低了4(CaO?P2O5)濃度，利于反應(yīng)繼續(xù)向正反應(yīng)

方向進(jìn)行，對(duì)脫磷有利。脫磷是鋼一渣界面反應(yīng)，因此具有良好流動(dòng)性的熔

渣，進(jìn)行充分的熔池?cái)噭?dòng)，會(huì)加速脫磷反應(yīng)，提高脫磷效率。

當(dāng)前采用濺渣護(hù)爐技術(shù)，渣中MgO含量較高，要注意調(diào)整好熔渣流動(dòng)性，否

則對(duì)脫磷也有影響。

總之，脫磷的條件是：高堿度、高氧化鐵含量、良好流動(dòng)性的熔渣；充分的

熔池?cái)噭?dòng)；適當(dāng)?shù)臏囟群痛笤俊?/p>

3頂吹轉(zhuǎn)爐吹煉工藝

3-1裝入制度包括哪些內(nèi)容？

裝入制度是確定轉(zhuǎn)爐合理的裝入量，合適的鐵水廢鋼比。轉(zhuǎn)爐的裝入量是指

主原料即鐵水和廢鋼的裝入數(shù)量。

3-2什么是轉(zhuǎn)爐的爐容比，影響轉(zhuǎn)爐爐容比的因素有哪些？

新轉(zhuǎn)爐砌磚完成后的容積稱為轉(zhuǎn)爐的工作容積，也稱有效容積，以“V”表

示，公稱噸位用“T”表示，兩者之比值“V/T”稱之為爐容比，單位為(m3

/t)o一定公稱噸位的轉(zhuǎn)爐，都有一個(gè)合適的爐容比，即保證爐內(nèi)有足夠的

冶煉空間，從而能獲得較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和勞動(dòng)條件。爐容比過(guò)大，會(huì)增

加設(shè)備重量、廠房高度和耐火材料消耗量，因而使整個(gè)車間的費(fèi)用增加，成

本提高，對(duì)鋼的質(zhì)量也有不良影響；而爐容比過(guò)小，爐內(nèi)沒(méi)有足夠的反應(yīng)空

間，勢(shì)必引起噴濺，對(duì)爐襯的沖刷加劇，操作惡化，導(dǎo)致金屬消耗增高，爐

襯壽命降低，不利于提高生產(chǎn)率。因此在生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)保持設(shè)計(jì)時(shí)確定的爐

容比。影響爐容比的因素有?

(1)鐵水比和鐵水成分。遍著鐵水比和鐵水中Si、P、S含量增加，爐容比應(yīng)

相應(yīng)增大。若采用鐵水預(yù)處理工藝時(shí)，可以小些。

(2)供氧強(qiáng)度。供氧強(qiáng)度增大時(shí)，脫碳速度較快，為了不引起噴濺就要保證

有足夠的反應(yīng)空間，爐容比應(yīng)增大些。

(3)冷卻劑的種類。若使用以鐵礦石或氧化鐵皮為主的冷卻劑，成渣量大，

爐容比也需相應(yīng)增大些；若使用以廢鋼為主的冷卻劑，成渣量小，則爐容比

可適當(dāng)小些。

爐容比還與氧槍噴嘴的結(jié)構(gòu)有關(guān)。

轉(zhuǎn)爐的爐容比一般在0.85~1.0m3/t,為減少噴濺，爐容比應(yīng)不低于0.90m3

/to

3-3確定裝入量的原則是什么？

在確定合理的裝入量時(shí)，除了考慮轉(zhuǎn)爐要有一個(gè)合適的爐容比外，還應(yīng)保持

合適的熔池深度。以保證爐底不受氧氣射流的沖聲，熔池深度必須超過(guò)氧流

對(duì)熔池的最大穿透深度。

對(duì)于模鑄工藝，裝入量還應(yīng)與錠型相配合。裝入量減去吹損及澆注必要損失

后的鋼水量，應(yīng)是各種錠型的整數(shù)倍，盡量減少注余。

對(duì)連鑄車間，轉(zhuǎn)爐裝入量可根據(jù)實(shí)際情況在一定范圍內(nèi)波動(dòng)。

此外，確定裝入量時(shí)，既要考慮發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)備潛力，又要防止片面不顧實(shí)際

的盲目超裝，以免造成事故和浪費(fèi)。

3-4生產(chǎn)中應(yīng)用的裝入制度有哪幾種類型，各有什么特點(diǎn)？

氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐的裝入制度有：定量裝入制度、分階段定量裝入制度和定深裝

入制度。其中定深裝入制度是每爐裝入量均使熔池深度保持不變，由于生產(chǎn)

組織的制約，實(shí)際上難以實(shí)現(xiàn)。

(1)定量裝入制度。在整個(gè)爐役期間，每爐的裝入量保持不變。這種裝入制

度的優(yōu)點(diǎn)是：發(fā)揮了設(shè)備的最大潛力，生產(chǎn)組織、操作穩(wěn)定，有利于實(shí)現(xiàn)過(guò)

程自動(dòng)控制。但爐役前期熔池深、后期熔池變淺，只適合大、中型轉(zhuǎn)爐。國(guó)

內(nèi)外大型轉(zhuǎn)爐已廣泛采用定量裝入制度。

(2)分階段定量裝入制度。在一個(gè)爐役期間，按爐膛擴(kuò)大的程度劃分為幾個(gè)

階段，每個(gè)階段為定量裝入。這樣既大體上保持了整個(gè)爐役中具有比較合適

的爐容比和熔池深度，又保持了各個(gè)階段中裝入量的相對(duì)穩(wěn)定；既能增加裝

入量，又便于組織生產(chǎn)。這是適應(yīng)性較強(qiáng)的一種裝入制度。我國(guó)各中、小型

轉(zhuǎn)爐普遍采用這種裝入制度。

3-5供氧制度包括哪些內(nèi)容，它有什么重要性？

供氧制度的主要內(nèi)容包括確定合理的噴頭結(jié)構(gòu)、供氧強(qiáng)度、氧壓和槍位控制。

氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼的供氧制度是使氧氣射流最合理地供給熔池，創(chuàng)造良好的

物理化學(xué)反應(yīng)條件。它是控制整個(gè)吹煉過(guò)程的中心環(huán)節(jié)，直接影響吹煉效果

和鋼的質(zhì)量。供氧是保證雜質(zhì)去除速度、熔池升溫速度、造渣速度、控制噴

濺和去除鋼中氣體與夾雜物的關(guān)鍵操作。此外，它還關(guān)系終點(diǎn)碳和溫度的控

制以及爐襯壽命;對(duì)轉(zhuǎn)爐強(qiáng)化冶煉、擴(kuò)大鋼的品種和提高質(zhì)量也有重要影響。

3-6什么是拉瓦爾型噴頭，它有什么特點(diǎn)？

拉瓦爾噴頭是收縮一擴(kuò)張型噴孔，當(dāng)出口氧壓與進(jìn)口氧壓之比p出

/p0<0.528時(shí)才能夠形成超音速射流。在拉瓦爾噴頭中，氣流在喉口處速度

等于音速，在出口處達(dá)到超音速。

由于氧氣是可壓縮流體，當(dāng)高壓低速氧氣流經(jīng)拉瓦爾管收縮段時(shí)，氧流速度

提高，在到達(dá)音速時(shí)若繼續(xù)縮小管徑，氧流速度并不再增高，只會(huì)造成氧氣

密度增大；此時(shí)要繼續(xù)提高氧流速度，只能設(shè)法增大管徑，使其產(chǎn)生絕熱膨

脹過(guò)程，氧壓降低，密度減小、體積膨脹。當(dāng)氧壓與外界氣壓相等時(shí)，就可

以獲得超音速的氧射流，壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能。擴(kuò)大管徑。拉瓦爾型噴頭能夠

把壓力能（勢(shì)能）最大限度地轉(zhuǎn)換成速度能（動(dòng)能），并能獲得比較穩(wěn)定的超音

速射流，在相同射流穿透深度的情況下，它的槍位可以高些，這就有利于改

善氧槍的工作條件和煉鋼的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，因此拉瓦爾型噴頭被廣泛應(yīng)用。

3-7氧氣自由射流的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是怎樣的？

氣體從噴孔向無(wú)限大的空間噴出后，噴出氣體與空間氣體的物理性質(zhì)相同

時(shí)，所形成的氣流稱為自由射流或自由流股。

氧氣從噴孔噴出后，形成超音速射流。從噴孔噴出的氧氣射流，在一段長(zhǎng)度

內(nèi)其流速不變?yōu)榈人俣?。由于射流邊緣與周圍介質(zhì)氣體發(fā)生摩擦，卷入部分

介質(zhì)氣體并與之混合而減速；隨著射流向前運(yùn)動(dòng)，到達(dá)一定距離后，射流中

心軸線上的某一點(diǎn)速度等于音速，即馬赫數(shù)Ma=L在這點(diǎn)以前的區(qū)域，包

括等速段，稱為射流的超音速核心段，又稱為首段。首段長(zhǎng)度大約是噴孔出

口直徑的6倍。此點(diǎn)以后的區(qū)域，氧流的速度低于音速，稱為亞音速射流段,

又稱為尾段。當(dāng)射流截面上的速度與周圍介質(zhì)一樣時(shí)，射流就沉沒(méi)在周圍介

質(zhì)之中。在超音速區(qū)域內(nèi)，等速段以后射流周圍有亞音速氣流，射流的擴(kuò)張

角較小，為10°?12。；亞音速區(qū)域內(nèi)無(wú)超音速氣流，射流的擴(kuò)張角較大,

為22°?26°o

超音速核心段的長(zhǎng)度一般隨出口馬赫數(shù)成正比例增加。超音速核心段的長(zhǎng)度

是決定氧槍高度的基礎(chǔ)，也關(guān)系到射流對(duì)熔池的沖擊能量。

高速氧氣從噴孔噴出后，形成的射流與周圍的氣體相接觸，由于射流內(nèi)氣體

的靜壓低于外界靜止氣體的壓強(qiáng)，周圍的氣體被卷入。距噴孔出口的距離越

遠(yuǎn)，被卷入的氣體數(shù)量越多。因此射流的流量不斷增加，橫截面不斷擴(kuò)大，

同時(shí)流速不斷降低，此現(xiàn)象稱做射流的衰減。在同一橫截面上速度的分布特

點(diǎn)是射流中心軸線上的速度最大，離中心軸線越遠(yuǎn)，各點(diǎn)的速度逐漸降低一

直到零。在速度等于零的部位是射流的界面。射流中心速度的減小速率也稱

射流的衰減率，射流截面直徑增大速率也稱射流擴(kuò)展率，這兩個(gè)參數(shù)是自由

射流的基本特征。

3-8多孔噴頭氧氣射流運(yùn)動(dòng)有什么特點(diǎn)？

從多孔噴頭噴出的氧氣流是多股的，增加了與熔池的接觸面積，使氧氣逸出

更均勻，吹煉過(guò)程更平穩(wěn)。多孔噴頭的每一股氧流在與其他各股氧流相匯交

之前，保持著自由射流的特性。當(dāng)各股氧流開(kāi)始相交后，就有了動(dòng)量的交換,

相互混合，這種混合從射流的邊緣逐漸向中心軸線發(fā)展，各單股氧流所具有

的自由射流特性逐漸消失。如果多股氧流在匯合前就與熔池液面相接觸，對(duì)

熔池的沖擊力減小，沖擊面積增大，槍位操作穩(wěn)定，利于吹煉。

多股氧流是從其內(nèi)側(cè)開(kāi)始混合的，混合后的射流內(nèi)側(cè)邊緣卷入周圍介質(zhì)氣體

的數(shù)量比外側(cè)少，內(nèi)側(cè)氧流速度降低慢，外側(cè)氧流速度降低快，于是每股氧

流的最大速度點(diǎn)就偏離了氧流的幾何中心軸線位置，偏向氧槍的軸線。這樣

就出現(xiàn)了各股氧流的軸線逐漸向氧槍中心線靠攏的趨勢(shì)。

若噴孔與中心線夾角過(guò)小，多股氧射流過(guò)早匯合，就與單個(gè)自由射流一樣，

減小了對(duì)熔池的沖擊面積，對(duì)吹煉不利。因此在設(shè)計(jì)多孔噴頭時(shí)，要合理選

擇每個(gè)拉瓦爾噴孔與氧槍中心軸線的夾角，保證各股氧流在到達(dá)熔池液面以

前，基本上不匯合，這樣就能充分發(fā)揮多孔噴頭的優(yōu)越性。

多孔噴頭有三孔、四孔、五孔、六孔、七孔、甚至八孔等類型。小型轉(zhuǎn)爐使

用三孔拉瓦爾噴頭；而中型和大型轉(zhuǎn)爐普遍采用四孔、五孔及五孔以上噴頭。

與單孔噴頭相比，多孔噴頭有許多突出優(yōu)點(diǎn)：如可以提高供氧強(qiáng)度和冶煉強(qiáng)

度，可以增大沖擊面積，利于成渣，操作平穩(wěn)不易噴濺。但是，多孔噴頭端

面的中心區(qū)域（俗稱鼻子尖部位）冷卻效果較差，吹煉過(guò)程中該區(qū)域氣壓較

低，鋼液和熔渣易被吸入并黏附到噴頭上而被燒壞。為了加強(qiáng)這個(gè)區(qū)域的冷

卻，采用中心水冷鑄造噴頭，可延長(zhǎng)多孔噴頭的使用壽命。

鍛壓組合式氧槍噴頭能有效地改善噴孔之間的冷卻效果，提高噴頭壽命。

3-9什么是氧氣流量，確定氧氣流量的依據(jù)是什么？

氧氣流量（Q）是指在單位時(shí)間（t）內(nèi)向熔池供氧的數(shù)量（體積）V,常用標(biāo)準(zhǔn)狀

態(tài)下體積（標(biāo)態(tài)）量度，其單位是m3/min或武/h。氧氣流量是根據(jù)吹煉每噸

金屬料所需要的氧氣量、金屬裝入量、供氧時(shí)間等因素確定的。

式中：Q——氧氣流量（標(biāo)態(tài)），m3/min或m3/h；

V——爐鋼的氧氣耗量（標(biāo)態(tài)），m3；

t——爐鋼吹煉時(shí)間，min或h。

氧流量過(guò)大，就會(huì)使化渣、脫碳失去平衡，造成噴濺。氧流量過(guò)小，會(huì)延長(zhǎng)

吹煉時(shí)間，降低生產(chǎn)率。對(duì)于一定的原料成分、造渣工藝及供氧制度，應(yīng)根

據(jù)冶煉實(shí)踐總結(jié)出氧流量最佳控制范圍。

3-10什么是供氧強(qiáng)度，確定供氧強(qiáng)度的依據(jù)是什么？

供氧強(qiáng)度是單位時(shí)間內(nèi)每噸鋼的氧耗量，它的單位（標(biāo)態(tài)）是Nm3/（t-min）,

可由下式確定：

式中I-----供氧強(qiáng)度（標(biāo)態(tài)），Nm3/（fmin）；

Q----氧氣流量（標(biāo)態(tài)），Nm3/（t,min）；

T——出鋼量，t?

供氧強(qiáng)度的大小應(yīng)根據(jù)轉(zhuǎn)爐的公稱噸位、爐容比來(lái)確定。供氧強(qiáng)度過(guò)大，會(huì)

造成嚴(yán)重的噴濺，供氧強(qiáng)度過(guò)小延長(zhǎng)吹煉時(shí)間。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

2.5~4.5Nm3/（fmin）,大于120t轉(zhuǎn)爐的供氧強(qiáng)度（標(biāo)態(tài)）為2.8~3.6

Nm3/（fmin）；國(guó)外轉(zhuǎn)爐供氧強(qiáng)度（標(biāo)態(tài)）波動(dòng)在2.5?4.0Nm3/（t?min）之間。

3-11如何確定每噸金屬料的氧氣耗量？

吹煉It金屬料所需要的氧氣量可以通過(guò)計(jì)算求出來(lái)。其步驟是：首先計(jì)算

出熔池各元素氧化所需氧氣量和其他氧耗量，然后再減去鐵礦石或氧化鐵皮

帶給熔池的氧量。

3-12如何確定氧壓，氧壓過(guò)高或過(guò)低對(duì)氧氣射流有何影響？

煉鋼操作氧壓是測(cè)定點(diǎn)的氧壓，以P用表示；氧氣經(jīng)過(guò)管道、金屬軟管及氧

槍中心管，才能到達(dá)噴頭噴孔前沿，氧氣從測(cè)定點(diǎn)到噴頭噴孔前這段距離，

會(huì)有一定的氧壓損失。其氧壓損失數(shù)值是可以測(cè)定出來(lái)的。

噴孔前的氧壓用po表示，出口氧壓用p出表示。po和p出都是噴頭設(shè)計(jì)的

重要參數(shù)。噴孔最佳操作氧壓應(yīng)等于或稍大于設(shè)計(jì)氧壓，絕對(duì)不能在低于設(shè)

計(jì)氧壓下吹煉。在設(shè)計(jì)壓力下操作時(shí)，噴孔出口的氧壓p出等于爐內(nèi)環(huán)境壓

力，可以獲得穩(wěn)定的射流，不會(huì)產(chǎn)生激波。

如果操作氧壓高于設(shè)計(jì)氧壓過(guò)多，則氣流在到達(dá)噴孔出口時(shí)，尚未完成膨脹

過(guò)程，仍然具有一定的壓力能沒(méi)有轉(zhuǎn)換，這時(shí)氧流離開(kāi)噴孔出口后繼續(xù)進(jìn)行

膨脹，形成膨脹波系，射流會(huì)產(chǎn)生激波，使得氧流很不穩(wěn)定，射流的能量損

失比較大，不利于吹煉。導(dǎo)致這種情況的噴頭叫做“膨脹不足的噴頭”。

如果操作氧壓低于設(shè)計(jì)氧壓，氧流未到達(dá)出口之前就完成膨脹，且氣流離開(kāi)

噴孔管壁，這時(shí)出口氧壓小于環(huán)境壓力，射流能量在噴孔內(nèi)部由于激波的產(chǎn)

生而損失比較大，氧流出噴孔后形成收縮波系使射流軸心速度衰減加快，導(dǎo)

致這種情況的噴頭叫做“過(guò)度膨脹噴頭”。

噴孔前氧壓P0的值由出口馬赫數(shù)確定。通常選取出口馬赫數(shù)Ma=l.9~2.1,

可以根據(jù)公式算出加值。出口氧壓P出應(yīng)稍高于或等于爐內(nèi)環(huán)境壓力。

操作氧壓最好是在等于或稍高于設(shè)計(jì)氧壓下吹煉，當(dāng)操作氧壓過(guò)高時(shí)，造成

化渣不好，噴濺增加；如果操作氧壓超過(guò)設(shè)計(jì)氧壓20%上時(shí)，能量損失增加,

氧流也不穩(wěn)定，所以不能用過(guò)高的氧壓操作。操作氧壓過(guò)低時(shí)，熔池?cái)嚢铚p

弱，渣中TFe含量過(guò)高，氧氣利用率降低。

3-13確定氧槍槍位應(yīng)考慮哪些因素，槍高在多少合適？

調(diào)整氧槍槍位可以調(diào)節(jié)氧射流與熔池的相互作用，從而控制吹煉進(jìn)程。因此

氧槍槍位是供氧制度的一個(gè)重要參數(shù)。確定合適的槍位主要考慮兩個(gè)因素：

一是要有一定的沖擊面積；二是在保證爐底不被損壞的條件下，有一定的沖

擊深度。槍位過(guò)高射流的沖擊面積大，但沖擊深度減小，熔池?cái)嚢铚p弱，渣

中TFe含量增加，吹煉時(shí)間延長(zhǎng)。槍位過(guò)低，沖擊面積小，沖擊深度加大，

渣中TFe含量減少，不利化渣，易損壞爐底。因此應(yīng)確定合適的槍位。

氧槍槍位是以噴頭端面與平靜熔池面的距離來(lái)表示。氧槍槍位(H/mm)與噴

頭喉口直徑(d喉/mm)的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式為：

多孔噴頭H=(35?50)d喉

根據(jù)生產(chǎn)中的實(shí)際吹煉效果再加以調(diào)整。通常沖擊深度L與熔池深度Lo之

比為：L/L0R.70左右，若沖擊深度過(guò)淺，脫磷速度和氧氣利用率降低；若

沖擊深度過(guò)深，易損壞爐底，造成嚴(yán)重噴濺。

3-14氧槍槍位對(duì)熔池?cái)噭?dòng)、渣中TFe含量、熔池溫度有什么影響？

A槍位與熔池?cái)嚢璧年P(guān)系

采用硬吹時(shí)，因槍位低，氧流對(duì)熔池的沖擊力大，沖擊深度深，氣榕渣一金

屬液乳化充分，爐內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)速度快，特別是脫碳速度加快，大量的C0

氣泡排出熔池得到充分的攪動(dòng)，同時(shí)降低了熔渣的TFe含量，長(zhǎng)時(shí)間的硬吹

易造成熔渣“返干”。槍位越低，熔池內(nèi)部攪動(dòng)越充分。

軟吹時(shí)，因槍位高，氧流對(duì)熔池的沖擊力減小，沖擊深度變淺，反射流股的

數(shù)量增多，沖擊面積加大，加強(qiáng)了對(duì)熔池液面的攪動(dòng)；而熔池內(nèi)部攪動(dòng)減弱。

脫碳速度降低，因而熔渣中的TFe含量有所增加，也容易引起噴濺，延長(zhǎng)吹

煉時(shí)間。

如果槍位過(guò)高或者氧壓很低，吹煉時(shí)，氧流的動(dòng)能低到根本不能吹開(kāi)熔池液

面，只是從表面掠過(guò)，這種操作叫“吊吹”。吊吹會(huì)使渣中(TFe)積聚，易

產(chǎn)生爆發(fā)性噴濺，應(yīng)該禁止“吊吹”。

合理調(diào)整槍位，可以調(diào)節(jié)熔池液面和內(nèi)部的攪拌作用。如果短時(shí)間內(nèi)高、低

槍位交替操作，還有利于消除爐液面上可能出現(xiàn)的“死角”，消除渣料成坨,

加快成渣。

B槍位與渣中TFe含量的關(guān)系

當(dāng)槍位低到一定的程度，或長(zhǎng)時(shí)間使用某一低槍位吹煉時(shí)，熔池內(nèi)脫碳速度

快，F(xiàn)eO消耗也多，TFe的含量會(huì)減少，導(dǎo)致熔渣返干，進(jìn)而引起金屬噴濺。

高槍位吹煉時(shí)；由于氧流對(duì)熔池?cái)嚢枳饔脺p弱，熔池內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)速度減慢,

熔渣中FeO聚積，起到提高(TFe)含量的作用；但長(zhǎng)時(shí)間高槍位吹煉也會(huì)引

起噴濺。

在吹煉的不同時(shí)期，應(yīng)根據(jù)吹煉的任務(wù),通過(guò)槍位的改變控制渣中TFe含量。

如吹煉初期要求稍高槍位操作，渣中TFe含量高些可及早形成初期渣脫除

磷、硫；吹煉中期，適當(dāng)降低槍位控制合適(TFe)含量以防噴濺；吹煉后期

最好降低槍位以降低渣中TFe含量，提高鋼水收得率。

C槍位與熔池溫度的關(guān)系

槍位對(duì)熔池溫度的影響是通過(guò)爐內(nèi)化學(xué)反應(yīng)速度來(lái)體現(xiàn)的，采用低槍位操

作，氣一熔渣一金屬液乳化充分，接觸密切，化學(xué)反應(yīng)速度快，熔池?cái)嚢枇?/p>

強(qiáng)，升溫速度快，吹煉時(shí)間短，熱損失部分相對(duì)減少，爐溫較高。

采用高槍位操作，熔池?cái)嚢枇θ酰磻?yīng)速度減慢，因而熔池升溫速度也緩慢,

吹煉時(shí)間延長(zhǎng)，熱損失部分相對(duì)增多，溫度偏低。

3-15如何確定開(kāi)始吹煉槍位？

開(kāi)吹槍位一般應(yīng)比過(guò)程槍位高些，其確定原則是早化渣，多去磷、保護(hù)爐襯。

因此，開(kāi)吹前必須了解鐵水溫度和成分，測(cè)量液面高度，了解總管氧壓以及

所煉鋼種的成分和溫度要求。確定合適的開(kāi)吹槍位應(yīng)考慮以下情況：

(1)鐵水成分。若硅含量高、渣量大，則易噴濺，槍位不要過(guò)高。鐵水鎰含

量高，槍位可以低些；鐵水P、S含量高時(shí)，應(yīng)盡快成渣去P、S,槍位應(yīng)適

當(dāng)高些；廢鋼中生鐵塊多導(dǎo)熱性差，不易熔化，應(yīng)降低