氧气转炉炼钢脱碳工艺的判断
  发布时间:2017年09月11日 点击数:

A 看火焰

  转炉开吹后,熔池中碳不断的被氧化,金属液中的碳含量不断降低。碳氧化时,生成大量的CO气体,高温的CO气体,从炉口排出时,与周围的空气相遇,立即氧化燃烧,形成了火焰。炉口火焰的颜色、亮度、形状、长度是熔池温度及单位时间内CO排出量的标志,也是熔池中脱碳速度的量度。

  在一炉钢的吹炼过程中,脱碳速度的变化是有规律的。所以能够从火焰的外观来判断炉内的碳含量。

  在吹炼前期熔池温度较低,碳氧化得少,所以炉口火焰短,颜色呈暗红色,吹炼中期碳开始激烈氧化,生成CO量大,火焰白亮,长度增加,也显得有力。这时对碳含量进行准确的估计是困难的。当碳进一步降低到0.20%左右时,由于脱碳速度明显减慢,CO气体显著减少。这时火焰要收缩、发软、打晃,看起来火焰也稀薄些。炼钢工根据自己的具体体会就可以掌握住拉碳时机。

  生产中有许多因素影响我们观察火焰和做出正确的判断。主要有如下几方面。

  (1) 温度。 温度高时,碳氧化速度较快,火焰明亮有力。看起来好像碳还很高,实际上已经不太高了,要防止拉碳偏低;温度低时,碳氧化速度缓慢,火焰收缩较早。另外由于温度低,钢水流动性不够好,熔池成分不易均匀,看上去碳好像不太高了,但实际上还较高,要防止拉碳偏高。

  (2) 炉龄。 炉役前期炉膛小,氧气流股对熔池的搅拌力强,化学反应速度快,并且炉口小,火焰显得有力,要防止拉碳偏低。炉役后期炉膛大,搅拌力减弱了,同时炉口变大,火焰显得软,要防止拉碳偏高。

  (3) 枪位和氧压。 枪位低或氧压高,碳的氧化速度快,炉口火焰有力,此时要防止拉碳偏低;反之,枪位高或氧压低,火焰相对软些,拉碳容易偏高。

(4) 炉渣情况。 炉渣化得好,能均匀覆盖在钢水面上,气体排出有阻力,因此火焰发软;若炉渣没化好,或者有结团,不能很好的覆盖钢水液面,气体排出时阻力小,火焰有力。渣量大时气体排出时阻力也大,火焰发软。

  (5) 炉口粘钢量。 炉口粘钢时,炉口变小,火焰显得硬,要防止拉碳偏低;反之,要防止拉碳偏高。

  (6) 氧枪情况。 喷嘴蚀损后,氧流速度降低,脱碳速度减慢,要防止拉碳偏高。

  总之,在判断火焰时,要根据各种影响因素综合考虑,才能准确判断终点碳含量。

B 看火花

  从炉口被炉气带出的金属小粒,遇到空气后被氧化,其中碳氧化生成CO气体,由于体积膨胀,把金属粒爆裂成若干碎片。碳含量越高(ω[C]>1.0%)爆裂程度越大,表现为火球状和羽毛状,弹跳有力。随碳含量的不断降低依次爆裂成多叉、三叉、二叉的火花,弹跳力逐渐减弱。当碳很低([c]<0.10%)时,火花几乎消失,跳出来的均是小火星和流线。只有当稍有喷溅带出金属才能观察到火花,否则无法判断。炼钢工判断终点时,在观察火焰的同时,可以结合炉口喷出的火花情况综合判断。

C 取钢样

  在正常吹炼条件下,吹炼终点拉碳后取钢样,将样勺表面的覆盖渣拨开,根据钢水沸腾情况可判断终点碳含量。

  [C]=0.3%~0.4%:钢水沸腾,火花分叉较多且碳花密集,弹跳有力,射程较远。

  [C]=0.18%~0.25%:火花分叉较清晰,一般分4~5叉,弹跳有力,弧度较大。

  [C]=0.12%~0.16%:碳花较稀,分叉明晰可辨,分3~4叉,落地呈“鸡爪”状,跳出的碳花弧度较小。多呈直线状。

  [C]<0.10%:碳花弹跳无力,基本不分叉,呈球状颗粒。

  [C]再低,火花呈麦芒状,短而无力,随风飘摇。

  同样,由于钢水的凝固和在这过程中的碳氧反应,造成凝固后钢样表面出现毛刺,根据毛刺的多少可以凭经验判断碳含量。

        以火花判断碳含量时,必须与钢水温度结合起来,如果钢水温度高,在同样碳含量条件下,火花分叉比温度低时多。因此在炉温较高时,估计的碳含量可能高于实际碳含量。情况相反时,判断碳含量会比实际值偏低些。

  人工判断终点取样应注意:样勺要烘烤,粘渣均匀,钢水必须有渣覆盖,取样部位要有代表性,以便准确判断碳。 

D 结晶定碳

  终点钢水中的主要元素是Fe与C,碳含量高低影响着钢水的凝固温度,反之,根据凝固温度不同也可以判断碳含量。如果在钢水凝固的过程中连续地测定钢水温度,当到达凝固点时,由于凝固潜热补充了钢水降温散发的热量,所以温度随时间变化的曲线出现了一个水平段,这个水平段所处的温度就是钢水的凝固温度,根据凝固温度可以反推出钢水的碳含量。因此吹炼中、高碳钢时终点控制采用高拉补吹,就可使用结晶定碳来确定碳含量。

E 其他判断方法

  当喷嘴结构尺寸一定时,采用恒压变枪操作,单位时间内的供氧量是一定的。在装入量、冷却剂加入量和吹炼钢种等条件都没什么变化时,吹炼1t金属所需要的氧气量也是一定的,因此吹炼一炉钢的供氧时间和氧耗量变化也不大。这样就可以根据上几炉的供氧时间和氧耗量,作为本炉拉碳的参考。当然,每炉钢的情况不可能完全相同,如果生产条件有变化,其参考价值就要降低。即使是生产条件完全相同的相邻炉次,也要与看火焰、火花等办法结合起来综合判断。

随着科学技术的进步,应用红外、光谱等成分快速测定手段,可以验证经验判断碳的准确性。

来源:钢铁技术网

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