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氧氣轉爐煉鋼脫碳工藝的判斷
  發(fā)布時間:2017年09月11日 點擊數(shù):

A 看火焰

  轉爐開吹后,熔池中碳不斷的被氧化,金屬液中的碳含量不斷降低。碳氧化時,生成大量的CO氣體,高溫的CO氣體,從爐口排出時,與周圍的空氣相遇,立即氧化燃燒,形成了火焰。爐口火焰的顏色、亮度、形狀、長度是熔池溫度及單位時間內CO排出量的標志,也是熔池中脫碳速度的量度。

  在一爐鋼的吹煉過程中,脫碳速度的變化是有規(guī)律的。所以能夠從火焰的外觀來判斷爐內的碳含量。

  在吹煉前期熔池溫度較低,碳氧化得少,所以爐口火焰短,顏色呈暗紅色,吹煉中期碳開始激烈氧化,生成CO量大,火焰白亮,長度增加,也顯得有力。這時對碳含量進行準確的估計是困難的。當碳進一步降低到0.20%左右時,由于脫碳速度明顯減慢,CO氣體顯著減少。這時火焰要收縮、發(fā)軟、打晃,看起來火焰也稀薄些。煉鋼工根據(jù)自己的具體體會就可以掌握住拉碳時機。

  生產中有許多因素影響我們觀察火焰和做出正確的判斷。主要有如下幾方面。

  (1) 溫度。 溫度高時,碳氧化速度較快,火焰明亮有力??雌饋砗孟裉歼€很高,實際上已經(jīng)不太高了,要防止拉碳偏低;溫度低時,碳氧化速度緩慢,火焰收縮較早。另外由于溫度低,鋼水流動性不夠好,熔池成分不易均勻,看上去碳好像不太高了,但實際上還較高,要防止拉碳偏高。

  (2) 爐齡。 爐役前期爐膛小,氧氣流股對熔池的攪拌力強,化學反應速度快,并且爐口小,火焰顯得有力,要防止拉碳偏低。爐役后期爐膛大,攪拌力減弱了,同時爐口變大,火焰顯得軟,要防止拉碳偏高。

  (3) 槍位和氧壓。 槍位低或氧壓高,碳的氧化速度快,爐口火焰有力,此時要防止拉碳偏低;反之,槍位高或氧壓低,火焰相對軟些,拉碳容易偏高。

(4) 爐渣情況。 爐渣化得好,能均勻覆蓋在鋼水面上,氣體排出有阻力,因此火焰發(fā)軟;若爐渣沒化好,或者有結團,不能很好的覆蓋鋼水液面,氣體排出時阻力小,火焰有力。渣量大時氣體排出時阻力也大,火焰發(fā)軟。

  (5) 爐口粘鋼量。 爐口粘鋼時,爐口變小,火焰顯得硬,要防止拉碳偏低;反之,要防止拉碳偏高。

  (6) 氧槍情況。 噴嘴蝕損后,氧流速度降低,脫碳速度減慢,要防止拉碳偏高。

  總之,在判斷火焰時,要根據(jù)各種影響因素綜合考慮,才能準確判斷終點碳含量。

B 看火花

  從爐口被爐氣帶出的金屬小粒,遇到空氣后被氧化,其中碳氧化生成CO氣體,由于體積膨脹,把金屬粒爆裂成若干碎片。碳含量越高(ω[C]>1.0%)爆裂程度越大,表現(xiàn)為火球狀和羽毛狀,彈跳有力。隨碳含量的不斷降低依次爆裂成多叉、三叉、二叉的火花,彈跳力逐漸減弱。當碳很低([c]<0.10%)時,火花幾乎消失,跳出來的均是小火星和流線。只有當稍有噴濺帶出金屬才能觀察到火花,否則無法判斷。煉鋼工判斷終點時,在觀察火焰的同時,可以結合爐口噴出的火花情況綜合判斷。

C 取鋼樣

  在正常吹煉條件下,吹煉終點拉碳后取鋼樣,將樣勺表面的覆蓋渣撥開,根據(jù)鋼水沸騰情況可判斷終點碳含量。

  [C]=0.3%~0.4%:鋼水沸騰,火花分叉較多且碳花密集,彈跳有力,射程較遠。

  [C]=0.18%~0.25%:火花分叉較清晰,一般分4~5叉,彈跳有力,弧度較大。

  [C]=0.12%~0.16%:碳花較稀,分叉明晰可辨,分3~4叉,落地呈“雞爪”狀,跳出的碳花弧度較小。多呈直線狀。

  [C]<0.10%:碳花彈跳無力,基本不分叉,呈球狀顆粒。

  [C]再低,火花呈麥芒狀,短而無力,隨風飄搖。

  同樣,由于鋼水的凝固和在這過程中的碳氧反應,造成凝固后鋼樣表面出現(xiàn)毛刺,根據(jù)毛刺的多少可以憑經(jīng)驗判斷碳含量。

        以火花判斷碳含量時,必須與鋼水溫度結合起來,如果鋼水溫度高,在同樣碳含量條件下,火花分叉比溫度低時多。因此在爐溫較高時,估計的碳含量可能高于實際碳含量。情況相反時,判斷碳含量會比實際值偏低些。

  人工判斷終點取樣應注意:樣勺要烘烤,粘渣均勻,鋼水必須有渣覆蓋,取樣部位要有代表性,以便準確判斷碳。 

D 結晶定碳

  終點鋼水中的主要元素是Fe與C,碳含量高低影響著鋼水的凝固溫度,反之,根據(jù)凝固溫度不同也可以判斷碳含量。如果在鋼水凝固的過程中連續(xù)地測定鋼水溫度,當?shù)竭_凝固點時,由于凝固潛熱補充了鋼水降溫散發(fā)的熱量,所以溫度隨時間變化的曲線出現(xiàn)了一個水平段,這個水平段所處的溫度就是鋼水的凝固溫度,根據(jù)凝固溫度可以反推出鋼水的碳含量。因此吹煉中、高碳鋼時終點控制采用高拉補吹,就可使用結晶定碳來確定碳含量。

E 其他判斷方法

  當噴嘴結構尺寸一定時,采用恒壓變槍操作,單位時間內的供氧量是一定的。在裝入量、冷卻劑加入量和吹煉鋼種等條件都沒什么變化時,吹煉1t金屬所需要的氧氣量也是一定的,因此吹煉一爐鋼的供氧時間和氧耗量變化也不大。這樣就可以根據(jù)上幾爐的供氧時間和氧耗量,作為本爐拉碳的參考。當然,每爐鋼的情況不可能完全相同,如果生產條件有變化,其參考價值就要降低。即使是生產條件完全相同的相鄰爐次,也要與看火焰、火花等辦法結合起來綜合判斷。

隨著科學技術的進步,應用紅外、光譜等成分快速測定手段,可以驗證經(jīng)驗判斷碳的準確性。

來源:鋼鐵技術網(wǎng)

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