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轉(zhuǎn)爐爐渣噴濺問題以及對策分析

文檔作者：劉道孟文檔來源：河北邯鄲鋼鐵集團(tuán)公司		點擊數(shù)： 175 2	更新時間： 2021年03月05日
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山西冶金
SHANXI METALLURGY
Total 123
No．1，2010
文章編號：1672—1152(2010)01-0071-02
轉(zhuǎn)爐爐渣噴濺問題以及對策分析
劉道孟
(河北邯鄲鋼鐵集團(tuán)公司，·河北邯鄲056000)
摘要：在轉(zhuǎn)爐供氧期間，供氧強(qiáng)度比較大，操作起來十分繁瑣，因而往往會出現(xiàn)轉(zhuǎn)爐爐渣噴濺的問題?；谄?
產(chǎn)生噴濺的原因，提出了解決此類問題的優(yōu)化措施。
關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)爐爐渣噴濺原因
中圖分類號：TFT13．3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 收稿日期：2009—11—13
爐渣噴濺是轉(zhuǎn)爐冶煉過程中時有發(fā)生的現(xiàn)象，
尤其是一些擴(kuò)容或超裝的中小轉(zhuǎn)爐更為常見。爐渣
噴濺不僅增加渣料和溫度的損失，還造成大量金屬
的損失。據(jù)河北邯鄲鋼鐵集團(tuán)統(tǒng)計，因噴濺造成的金
屬損失：大噴為3．6％，小噴為1．2％，微噴為0．5％。
另外，爐渣噴濺時產(chǎn)生的劇烈沖刷使?fàn)t齡下降，擾亂
正常冶煉操作的物料平衡、氧平衡與熱平衡，導(dǎo)致轉(zhuǎn)
爐冶煉控制存在明顯誤差。于是噴濺問題的解決有
助于提高鋼產(chǎn)量，減少經(jīng)濟(jì)損失。
1 轉(zhuǎn)爐噴濺問題
冶煉中前期低溫爐渣噴濺，原因是爐渣堿度對
爐渣泡沫性影響顯著，轉(zhuǎn)爐開吹4～6 min時，爐渣堿
度提高到1．7左右，爐渣的泡沫性達(dá)到了最大值，與
此同時碳氧反應(yīng)也達(dá)到最大值，所以低溫爐渣噴濺
易在此時發(fā)生。這可以從CaO—siO廠Fe0三元相圖
看出，在1 500℃時，當(dāng)尺≥1．27就會析出c2s使?fàn)t
渣表觀黏度增加，導(dǎo)致爐渣中的氣體被較長時間阻
滯在渣層之中，爐渣泡沫性增大。但堿度過高會使?fàn)t
渣進(jìn)人熔點比c2S低的C3S(2 070℃)占優(yōu)勢的區(qū)
域，反而使?fàn)t渣黏度下降，使泡沫性減小[ 。
冶煉中后期高溫爐渣噴濺，主要發(fā)生在吹煉的
l1～14 min左右，因為此時仍有較大的脫碳速度，同
時爐渣泡沫化程度雖然不及早期，但仍有相當(dāng)程度
的泡沫化。高溫爐渣噴濺最主要的原因是，不當(dāng)操作
導(dǎo)致爐渣(Fe0)集聚，F(xiàn)eO含量高于發(fā)生噴濺的臨界
值以后，就會隨時發(fā)生高溫爐渣噴濺。
2 噴濺原因分析
從實際操作來看，產(chǎn)生噴濺的因素還有爐容比、
渣量大小、泡沫渣等。爐容比大的爐子，氣體排出順
作者簡介：劉道孟(1979一)，男，現(xiàn)為河北邯鄲鋼鐵集團(tuán)
公司一煉鋼廠轉(zhuǎn)爐車間煉鋼助理工程師，主要從事轉(zhuǎn)爐煉鋼
工作。Tel：15033882585。E—mail：liudaomeng@yeah．net
暢，不易發(fā)生噴濺；渣量大時，熔池液面上覆蓋渣層
厚，氣體排出的阻力大，易發(fā)生噴濺；爐內(nèi)有大量的
泡沫渣時，渣層大大加厚，渣面可能上漲到爐口，只
要有沖擊就可將爐渣及其挾帶鋼水噴出爐外，造成
較大的噴濺。
在吹煉過程中由于氧氣流股對熔池的沖擊及脫
碳反應(yīng)產(chǎn)生大量CO氣體逸出，造成爐渣及金屬液
的飛濺是不可避免的。正常情況下，這種金屬液飛濺
的高度一般不超出爐口，不會形成噴濺，但在脫碳反
應(yīng)加劇的情況下，轉(zhuǎn)爐內(nèi)迅速產(chǎn)生大量的CO氣體，
于是向爐口排出的氣體成倍增加，CO氣體產(chǎn)生聚變
突發(fā)性反應(yīng)，將爐渣及金屬液噴出爐口[2]。所以，由
于熔池脫碳的不均勻而產(chǎn)生的突發(fā)性脫碳反應(yīng)，瞬
間產(chǎn)生大量的CO氣體，是發(fā)生噴濺的根本原因。據(jù)
相關(guān)研究表明，碳氧反應(yīng)對溫度的變化非常敏感，在
熔池物料溫度(如鐵水和廢鋼的混合液)1 470 oC時，
碳氧反應(yīng)受到抑制；而在I 470℃以上時能順利進(jìn)
行。如果煉鋼過程中第二批造渣料加得不合適汰
多、太快、不均勻)，熔池溫度迅速降低至1 470℃以
下，就形成FeO聚集，隨著熔池脫碳的劇烈進(jìn)行，熔
池溫度立刻又上升至I 470℃以上，這時產(chǎn)生的泡
沫渣嚴(yán)重使渣層變厚而阻礙CO氣體的排出，爐渣
嚴(yán)重發(fā)泡，泡沫渣充滿了爐膛。在這種情況下，脫碳
速度稍有增加，即可將爐渣噴出爐外，形成噴濺。
3 轉(zhuǎn)爐噴濺預(yù)防措施
(1)一般預(yù)防措施。在爐前冶煉操作時，應(yīng)采取
增大供氧強(qiáng)度，采用多孑L噴頭，低槍位操作，盡量減
少補(bǔ)吹。加入合金脫氧時，應(yīng)按照先弱后強(qiáng)的順序，
先加入硅鐵，然后加入錳鐵，以保證良好的脫氧效
果。防止鋼包噴濺的關(guān)鍵是爐前避免出過氧化鋼。因
此，規(guī)范爐前冶煉操作是杜絕過氧化鋼出現(xiàn)的主要
措施。頂吹轉(zhuǎn)爐吹煉低碳鋼種可以直接一次拉碳，但
山西冶金
E—inaihveiinsx@126．COIII
第33卷
為了一次有效地除磷、硫，并使終點溫度達(dá)到鋼種要
求，采用高拉調(diào)溫一次補(bǔ)吹的工藝操作。終點鋼水的
溫度應(yīng)根據(jù)鋼種的要求，考慮加入合金的數(shù)量、種
類、吹氮及倒包等因素來確定。采用爐外脫氧，合金
全部加在鋼包內(nèi)，出鋼量到1／3時開始加合金，出鋼
到3／4時全部加完，嚴(yán)禁合金先加入鋼包后再出鋼。
對開吹氧壓、開吹槍位、頭批料的加入時機(jī)和加
入量進(jìn)行了摸索試驗，確定開吹氧壓0．78 MPa、開吹
槍位1 200 mm、頭批料分兩次加人的操作方式。對
頭批料的加入時機(jī)(開吹后時間)與鐵水溫度相對應(yīng)
表1)E ，控制好前期溶池溫度。
表1 加料時機(jī)與鐵水溫度對應(yīng)表
l加料時機(jī) ／arin I 1．5 l 1 l 0．5 I
(2)壓噴措施。壓噴劑是一種固定碳12 20的
爐料，加入轉(zhuǎn)爐后，其作用除了冷卻效應(yīng)之外，還有
壓噴劑中的固定碳與渣中的鐵珠進(jìn)行碳氧反應(yīng)，靠
產(chǎn)生CO氣體在泡沫渣中打通一個氣體通道，使泡
沫渣泄氣下降。寶鋼、馬鋼的實踐表明，使用量1～2 kg／t
鋼，壓渣成功率90％以上。在冶煉前中期為了化渣，
往往采用槍位較高的“化渣槍位”操作，在熔池溫度
偏低的情況下，若發(fā)現(xiàn)噴濺預(yù)兆時，可適當(dāng)降低槍位
進(jìn)行壓噴操作。這一方面降低爐渣(reO)含量，另一
方面增大金屬熔池攪拌力，提高熔池溫度。在冶煉中
后期化渣后，降槍過低、熔池溫度偏高的情況下，若
發(fā)現(xiàn)噴濺預(yù)兆時，可適當(dāng)提槍壓噴。這一方面是減緩
碳氧反應(yīng)速度，減少氣體產(chǎn)生量，另一方面借助氧氣
流股的沖擊力，打開氣體排出通道。
(3)噴濺監(jiān)督應(yīng)用。爐渣噴濺預(yù)報技術(shù)有“聲
納法”、“微波法”、“光學(xué)纖維成像法”和“噴槍振
動法”等。投入轉(zhuǎn)爐煉鋼監(jiān)控系統(tǒng)是以IPC工控機(jī)
為中心，對轉(zhuǎn)爐吹煉過程中爐渣泡沫化程度及吹煉
時間、槍位、加渣料等工藝參數(shù)進(jìn)行在線監(jiān)控，在顯
示器上跟蹤顯示造渣過程的音強(qiáng)變化曲線，進(jìn)行噴
濺和返干等非正常爐況的預(yù)報，指導(dǎo)操作人員進(jìn)行
爐前操作，提高操作水平。
(4)控制鐵水si含量，降低CO作用。改善鐵水
成分，減少煉鋼渣量，為了減少整個冶煉過程中的渣
量和縮短冶煉時間，應(yīng)當(dāng)減少石灰石人量，而石灰的
加入量最主要取決于鐵水成分，特別是si的成分直
接影響到石炭加人量的大小，從而影響渣量的大小，
而渣量的大小直接影響噴濺的幾率的大小。鐵水
w(Si)應(yīng)不大于0．50％，最好 (si)≤0．30％。若鐵水si
含量高，應(yīng)減少甚至取消含硅高的渣料加入爐內(nèi)；降
低或分散CO氣體的作用力，能減少爐渣噴濺的發(fā)
生?？刂苨i含量可酌情降低供氧強(qiáng)度；降低CO作用
可增加氧槍噴孔數(shù)目，使CO氣體的作用力分散。
4 結(jié)語
轉(zhuǎn)爐爐渣噴濺問題一直以來，嚴(yán)重困擾著鋼鐵
冶煉，有效解決噴濺問題，有助于提高高鐵產(chǎn)量，有
助于降低鋼鐵料的消耗。因此必須嚴(yán)格控制鋼鐵轉(zhuǎn)
爐冶煉階段的各個關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，才能強(qiáng)有力解預(yù)
防轉(zhuǎn)爐爐渣噴濺。
參考文獻(xiàn)
[1] 黃志勇，顏根發(fā)，左都偉．轉(zhuǎn)爐爐渣噴濺的機(jī)理及預(yù)防措施
[J]．金屬材料與冶金工程，2008(3)：13—13．
[2] 金鐵城，于陽．轉(zhuǎn)爐煉鋼新工藝、新技術(shù)與質(zhì)量控制實用手冊
[M]．北京：當(dāng)代中國音像出版社，2005．
[3] 吳建偉．對轉(zhuǎn)爐吹煉過程中噴濺的控制[J]．河北冶金，2008(3)：
20—22．
(編輯：苗運平)
(上接第45頁)
Application of Bag Dust-precipitator in the Closed-top BF
Nickel Smelting System
LIU Ke1’2 LU Jiaxi2 GAO Feng
(1．Taiyuan University of Technology,Taiyuan 030024，China；2．Shandong Aluminum Company，Zibo 255052，China)
Abstract：Through the bag dust-precipitator in a smelter 4．2 m confined blast furnace nickel
refining system to sum up the application of the bag dust-precipitator serious impact on the life of
the reasons for analysis，through efective way to filter bag corrosion，damaged the situation can be
improved，SO that the filter bag to improve life．
Key words：bag dust-precipitator， colsed-top blast furnace， application

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