噴濺

噴濺

噴濺是轉爐生產過程中難以避免的,不僅干擾了轉爐的正常生產操作,而且噴濺帶出物含有大量的金屬,減小了出鋼量,增加了鋼鐵料消耗。轉爐冶煉的前、中、後期如過操作不當均會出現噴濺。噴濺的發生除了碳氧反應產生的瞬時氣體流量影響外,液相渣量的增大和爐渣表面張力的降低也是誘發噴濺的重要原因。渣中氧化鐵含量過高,既增加液相渣量,又降低爐渣表面張力,是轉爐冶煉低磷鐵水時發生噴濺的最重要的原因。

噴濺是轉爐生產過程中難以避免的,
噴濺噴濺造成的後果
不僅干擾了轉爐的正常生產操作,而且噴濺帶出物含有大量的金屬,減小了出鋼量,增加了鋼鐵料消耗。轉爐冶煉的前、中、後期如過操作不當均會出現噴濺。

轉爐噴濺影響因素

轉爐渣中FeO含量對轉爐噴濺具有重要影響。低磷鐵水的轉爐渣可以根據FeO—SiO2—CaO系二元相因來計算爐渣的液、固相比率,若固定CaO/SiO2的比率,可計算出1400℃下不同FeO含量的渣中液相物質所,片比率。也可以固定FeO含量,計算不同鹼度下爐渣液相所,片比率。隨FeO含量的增加,無論高鹼度還是低鹼度,爐渣液相比率都明顯上升;而對應某一固定FeO含量的渣系中,當R>2.5時,鹼度對液相比率的影響不大。可見FeO是影響爐渣液相比率的主要因素。噴濺的發生除了碳氧反應產生的瞬時氣體流量影響外,液相渣量的增大和爐渣表面張力的降低也是誘發噴濺的重要原因。渣中氧化鐵含量過高,既增加液相渣量,又降低爐渣表面張力,是轉爐冶煉低磷鐵水時發生噴濺的最重要的原因。

噴濺產生的原因

(1)吹煉前期 頂吹氧氣轉爐煉鋼中,氧氣流股先與鐵發生反應,生成的氧化鐵再和其他雜質按親和力大小順序進行反應。如果一次反應速度大於二次反應,那么渣中氧化鐵積累,相反則渣中氧化鐵含量降低。開吹2min、3min後,Si、Mn等元素的氧化反應己接近尾聲,此時氧化鐵的積累與消耗取決於C—O反應速度。溫度越高,C—O反應驅動力越大,渣中氧化鐵不易累計,反之則易累計。因此,前期溫度偏低,C—O反應滯後,渣中積累氧化鐵。當熔池溫度升高到C—O反應所需要的溫度時,C開始強烈氧化,渣中積累的(FeO)給C—O反應提供了一個很大的附加供氧量,瞬間反應產生的氣體流量猛增,而此時爐渣的鹼度較低,很容易造成前期低溫噴濺。 槍位較低時,氧氣流股穿透深,具有較強的攪拌作用,生成的(FeO)容易與其他液相元素髮生反應,且深吹流股在熔池內部產生氣泡,形成了大量的C—O反應的成核點,促進了前期C—O反應的進行,因此,槍位較低時不利於渣中FeO的積累。所以前期降低槍位能在一定程度上抑制前期低溫噴濺。從生產實踐中看,前期溫度偏低是造成前期低溫噴濺的主要原因,槍位對前期噴濺也有一定影響。 (2)吹煉中期 中期噴濺的發生有兩種情況:一種是槍位長時間過高造成渣中(FeO)積累過多;一種是返乾後調整過頭產生噴濺。 ①轉爐吹煉中期,氧氣流股淹沒在乳化渣中,氧氣的供給為混合供氧。其中,氧氣流股與乳化進入渣中的鋼水液滴直接反應為直接供氧,氧氣流股發性噴濺。通過氧化爐渣供氧為間接供氧。由於間接供氧擴散阻力較大,有利於氧化鐵的積累。中期吹煉時,由於鋼水液滴的比重比爐渣大,因此乳化液的下部鋼水液滴的密度高,上部低。槍位高,則間接供氧比例大,渣中(FeO)易積累,當槍位長時間偏高,渣中(FeO)積累到一定程度時,就會產生持續的噴濺。 ②渣返乾後,鋼水液面裸露在氧氣流股下,由於劇烈劇烈的C—O反應,鋼水液面上漲,槍位不夠高時,仍然是直接氧化,渣中(FeO)無法累積,只有吊槍至足夠高度,氧氣流股不能直接接觸鋼液從而發生以下反應:O2+2CO=2CO2CO2+Fe=FO+CO由於反應CO2+Fe=FeO+CO是強吸熱反應,使鋼液局部降溫,抑制了C—O反應,此時渣中(FeO)才開始積累,隨著(FeO)增加,熔渣中高熔點物質的熔點降低融化,如果降槍不及時就會引起爆發性噴濺。 (3)吹煉後期 後期的噴濺基本上都是錯誤的操作引起的,如溫度過高時加入含氧化鐵的冷卻劑,致使產生爆發性噴濺等。

防範措施

(1)轉爐冶煉低磷鐵水,渣中(FeO)過高是引起噴濺的主要原因。 (2)轉爐煉鋼前期噴濺主要原因是前期溫度過低,並與槍位有一定關係。 (3)轉爐煉鋼中期返乾後噴濺是由於吊槍操作後降槍幅度不夠或不及時造成的。具體防範措施:(1)高爐冶煉過程中,爐前操作的主要任務是及時而又安全地放盡爐渣和生鐵,如果鐵口維護不好,就會發生鐵口堵不上,鐵水噴濺等事故。

(2)出鐵時,鐵口不能有潮泥,如果帶潮泥出鐵,會造成鐵口大噴,燙傷人員,鐵口也會崩塌,造成維護鐵口的困難,所以出鐵前應該把潮泥烘乾。
(3)如果發生爐缸燒穿事故時,爐內鐵水將從燒穿處流出,如果爐基附近的地面存有積水時,鐵水流過就會發生爆炸,因此,必須經過清除平台積水和垃圾,保持爐前地面乾燥清潔。

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