轉(zhuǎn)爐煉鋼噴濺產(chǎn)生的原因分析和預(yù)防措施
一、產(chǎn)生原因
轉(zhuǎn)爐常見(jiàn)噴濺主要分為爆發(fā)性噴濺、泡沫性噴濺和金屬噴濺。
1爆發(fā)性噴濺產(chǎn)生的原因
熔池內(nèi)碳氧反應(yīng)不均衡發(fā)展，瞬時(shí)產(chǎn)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(yīng)：[C]+(FeO)＝｛CO｝+[Fe]是吸熱反應(yīng)，反應(yīng)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(jìn)行的碳氧反應(yīng)；供人的氧氣生成了大量(FeO)并聚積；當(dāng)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(shí)，碳氧反應(yīng)重新以更猛烈的速度進(jìn)行，瞬間排出大量具有巨大能量的CO氣體從爐口排出，同時(shí)還挾帶著一定量的鋼水和熔渣，形成了較大的噴濺。在熔渣氧化性過(guò)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泡沫性噴濺產(chǎn)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(huì)引起噴濺。
在鐵水Si、P含量較高時(shí)，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(yán)重時(shí)能夠上漲到爐口。此時(shí)只要有一個(gè)不大的推力，熔渣就會(huì)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(shí)泡沫渣對(duì)熔池液面覆蓋良好，對(duì)氣體的排出有阻礙作用。嚴(yán)重的泡沫渣可能導(dǎo)致爐口溢渣。顯然，渣量大時(shí)，比較容易產(chǎn)生噴濺；爐容比大的轉(zhuǎn)爐，爐膛空間也大，相對(duì)而言發(fā)生較大噴濺的可能性小些。
3金屬噴濺產(chǎn)生的原因
當(dāng)渣中TFe含量過(guò)低，熔渣粘稠，熔池被氧流吹開后熔渣不能及時(shí)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(huì)產(chǎn)生金屬噴濺。可見(jiàn)，形成金屬噴濺的一些原因與爆發(fā)性噴濺正好相反。
二、預(yù)防措施
1正確的槍位控制
在某種程度上復(fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼的氧槍操作主要是通過(guò)槍位的變化來(lái)調(diào)節(jié)和控制爐渣中有合適的(FeO)含量，以滿足吹煉過(guò)程各期的需要。如果(FeO)控制不當(dāng)，會(huì)給吹煉帶來(lái)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(guān)鍵就是要控制吹煉槍位。
1.1吹煉前期槍位的調(diào)節(jié)和控制
開吹前操作人員應(yīng)詳細(xì)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；
c)爐子情況，是新爐還是老爐，是否補(bǔ)爐，裝入量是多少，爐內(nèi)是否有剩余鋼水和爐渣等；
d)吹煉的鋼種及其對(duì)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(duì)上述情況必須做到心中有數(shù)。前期調(diào)節(jié)和控制的原則是早化渣、化好渣。吹煉前期的特點(diǎn)是硅、錳迅速氧化、渣中SiO2濃度大，熔池溫度不高，此時(shí)要求將加入爐內(nèi)的石灰盡快地化好，以便形成堿度≮1.5~1.7的活躍爐渣，以減輕酸性渣對(duì)爐襯的侵蝕，并增加吹煉前期的脫硫與脫磷率。為此，應(yīng)采用較高的槍位，如果槍位過(guò)低，不僅因渣中(FeO)低會(huì)在石灰表面形成高熔點(diǎn)而且致密的2CaO•SiO2，阻礙石灰的熔化，還會(huì)由于爐渣未能很好地覆蓋熔池表面而產(chǎn)生噴濺，當(dāng)然，前期槍位也不宜長(zhǎng)時(shí)間過(guò)高，以免發(fā)生嚴(yán)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(shí)，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(shí)，可以在提槍的同時(shí)適當(dāng)加一些石灰，稠化熔渣，有時(shí)對(duì)抑制噴濺也有些作用，但加入量不宜過(guò)多，加入的石灰化完后，如果不繼續(xù)加入石灰就應(yīng)當(dāng)適當(dāng)降槍，以便降低∑(FeO)，以免在硅錳氧化結(jié)束和熔池溫度升高后強(qiáng)烈脫碳時(shí)發(fā)生嚴(yán)重噴濺。
1.2吹煉中期的槍位控制
吹煉過(guò)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(diǎn)是強(qiáng)烈脫碳，在這個(gè)階段中，不僅吹入的氧氣全部用于碳的氧化，而且渣中的氧化鐵也大量被消耗，渣中∑(FeO)的降低將使?fàn)t渣的熔點(diǎn)上升，流動(dòng)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(yán)重，為了防止中期爐渣返干，應(yīng)該適當(dāng)提槍，使渣中有適當(dāng)?shù)摹?FeO)。
1.3吹煉后期的槍位控制
后期的任務(wù)是進(jìn)一步調(diào)整好爐渣的氧化性和流動(dòng)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(zhǔn)確地控制終點(diǎn)，壓槍速度要緩慢，切忌過(guò)快，否則會(huì)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(qiáng)熔池?cái)嚢枰约铀俸笃诿撎?，均勻熔池的溫度和成分以及降低終渣的∑(FeO)含量。為此在過(guò)程化渣不太好，或者中期爐渣返干較嚴(yán)重時(shí)，后期應(yīng)首先適當(dāng)提槍化渣，而在接近終點(diǎn)時(shí)，再適當(dāng)降槍，以加強(qiáng)熔池?cái)嚢?，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(duì)爐襯的侵蝕。
3合理的爐型控制。
保持合理的爐型是在現(xiàn)有技術(shù)和設(shè)備條件下控制噴濺最有效的方法，如應(yīng)有適當(dāng)?shù)臓t底高度和液面，根據(jù)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(shí)采取措施進(jìn)行處理，處理爐底操作應(yīng)采取勤、輕處理原則。
3.1可以采用留渣后，用頂槍進(jìn)行適當(dāng)吹掃；
3.2減少濺渣頻率，并適當(dāng)縮短濺渣時(shí)間
3.3連續(xù)冶煉3~4爐低碳鋼，低碳、高氧化鐵渣出鋼。
3.4適當(dāng)降低爐渣堿度和氧化鎂含量。
3.5做好熱平衡，力求做到熱量略富裕，這樣既能保住終點(diǎn)碳，又不因?yàn)闊崃刻辉＠鋮s料用量大噴濺難控制；還可以采用留渣操作，濺渣護(hù)爐時(shí)不要把爐渣濺干，在爐內(nèi)留1/3左右的爐渣，剩余的爐渣在下爐吹煉時(shí)有利于前期快速成渣，同時(shí)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(dá)到控制噴濺的目的，在爐渣嚴(yán)重泡沫化時(shí)，短時(shí)間提高槍位，使氧槍超過(guò)泡沫的熔池面，用氧氣射流的沖擊破壞泡沫，減少噴濺。
另外禁止超裝，提高準(zhǔn)裝入率，穩(wěn)定原材料質(zhì)量，提高操作水平也是控制噴濺的有效手段；特別是對(duì)于中小型轉(zhuǎn)爐。
編輯：冶金材料設(shè)備網(wǎng)
發(fā)布時(shí)間：2020-05-15
