50

炉熔比/m3?t－1

1.05

0.97

0.86

0.91

0.90

0.84

0.97

装料操作：目前，国内的大中型转炉均采用混铁炉（转炉容量的15～20倍）供应铁水，即高炉来的铁水储存在混铁炉中，用时倒入铁水罐天车兑入（解决高炉出铁与转炉用铁不一致的矛盾，同时保证铁水的温度稳定，成分波动小）；废钢则是事先按计算值装入料斗，用时天车加入。

为减轻废钢对炉衬的冲击，装料顺序一般是先兑铁水后加废钢，炉役后期尤其如此。

兑铁水时，应炉内无渣（否则加石灰）且先慢后快，以防引起剧烈的碳氧反应，将铁水溅出炉外而酿成事故。

目前国内各厂普遍采用溅渣护炉技术，因而多为先加废钢后兑铁水，可避免兑铁喷溅。

但补炉后的第一炉钢应采用前法，如图8所示。

简述一炉钢的冶炼过程。

三、供氧制度

供氧制度的主要内容包括确定合理的喷头结构、供氧强度、氧压和枪位控制。

供氧是保证杂质去除速度、熔池升温速度、造渣制度、控制喷溅去除钢中气体与夹杂物的关键操作，关系到终点的控制和炉衬的寿命，对一炉钢冶炼的技术经济指标产生重要影响。

1）氧枪

氧枪是转炉供氧的主要设备，它是由喷头、枪身和尾部结构组成。

喷头是用导热性良好的紫铜经锻造和切割加工而成，也有用压力浇铸而成的。

喷头的形状有拉瓦尔型、直筒型和螺旋型等。

目前应用最多的是多孔的拉瓦尔型喷头。

拉瓦尔型喷头是收缩―扩张收缩型喷孔，当出口氧压与进口氧压之比p出/p0<0.528时形成超音速射流，如图9所示。

2）供氧制度

枪身：它由三层同心套管构成，中心管道氧气，中间管是冷却水的进水通道，外层管是出水通道。

喷头与中心套管焊接在一起。

枪尾部：枪尾部接供氧管，进水管和出水管。

o在顶吹氧气转炉吹炼过程中，特别是吹炼过程剧化的开始阶段，有时炉渣会起泡并从炉口溢出，这就是吹炼过程中发生的典型的乳化和泡沫现象。

o由于氧射流对熔池的强烈冲击和co气泡的沸腾作用，使熔池上部金属、熔渣和气体三相剧烈混合，形成了转炉内发达的乳化和泡沫状态，如图10所示。

图10转炉内的泡沫现象示意图

1－氧枪；2－气－钢－渣乳化相；3－co气泡；4－金属熔池；5－火点；

6－金属液滴；7－co气流；8－飞溅出的金属液滴；9－烟尘

乳化（emulsification）是指金属液滴或气泡弥散在炉渣中，若液滴或气泡数量较少而且在炉渣中自由运动，这种现象称为渣钢乳化或渣气乳化。

若炉渣中仅有气泡，而且气泡无法自由运动，这种现象称炉渣泡沫化（slagfoaming）。

由于渣滴或气泡也能进入到金属熔体中，因此转炉中还存在金属熔体中的乳化体系。

渣钢乳化是冲击坑上沿流动的钢液被射流撕裂或金属滴所造成的。

通过对230tld转炉乳液取样分析，发现其中金属液滴比例很大：吹氧6－7min时占45%－80%；10－12min时占40%－70%；15－17min时占30%－60%。

可见，吹炼时金属和炉渣密切相混。

研究表明，金属液滴比金属熔池的脱碳、脱磷、脱锰更有效。

金属液滴尺寸愈小，脱除量愈多。

而金属液滴的含硫量比金属熔池的含硫量高，金属液滴尺寸愈小，含硫量愈大。

生产实践表明，冶炼中期硬吹时，由于渣内富有大量co气泡以及渣中氧化铁被金属液滴中的碳所还原，导致炉渣的液态部分消失而“返干”。

软吹时，由于渣中（feo）含量增加，并且氧化位（即fe3+/fe2+）升高，持续时间过长就会产生大量起泡沫的乳化液，乳化的金属量非常大，生成大量气体，容易发生大喷或溢渣。

因此，必须正确调整枪位和供氧量，使乳化液中是金属保持某一百分比。

◆供氧压力：

保证射流出口速度达到超音速，并使喷头出口处氧压稍高于炉膛内炉气压力。

对三孔喷头，供氧压力可由下式经验计算：

◆氧气流量：指在单位时间内向熔池供氧的数量，常用标准状态下体积量度，其单位为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、供氧时间等因素决定。

即

◆供氧强度：指在单位时间内每吨钢的氧耗量，它的单位是m3/(t?min)。

供氧强度的大小根据转炉的公称吨位、炉容比来确定。

小型转炉的供氧强度为2.5－4.5m3/(t?min)，120t以上的转炉一般为2.8－3.6m3/(t?min)。

3）供氧操作

供氧操作是指调节氧压或枪位，达到调节氧气流量、喷头出口气流压力及射流与熔池的相互作用程度，以控制化学反应进程的操作。

供氧操作分为恒压变枪、恒枪变压和分阶段恒压变枪几种方法。

国内多采用第三种操作法。

枪位及其控制：

所谓枪位，是指氧枪喷头端面距静止液面的距离，常用h表示，单位是m。

目前，一炉钢吹炼中的氧枪操作有两种类型，一种是恒压变枪操作，一种是恒枪变压操作。

比较而言，恒压变枪操作更为方便、准确、安全，因而国内钢厂普遍采用。

枪位的变化范围和规律：

关于枪位的确定，目前的做法是经验公式计算，实践中修正。

一炉钢冶炼中枪位的变化范围可据经验公式确定：

h=（37～46）pxd出

式中：

p―供氧压力，mpa；

d―喷头的出口直径，mm；

h―枪位，mm。

具体操作中，枪位控制通常遵循“高－低－高－低”的原则：

（1）前期高枪位化渣但应防喷溅。

吹炼前期，铁水中的硅迅速氧化，渣中的（sio2）较高而熔池的温度尚低，为了加速头批渣料的熔化（尽早去p并减轻炉衬侵蚀），除加适量萤石或氧化铁皮助熔外应采用较高的枪位，保证渣中的（feo）达到并维持在25～30%的水平；否则，石灰表面生成c2s外壳，阻碍石灰溶解。

当然，枪位亦不可过高，以防发生喷溅，合适的枪位是使液面到达炉口而又不溢出。

（2）中期低枪位脱碳但应防返干。

吹炼中期，主要是脱碳，枪位应低些。

但此时不仅吹入的氧几乎全部用于碳的氧化，而且渣中的（feo）也被大量消耗，易出现“返干”现象而影响s、p的去除，故不应太低，使渣中的（feo）保持在10～15%以上。

（3）后期提枪调渣控终点。

吹炼后期，c－o反应已弱，产生喷溅的可能性不大，此时的基本任务是调好炉渣的氧化性和流动性继续去除硫磷，并准确控制终点碳（较低），因此枪位应适当高些。

（4）终点前点吹破坏泡沫渣。

接近终点时，降枪点吹一下，均匀钢液的成分和温度，同时降低炉渣的氧化铁含量并破坏泡沫渣，以提高金属和合金的收得率。

枪位的调节。

生产条件千变万化，因此具体操作中还应根据实际情况对枪位进行适当的调节：

（1）铁水温度：若遇铁水温度偏低，应先压枪提温，而后再提枪化渣，以防渣中的（feo）积聚引发大喷，即采用低－高－低枪位操作。

（2）铁水成分：铁水硅、磷高时，若采用双渣操作，可先低枪位脱硅、磷，倒掉酸性渣；若单渣操作，由于石灰加入量大，应较高枪位化渣。

铁水含锰高时，有利于化渣，枪位则可适当低些。

（3）装入量变化：炉内超装时，熔池液面高，枪位应相应提高，否则，不仅化渣困难而且易烧坏氧枪。

（4）炉内留渣：采用双渣留渣法时，由于渣中（feo）高，有利于石灰熔化，因此吹炼前期的枪位适当低些，以防渣中（feo）过高引发泡沫喷溅。
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