转炉炼钢工艺(主要是热平衡计算)(3)

所以单渣操作时，渣料一般都是分两批加入。具体数量各厂不同，现以首钢一炼钢厂和上钢一厂为例，列于表3-6。

第一批渣料是总量的一半或一半以上，其余的第二批加入。如果需要调整熔渣或炉温，才有所谓第三批渣料。

在正常情况下，第一批渣料是在开吹的同时加入。第二批渣料的加入时间一般在Si、Mn氧化基本结束，第一批渣料基本化好，碳焰初起时加入较为合适。第二批渣料可以一次加入，也可以分小批多次加入。分小批多次加入不会过分冷却熔池，对石灰渣化有利，也有利碳的均衡氧化。但最后一小批料必须在终点拉碳前一定时间加完，否则渣料来不及熔化就要出钢了。30t转炉规定终点前3～4min加完最后一批渣料。

如果炉渣熔化得好，炉内CO气泡排出受到金属液和炉渣的阻碍，发出声音比较闷；而当炉渣熔化不好时，CO气泡从石灰块的缝隙穿过排出，声音比较尖锐；采用声纳装置

接收这种声音信息可以判断炉内炉渣熔化情况，并将信息送入计算机处理，进而指导枪位的控制。

人工判断炉渣化好的特征：炉内声音柔和，喷出物不带铁，无火花，呈片状，落在炉壳上不粘附。否则噪音尖锐，火焰散，喷出石灰和金属粒并带火花。

第二批渣料加得过早和过晚对吹炼都不利。加得过早，炉内温度低，第一批渣料还没有化好，又加冷料，熔渣就更不容易形成，有时还会造成石灰结坨，影响炉温的提高。加得过晚，正值碳的激烈氧化期，TFe含量低。当第二批渣料加入后，炉温骤然降低，不仅渣料不易熔化，还抑制了碳氧反应，会产生金属喷溅，当炉温再度提高后，就会造成大喷溅。

第三批渣料的加入时间要看炉渣化得好坏及炉温的高低而定。炉渣化得不好，可适当加入少量萤石进行调整。炉温较高时，可加入适量的冷却剂调整。

3.4 供氧制度

将0.7～1.5MPa的高压氧气通过水冷氧枪从炉顶上方送入炉内，使氧气流股直接与钢水熔池作用，完成吹炼任务。供氧制度是在供氧喷头结构一定的条件下使氧气流股最合理的供给熔池，创造炉内良好的物理化学条件。因此，制订供氧制度时应考虑喷头结构、供氧压力、供氧强度和氧枪高度控制等因素。

3.4.1.氧枪喷头

转炉供氧的射流特征是通过氧枪喷头来实现的，因此，喷头结构的合理选择是转炉供氧的关键。氧枪喷头有单孔、多孔和双流道等多种结构，对喷头的选择要求为: （1）应获得超音速流股，有利于氧气利用率的提高； （2）合理的冲击面积，使熔池液面化渣快，对炉衬冲刷少， （3）有利于提高炉内的热效率；

（4）便于加工制造，有一定的使用寿命。

3.4.2 供氧制度中的几个工艺参数

3.4.2.1 氧气流量与供氧强度 A 氧气流量

氧气流量Q是指在单位时间t内向熔池供氧的数量V(常用标准状态下的体积量度)。其量纲为m3/min或m3/h。氧气流量是根据吹炼每吨金属料所需要的氧气量、金属装入量、供氧时间等因素来确定的，即：

V

Q =t （3-5）

式中 Q—— 氧气流量，Nm3/min或Nm3/h；

V—— 一炉钢的氧耗量，Nm3；

t —— 供氧时间，min或h。

一般供氧时间为14～22min，大转炉吹氧时间稍长些。

例1 转炉装入量132t，吹炼15min，氧耗量为6068Nm3，求此时氧气流量为多少? 解：V＝6068Nm3

t=15min

V6068

Q＝t=15= 404.53 Nm3/min =2 4272 Nm3/h

答：此时氧气流量为24272Nm3/h。

B 供氧强度

供氧强度I是指单位时间内每吨金属氧耗量，可由（3-6）式确定：

Q

I=T （3—6）

式中 I —— 供氧强度，Nm3/t·min； Q —— 氧气流量，Nm3/min； T —— 一炉钢的金属装入量，t。

例2 根据例1条件，求此时的供氧强度，若供氧强度提至3.6Nm3/t·min，每炉钢吹炼时间可缩短多少?

解：V＝6068Nm3；T＝132 t；t＝15min

V6068Q

供氧强度I = T = t T =15 132 =3 .06Nm3/min

6068V

冶炼时间t ＝I T＝ 3.6 132= 12.769min 每炉吹炼时间缩短值：

Δ t = 15－12.769 = 2.231min = 2min14s

答：供氧强度为3.06Nm3/ t·min，提高供氧强度后，每炉吹炼时间可缩短2minl4s。

顶吹转炉炼钢的氧气流量和供氧强度主要决定于喷溅情况，通常应在基本上不产生喷溅的情况下控制在高限上。目前国内30～50t转炉的供氧强度在2.8～4.0Nm3/t·min，120～150t转炉的供氧强度在2.3～3.5Nm3/t·min。大于150t的转炉供氧强度一般在2.5～4.0Nm3/t· min。如日本300t转炉，采用五孔喷嘴，供氧强度达到4.44Nm3/t·min；前西德350t转炉采用七孔喷嘴，供氧强度为4.29Nm3/t·min；有个别转炉可达5～6Nm3/t·min。

C 吨金属氧耗量

吹炼1t金属料所需要的氧气量，可以通过计算求出来。其步骤是：首先计算出熔池各元素氧化所需氧气量和其他氧耗量，然后再减去铁矿石或氧化铁皮带给熔池的氧量，现举例说明。

例3 已知：金属装入量中铁水占90％，废钢占10％，吹炼钢种是Q235B，渣量是金属装入量的7.777％；吹炼过程中，金属料中90％的碳氧化生成CO、10％的碳氧化生成CO2。求：100kg金属料，ω[c]=1％时，氧化消耗的氧气量?

解：12g的C生成CO消耗16g氧气，生成CO2消耗32g氧气，设100kg金属料ω[c]＝1％生成CO消耗氧气量为xkg，生成CO2消耗氧气量为ykg。

1

[C] 十 2{O2}＝{CO}

12g 16g

1％×100×90％kg χ

1% 100 90% 16

12χ==1.200kg

[C ] 十 {O2}＝{CO2}

12g 32g

1%×100×10%kg y

1% 100 10% 32

12y==0.267kg

氧化ω[c]=1％的氧耗量：1.200+0.267＝1.467kg

答：100kg的金属料ω[C]=1％氧化消耗的氧气量为1.467kg。

同理可以算出100kg金属料中ω[Si]＝1％、ω[Mn]＝1％、ω[P]＝1％、ω[S]＝1％、ω[Fe]=1％的氧耗量；渣中ω(FeO)＝9％，ω(Fe2O3)＝3％；吹炼过程中被氧化进入炉渣的Fe元素数量，FeO中ω[Fe]＝0.544kg，Fe2O3中ω[Fe]=0.163kg。100kg金属料各元素氧化量和氧耗量见表3-7。

这样每l00kg金属料需氧量：

1

1.467×Δω[C]+1.143×Δω[Si]+0.291×Δω[Mn]+1.290×Δω[P]+3×Δω[S]十 0.286×Δω[Fe],(FeO)+0.429×Δω[Fe],(FeO)

Δω[C]，Δω[Si]，Δω[Mn]，Δω[P]，Δω[S]，Δω[Fe]——分别是钢中C，Si，Mn，P，S，Fe的氧化量。

铁水ω[C]＝4.3％，占装入量的90％； 废钢ω[C]＝0.1％，占装入量的10％； 平均碳含量：4.3％×90％+0.1％×10％=3.88％

同样可以算出Si，Mn，P，S的平均成分，见表3-7。 每l00kg金属氧耗量：

1

1.467×Δω[C]+1.143×Δω[Si]+0.291×Δω [Mn]+1.290×Δω[P]+3×Δω[S] +0.286×Δω[Fe],(FeO)+0.429Δω[Fe],(Fe2O3)

1

=1.467×3.73+1.143×0.475+0.291×0.186+1.290×0.034+3×0.013+0.286×0.544+0.429×0.163

＝6.343kg

这是氧耗量的主要部分。另外还有一部分氧耗量是随生产条件的变化而有差异。例如炉气中部分CO燃烧生成CO2所需要的氧气量，炉气中含有一部分自由氧，还有烟尘中的氧含量以及喷 …… 此处隐藏：2920字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……