簡介
供氧工藝參數是轉爐煉鋼的重要參數，包括供氧壓力抄、供氧強度、噴頭結構和氧槍高度控制等自，它影響著鋼水的攪拌程度、脫碳速度互、升溫速度、造渣速度動、渣中TFe含量及磷分配比、氧氣消耗等，並對轉爐冶煉的平穩進行有重要作用。提高供氧強度能加快脫碳速度，縮短每爐鋼的供氧時間，減少氧氣消耗，降低噸鋼成本，提高產能，使轉爐冶煉與連鑄澆鑄相匹配，最大限度地發揮高拉速連鑄的作用。在提高供氧強度的同時，需考慮管道壓力損失，重新確定合適的氧槍槍體直徑、噴頭喉口直徑、噴孔夾角、噴孔數目、噴孔布置、馬赫數、氧槍冷卻水流量、滯止壓力等參數，以穩定操作，保證冶煉效果 。
供氧強度的確定
供氧強度是轉爐煉鋼過程中單位時間內向熔池中每1噸鋼水(或鋼鐵料)的供氧量。為確定供氧強度，需先求出每噸鋼鐵料的用氧量。按化學反應求出每噸鋼鐵料中碳、矽、錳、磷、鐵的氧化需氧量，然後再根據氧氣的純度和氧氣利用率進行修正，最後扣除冶煉過程加入的鐵礦石或氧化鐵皮帶入的氧，即得出每噸鋼鐵料的實際用氧量。
供氧強度大小的選擇主要取決於轉爐的噴濺情況，同時還應考慮原料狀況、冶煉鋼種、爐容比、轉爐排煙能力等條件。通常應在基本上不產生噴濺的情況下使用較大的供氧強度。提高供氧強度可以成比例地縮短轉爐吹氧時間。
自1997年以來，鋼鐵研究總院與各大鋼廠合作，在提高轉爐供氧強度方面進行了深入研究。
我國中、小型轉爐供氧強度平均為3.75m³/(min· t)，大、中型轉爐的供氧強度在2.6 ～ 3.6m³/(min· t)。
提高供氧強度對轉爐冶煉的影響
1 氧氣射流與熔池的作用
氧射流衝擊到熔池液面上，當這個衝擊力大於維持液面靜平衡狀態的爐內壓力時，就會把鋼水擠開而形成凹坑。氧射流對熔池攪拌作用的強弱和均勻程度用凹坑深度(衝擊深度)和凹坑面積(衝擊面積)來衡量。衝擊深度取決於氧射流衝擊液面時的速度和密度。
在轉爐裝入量不變的情況下，提高供氧強度意味著氧氣流量的增加。對於相同噴孔數目、相同尺寸的氧槍噴頭，在同一槍位下，氧流量的增加使得氧射流(滯止點處)中心軸線上的速度增加，從而加大了射流對熔池的衝擊深度。對於噴孔數目不同的氧槍噴頭，在相同槍位、相同總噴出量時，噴孔數目的增加會使中心流股的衰減速度加快，射程變短，從而減小射流衝擊力，降低對熔池的衝擊深度。
另外，提高供氧強度能增加氧射流對熔池的攪拌能量，縮短熔池混勻時間，增強吹煉過程中渣鋼之間的乳化過程 ，改善熔池反應動力學條件，使得煉鋼反應更接近於平衡狀態，降低吹煉終點碳氧積，提高鋼水質量。
2 脫碳速度
轉爐內鋼水氧化反應速度幾乎和供氧量成正比例增加。在相同的供氧強度下，前期的脫碳速度主要與鐵水矽含量和鐵水溫度有關，鐵水矽含量和鐵水溫度越高，脫碳速度就越快;中期的脫碳速度差別不大。提高供氧強度一方面會使矽、錳的氧化加速，熔池溫度得以迅速提升，使得脫碳反應提前並加快，吹氧時間減少。另一方面，碳氧激烈反應產生大量CO氣泡，使渣被乳化成為高度彌散系統，吹煉反應達到非常迅猛的程度，脫碳速率和升溫速度大幅升高。在脫碳期，脫碳速率達到最高且不隨時間變化，這時供氧是脫碳的限制性環節，只要增大供氧強度，脫碳就可以加速。由於供氧強度的提高，吹煉過程中會出現渣液面上漲，增加了噴濺的可能性，但只要保證脫碳反應能平穩進行，尤其是對於冶煉含磷鋼種，如耐候鋼，由於過程渣量少，吹煉過程就能保持穩定。
3 成渣速度及脫磷、脫硫效果
國內很多鋼廠還未採用轉爐雙聯法脫磷煉鋼工藝，因此轉爐承擔著脫碳、脫磷、脫硫的任務，特別是冶煉中磷鐵水，轉爐的脫磷任務更重，因此要確定合適的造渣制度，快速成渣。提高供氧強度後，一方面單位時間內供氧量增加，另一方面對熔池的衝擊深度提高、攪拌條件改善，從熱力學和動力學角度看，都有利於矽、錳氧化反應向右邊進行，從而使得矽、錳氧化和熔池升溫速度加快，有助於石灰等造渣料的熔解和傳質，減少渣中未熔石灰，快速形成具有適當的鹼度、過熱度、氧化性和流動性的爐渣，促進渣—鋼之間的反應，從而具備良好的脫磷、脫硫能力。
對於40t轉爐，在提高供氧強度後，吹氧3min時爐渣鹼度可以達到1.5 ～ 2.0，在CaO-SiO2 -FeO三元相圖中，已進入矽酸二鈣飽和區，爐渣岩相組成中2CaO· SiO2 可達50%，鎂橄欖石(Ca3MgSi2O4)30%～ 35%，RO相約為10%，TFe大於10%。吹煉中期，爐渣鹼度上升到2.55，渣中氧化鐵含量適當，爐渣仍具有較好的流動性。吹煉末期，爐渣鹼度上升到3.35，爐渣在三元相圖中進入矽酸三鈣區域，礦物組織主要是2CaO· SiO2 (30% ～ 35%)，3CaO·SiO2(35% ～ 40%)，RO相(15%左右)。這表明，提高供氧強度後，成渣速度加快，冶煉全程爐渣能保持較高的鹼度和流動性，具有較強的脫磷、脫硫能力。
梅鋼也對供氧強度提高后的脫磷效果進行過研究。冶煉含磷耐候鋼時，供氧強度調整前，轉爐終點磷含量均值為0.087 8%，供氧強度調整後，終點磷含量均值為0.088 8%，從中可以看出，對於冶煉含磷耐候鋼而言，供氧強度的提高對於終點磷含量的影響不大。
4 熔池升溫速度
由於提高供氧強度後，Si、Mn、C等元素的氧化反應加快，使得熔池升溫速度發生變化，因此會對冷卻劑的加入時機和轉爐的平穩冶煉產生影響。
全爐吹煉過程中平均升溫速度為34.6℃ /min，普通供氧強度的升溫速度為25 ～ 30℃ /min。在高供氧強度吹煉時鋼水過熱度仍處於正常範圍。升溫速度的提高有利於化渣、廢鋼熔化和加速熔池化學反應。
5 氧氣消耗
供氧強度的提高使得熔池升溫速度和化學反應速度加快，對熔池的攪拌能力增強，有利於提高氧氣的利用率。梅鋼煉鋼廠把氧氣流量從30 000m³/h增加到31 500m³/h後，氧氣消耗量平均每爐減少93.94m³。
6 對爐齡的影響
在高供氧強度吹煉時，轉爐吹煉時間縮短，熱效率提高，減少渣、鋼對爐襯的侵蝕。另外，供氧強度的提高使得起渣早、渣化得透，改善了造渣條件，也有利於提高爐齡 。
總結
(1)提高供氧強度，能縮短吹煉時間，增加轉爐鋼產量。
(2)提高供氧強度會對轉爐的冶煉過程產生影響。高供氧強度吹煉時，能強化氧射流與熔池的作用，加快脫碳速度、成渣速度和熔池升溫速度，減少氧氣消耗。
(3)冶煉含磷耐候鋼時，供氧強度的提高對於終點磷含量的控制影響不大 。
