2.3、金属喷溅产生的原因
当渣中TFe含量过低,熔渣粘稠,熔池被氧流吹开后熔渣不能及时返回覆盖液面,CO气体的排出带着金属液滴飞出炉口,形成金属喷溅。熔渣“返干”也会产生金属喷溅。可见,形成金属喷溅的一些原因与爆发性喷溅正好相反。
3、喷溅的危害
3.1危害的主要表现
1、喷溅造成金属损失在0.5%~5%,避免喷溅就等于增加钢产量。
2、喷溅冒烟污染环境。
3、喷溅的喷出物堆积,清除困难,严重喷溅还会引发事故,危及人身及设备安全。
4、由于喷溅物大量喷出,不仅影响脱除P、S,热量损失增大,还会引起钢水量变化,影响冶炼控制的稳定性。限制供氧强度的提高。防止和减少喷溅是顶吹转炉吹炼的重要课题之一。
炉内钢水的密度约7.0t/m3,熔渣的密度约为3.2t/m3,如果没有足够的力量,金属和熔渣是不会从炉口喷出的。喷溅主要源自碳氧的不均衡反应,瞬间产生的大量CO气体,从炉口夺路而出,将金属和熔渣托出炉外。
4、预防措施
4.1:正确的枪位控制
在某种程度上复吹转炉炼钢的氧枪操作主要是通过枪位的变化来调节和控制炉渣中有合适的(FeO)含量,以满足吹炼过程各期的需要。如果(FeO)控制不当,会给吹炼带来困难,如化渣太晚,易“返干”;或化渣太早,易喷溅,因此控制喷溅的关键就是要控制吹炼枪位。
4.1.1吹炼前期枪位的调节和控制
开吹前操作人员应详细了解以下情况:
a)铁水成分,主要是硅、硫、磷的含量;
b)铁水温度;
c)炉子情况,是新炉还是老炉,是否补炉,装入量是多少,炉内是否有剩余钢水和炉渣等;
d)吹炼的钢种及其对造渣、温度控制的要求;
e)上一班或上一炉操作情况,现在炉子的液面和炉底等。
对上述情况必须做到心中有数。前期调节和控制的原则是早化渣、化好渣。吹炼前期的特点是硅、锰迅速氧化、渣中SiO2浓度大,熔池温度不高,此时要求将加入炉内的石灰尽快地化好,以便形成碱度≮1.5~1.7的活跃炉渣,以减轻酸性渣对炉衬的侵蚀,并增加吹炼前期的脱硫与脱磷率。为此,应采用较高的枪位,如果枪位过低,不仅因渣中(FeO)低会在石灰表面形成高熔点而且致密的2CaO?SiO2,阻碍石灰的熔化,还会由于炉渣未能很好地覆盖熔池表面而产生喷溅,当然,前期枪位也不宜长时间过高,以免发生严重喷溅。
正确地控制前期温度,如果前期温度低,炉渣中积累起大量的氧化铁,随后在元素氧化,熔池被加热时,往往突然引起碳的激烈氧化,容易造成爆发性喷溅。在炉温很高时,可以在提枪的同时适当加一些石灰,稠化熔渣,有时对抑制喷溅也有些作用,但加入量不宜过多,加入的石灰化完后,如果不继续加人石灰就应当适当降枪,以便降低∑(FeO),以免在硅锰氧化结束和熔池温度升高后强烈脱碳时发生严重喷溅。
4.1.2吹炼中期的枪位控制
吹炼过程枪位控制的基本原则是:继续化好渣、化透渣、快速脱碳、不喷溅、熔池均匀升温。吹炼中期的特点是强烈脱碳,在这个阶段中,不仅吹人的氧气全部用于碳的氧化,而且渣中的氧化铁也大量被消耗,渣中∑(FeO)的降低将使炉渣的熔点上升,流动性下降,出现“返干”现象,影响硫、磷的去除甚至于发生回磷现象,喷溅也严重,为了防止中期炉渣返干,应该适当提枪,使渣中有适当的∑(FeO)。
4.1.3吹炼后期的枪位控制
后期的任务是进一步调整好炉渣的氧化性和流动性,继续去除硫、磷、使熔池钢液成分和温度均匀,稳定火焰,便于准确地控制终点,压枪速度要缓慢,切忌过快,否则会引起喷溅,冶炼低碳钢,很多采用的是增碳法,所以后期非常注意加强熔池搅拌以加速后期脱碳,均匀熔池的温度和成分以及降低终渣的∑(FeO)含量。为此在过程化渣不太好,或者中期炉渣返干较严重时,后期应首先适当提枪化渣,而在接近终点时,再适当降枪,以加强熔池搅拌,使熔池的温度和成分均匀化,降低终渣中的∑(FeO),提高金属和合金收得率并减轻对炉衬的侵蚀。
4.2合理的炉型控制
保持合理的炉型是在现有技术和设备条件下控制喷溅最有效的方法,如应有适当的炉底高度和液面,根据冶炼钢种采取合适的底吹模式,如果发现炉底上涨较高,要及时采取措施进行处理,处理炉底操作应采取勤、轻处理原则。
1可以采用留渣后,用顶枪进行适当吹扫;
2减少溅渣频率,并适当缩短溅渣时间
3连续冶炼3-4炉低碳钢,低碳、高氧化铁渣出钢。
4适当降低炉渣碱度和氧化镁含量。
5做好热平衡,力求做到热量略富裕,这样既能保住终点碳,又不因为热量太富裕冷却料用量大喷溅难控制;还可以采用留渣操作,溅渣护炉时不要把炉渣溅干,在炉内留1/3左右的炉渣,剩余的炉渣在下炉吹炼时有利于前期快速成渣,同时减少了冷却剂的加入量和炉渣的泡沫化程度,并将泡沫化高峰前移,从而达到控制喷溅的目的,在炉渣严重泡沫化时,短时间提高枪位,使氧枪超过泡沫的熔池面,用氧气射流的冲击破坏泡沫,减少喷溅。
另外禁止超装(当炉容比Vw/T(转炉炉腔容积与金属装入量之比)≤0.8,易发生炉渣喷溅),提高准装入率,稳定原材料质量,提高操作水平也是控制喷溅的有效手段;特别是对于中小型转炉。
结 论
转炉冶炼过程的喷溅,主要由于炉渣中FeO的含量过高,剧烈的c-o反应在瞬间产生具有巨大能量的co气体而造成的。在冶炼操作中,通过对氧枪枪位和氧压的合理调整,制定科学的造渣制度,冶炼前中期要防止炉温偏低,冶炼后期要防止炉温偏高,可以通过冷却剂和炉料添加来调节,做到使碳氧反应均衡进行控制炉渣中Feo的含量,可以有效的控制喷溅
致 谢
大学三年的学习时光已经接近尾声,在此我想对我的母校,我的老师们同学们表示由衷的谢意。求学历程是艰苦的,但又是快乐的。感谢我的老师们,谢谢他在这三年中为我们全班所做的一切,他们不求回报,无私奉献的精神很让我感动,再次向他们表示由衷的感谢。在这三年的学期中结识的各位生活和学习上的挚友让我得到了人生最大的一笔财富。在此,也对他们表示衷心感谢。
在做论文的期间,从论文的修改到论文格式的调整,感谢我的指导老师给予悉心的指导和监督。
参考文献
[1] 胡志忠、赖长远: 《重金属冶金学》 湖南冶金出版社 2004.1
[2] 贾斯、宁伟杰: 《富氧顶吹转炉生产概述》中国冶金(期刊)2007.7
[3] 丁杰《金属回收理论在转炉生产中的应用》 转炉结构 2003