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轉(zhuǎn)爐煉鋼的溫度控制重要性
作者：admin
發(fā)布時(shí)間：24-01-30
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1、溫度對(duì)煉鋼的重要性
在冶煉鋼時(shí)，鋼的溫度是一個(gè)重要參數(shù)。溫度控制主要是過程溫度控制和終點(diǎn)溫度控制。終點(diǎn)溫度控制的好壞會(huì)直接影響到冶煉過程中的能量、合金元素的收得率、爐襯使用壽命及成品鋼的質(zhì)量等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)；而科學(xué)合理的控制熔池溫度又是調(diào)控冶金反應(yīng)進(jìn)行的方向和限度的重要工藝手段，如果適當(dāng)?shù)偷臏囟扔欣诿摿?、較高的溫度有利于碳的氧化等。概括的講，熔池溫度對(duì)煉鋼生產(chǎn)的影響主要表現(xiàn)在冶煉操作、成分控制、澆注過程和錠抷質(zhì)量等方面。
2、影響鋼液溫度的因素
在生產(chǎn)條件下影響鋼液溫度的因素很多，必須經(jīng)綜合考慮，再確定冷卻劑加入的數(shù)量。
1）鐵水成分
鐵水中Si、P是強(qiáng)發(fā)熱元素，若其含量過高時(shí)，可以增加熱量，但也會(huì)給冶煉帶來諸多問題，因此有條件應(yīng)進(jìn)行鐵水預(yù)處理脫Si、P。據(jù)30t轉(zhuǎn)爐測(cè)定，當(dāng)增加ω(si)＝0.1％時(shí)，可升高爐溫15℃。
2）鐵水溫度
鐵水溫度的高低關(guān)系到物理熱的多少，所以在其他條件不變的情況下，入爐鐵水溫度的高低影響終點(diǎn)溫度的高低。當(dāng)鐵水溫度每升高10℃，鋼水終點(diǎn)溫度可提高6℃。
3）鐵水裝入量
由于鐵水裝入量的增加或減少，均使其物理熱和化學(xué)熱有所變化，若其他條件一定的情況下，鐵水比越高，終點(diǎn)溫度也越高。30t轉(zhuǎn)爐鐵水量每增加1t，終點(diǎn)溫度可提高8℃。
4）爐齡
轉(zhuǎn)爐新爐襯溫度低、出鋼口又小，因此爐役前期終點(diǎn)溫度要比正常吹煉爐次高20~30℃，才能獲得相同的澆注溫度。所以冷卻劑用量要相應(yīng)減少。爐役后期爐襯薄，爐口大，熱損失多，所以除應(yīng)適當(dāng)減少冷卻劑用量外，還應(yīng)盡量縮短輔助時(shí)間。
5）終點(diǎn)碳含量
碳是轉(zhuǎn)爐煉鋼重要發(fā)熱元素。根據(jù)某廠的經(jīng)驗(yàn)，終點(diǎn)碳在0.24％以下時(shí)，每增減碳0.01％，則出鋼溫度也要相應(yīng)減增2~3℃，因此，吹煉低碳鋼時(shí)應(yīng)考慮這方面的影響。
6）爐與爐的間隔時(shí)間
間隔時(shí)間越長(zhǎng)，爐襯散熱越多。在一般情況下，爐與爐的間隔時(shí)間在4~10min。間隔時(shí)間在10min以內(nèi)，可以不調(diào)整冷卻劑用量：超過10min時(shí)，要相應(yīng)減少冷卻劑的用量。
另外，由于補(bǔ)爐而空爐時(shí)，根據(jù)補(bǔ)爐料的用量及空爐時(shí)間，來考慮減少冷卻利用量。據(jù)30t轉(zhuǎn)爐測(cè)定，空爐1h可降低終點(diǎn)溫度30℃。
7）槍位
如果采用低槍位操作，會(huì)使?fàn)t內(nèi)化學(xué)反應(yīng)速度加快，尤其是脫碳速度加快，供氧時(shí)間縮短，單位時(shí)間內(nèi)放出的熱量增加，熱損失相應(yīng)減少。
8）噴濺
噴濺會(huì)增加熱損失，因此對(duì)噴濺嚴(yán)重的爐次，要特別注意調(diào)整冷卻劑的用量。
9）石灰用量
石灰的冷卻效應(yīng)與廢鋼相近，石灰用量大則渣量大，造成吹煉時(shí)間長(zhǎng)，影響終點(diǎn)溫度。所以當(dāng)石灰用量過大時(shí)，要相應(yīng)減少其他冷卻劑用量。據(jù)30t轉(zhuǎn)爐測(cè)算，每多加100kg石灰降低終點(diǎn)溫度5.7℃。可根據(jù)上一爐鋼出鋼溫度的高低來調(diào)節(jié)本爐的冷卻劑用量。
3、煉鋼過程的溫度控制
在吹煉過程中，對(duì)爐況的判斷來調(diào)整溫度。吹煉前期，如果碳焰上來的早，表明溶池的溫度教高?？梢酝ㄟ^適當(dāng)提前加入二批料控制；反之，如果碳焰上來的晚，表明前期溫度低，應(yīng)該降槍提高溶池的溫度。在吹煉中期，可根據(jù)爐口火焰來判斷溶池溫度，如果溫度過高，應(yīng)加入礦石來進(jìn)行調(diào)整。
通過計(jì)算和調(diào)整結(jié)果加入冷卻劑，基本上可保證終點(diǎn)時(shí)鋼液的溫度達(dá)到出鋼所需要的溫度。不過，吹煉過程中還應(yīng)仔細(xì)觀察爐況，準(zhǔn)確判斷爐內(nèi)溫度的高低，并采取相應(yīng)的措施，如增減冷卻劑的用量、調(diào)整槍位等進(jìn)行調(diào)整 ，以滿足爐內(nèi)各個(gè)時(shí)期冶金反應(yīng)的需要，同時(shí)準(zhǔn)確控制終點(diǎn)時(shí)的溫度。
（1）吹煉初期
如果碳火焰上來的早（之前是硅、錳氧化的火焰，顏色發(fā)紅），表明爐內(nèi)溫度已較高，頭批渣料也已化好，可適當(dāng)?shù)奶崆凹尤攵希环粗?，若碳火焰遲遲上不來，說明開吹以來溫度一直偏低，則應(yīng)適當(dāng)壓槍，加強(qiáng)各元素的氧化，提高熔池的溫度，而后再加二批渣料。
（2）吹煉中期
通常是根據(jù)爐口火焰的亮度及冷卻水（氧槍進(jìn)、退的水）的溫度來判斷爐內(nèi)溫度的高低，若熔池溫度偏高，可再加少量礦石，反之，應(yīng)壓槍提溫。
如果吹煉過程中發(fā)生噴濺，會(huì)損失大量的熱量，應(yīng)視噴濺的程度適當(dāng)減少礦石的用量，必要時(shí)需加入提溫劑提溫。
（3）吹煉末期
接近終點(diǎn)（根據(jù)耗氧量及吹氧時(shí)間判斷）時(shí)，停吹測(cè)溫，并進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整操作，使鋼液溫度進(jìn)入鋼種要求的出鋼溫度范圍。若溫度偏高，可加適量的石灰或生白云石進(jìn)行降溫。
4、溫度對(duì)澆注操作和錠坯質(zhì)量的影響
對(duì)澆注操作和錠坯質(zhì)量產(chǎn)生影響的主要是氧化終點(diǎn)溫度，亦即轉(zhuǎn)爐煉鋼法的出鋼溫度。
出鋼溫度過高，不僅增加冶煉中的能量消耗，而且在出鋼和澆注過程中鋼水極易吸收氣體，二次氧化嚴(yán)重，并對(duì)鋼包和澆注系統(tǒng)的耐火材料侵蝕加劇，從而增加外來夾雜物；同時(shí)，增加爐后連鑄前的調(diào)溫時(shí)間等。
若出鋼溫度低，將被迫縮短鎮(zhèn)靜時(shí)間，鋼中夾雜物不能充分上浮，影響鋼的內(nèi)在質(zhì)量；嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致澆注溫度過低，造成鋼壞質(zhì)量問題，甚至發(fā)生鋼包冷鋼結(jié)底、水口粘結(jié)等澆注事故，使整爐鋼報(bào)廢。
5、溫度對(duì)成分控制的影響
煉鋼生產(chǎn)中，如果成品鋼的化學(xué)成分不合格，輕者被迫改鋼號(hào)，嚴(yán)重時(shí)將直接判廢。造成成分不合格的因素很多，但溫度條件是主要因素之一。溫度對(duì)成分控制的影響主要體現(xiàn)在以下三方面：
（１）影響合金元素的收得率。溫度不同，合金元素的收得率也不同。例如。較高的溫度下加入易氧化元素鋁、鈦、硼時(shí)，它們的燒損很大，收得率低；如果熔池溫度低，對(duì)于一些熔點(diǎn)高、密度大的元素鎢、鉬等合金，有可能未能完全熔化而沉積爐底，同樣造成收得率下降，這些都將影響鋼液成分控制的準(zhǔn)確性。
（２）影響有害元素磷、硫的去除。溫度過高時(shí)，脫磷的熱力學(xué)條件差，不僅不能脫磷，反而可能造成回磷；溫度過低時(shí)，則會(huì)惡化脫磷和脫硫的動(dòng)力學(xué)條件，這些都是易導(dǎo)致成品鋼的硫、磷含量出格。
（３）影響熔池內(nèi)元素氧化的次序。通常情況下，較高的溫度下吹氧時(shí)有利于脫碳而會(huì)抑制磷的去除；反之，若溫度過低，鉻、釩將先于碳氧化；反之，較高的溫度下吹氧時(shí)，碳先優(yōu)于鉻、釩氧化。
6、溫度對(duì)冶煉操作的影響
合適的溫度是熔池中所有煉鋼反應(yīng)的首要條件，所以溫度會(huì)對(duì)冶煉操作產(chǎn)生直接的影響。
轉(zhuǎn)爐的開新爐操作，要求快速升溫以燒結(jié)爐襯，如果操作不當(dāng)，升溫緩慢，不僅冶煉時(shí)間長(zhǎng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)因爐襯崩裂而影響冶煉操作的正常進(jìn)行；轉(zhuǎn)爐吹煉過程中，由于元素氧化放熱，會(huì)導(dǎo)致爐內(nèi)升溫過快而影響脫磷操作，如果加入大量的冷卻劑降溫，又易造成噴濺。
電弧爐冶煉時(shí)，溫度的控制貫穿于整個(gè)熔煉期，但氧化末期扒渣溫度的控制尤為重要。由于還原期渣面平靜，弧光外露使熔池升溫不易且代價(jià)頗高，所以扒渣溫度的高低決定了還原期的溫度。如果還原期溫度過高，易導(dǎo)致鋼液脫氧不良、白渣不穩(wěn)定且容易變黃，而且爐渣稀、鋼液吸氣嚴(yán)重；同時(shí)，爐襯侵蝕加劇，既影響爐齡又容易增加外來及雜物。溫度太低時(shí)，爐渣流動(dòng)性差，鋼、渣間的脫氧、脫硫等物化反應(yīng)不能正常進(jìn)行，鋼中的夾雜物不易上??；同時(shí)，為了把溫度調(diào)整到出鋼溫度，必須將造成還原期大功率送電，而還原期后升溫不僅會(huì)使熔池溫度不均勻，即上層溫度高，下層溫度低，而且會(huì)嚴(yán)重?fù)p壞爐墻、爐蓋，并延長(zhǎng)冶煉時(shí)間。
在真空精煉過程中，如果鋼水溫度過高，在低壓條件下，耐火材料中氧化物的穩(wěn)定性減弱，爐襯極易受鋼液和爐渣侵蝕，從而影響精煉操作。
7、出鋼溫度的確定
無論哪一種煉鋼方法、采用何種冶煉工藝，其溫度控制的任務(wù)之一是保證冶煉結(jié)束時(shí)鋼液的溫度達(dá)到鋼種要求的溫度。而出鋼溫度的高低，取決于鋼的熔點(diǎn)、澆注所需的過熱度及出鋼和澆注過程中鋼液的溫度降低值：
Ｔ出＝ｔ熔＋△ｔ過熱＋△ｔ降
8、熔池溫度的測(cè)量
冶煉過程中，應(yīng)適測(cè)量熔池溫度并進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，使之滿足爐內(nèi)反應(yīng)的需要。因此，準(zhǔn)確測(cè)量熔池的溫度是進(jìn)行溫度控制的必要條件。
測(cè)量熔池溫度的方法很多，大致可分為儀表測(cè)溫和目測(cè)估溫兩大類。
9、終點(diǎn)溫度的控制
控制終點(diǎn)溫度的辦法是加入一定數(shù)量的冷卻劑，消耗吹煉中產(chǎn)生的富余熱量，使得吹煉過程達(dá)到終點(diǎn)時(shí)鋼液的溫度正好達(dá)到出鋼要求的溫度范圍。
終點(diǎn)鋼水溫度主要根據(jù)以下原則確定：
(1)所煉鋼種的凝固溫度。而凝固溫度是根據(jù)鋼種的化學(xué)成分而定。
(2)合適的澆注溫度。一般要求開澆溫度應(yīng)高出鋼種凝固溫度50~100℃，小爐子偏上限，大爐子偏下限。
(3)出鋼過程中、鋼水在盛鋼桶內(nèi)鎮(zhèn)靜直至澆注時(shí)鋼水的降溫?cái)?shù)。這些數(shù)值主要是根據(jù)各廠的生產(chǎn)條件和經(jīng)驗(yàn)確定的。一般講與出鋼時(shí)間、鎮(zhèn)能時(shí)間、盛鋼捅的大小和新舊程度及烘烤溫度等因素有關(guān)。
(4)所澆鋼錠錠型的大小。若澆小鋼錠，出鋼溫度要偏高些。
(5)澆注方法。模注或連鑄，上注或下注，出鋼溫度都有不同。
10、總結(jié)
對(duì)于轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝來說，溫度就是生命，溫度不僅是煉鋼過程的基礎(chǔ)，更是獲得良好鑄壞質(zhì)量的基礎(chǔ)。轉(zhuǎn)爐煉鋼系統(tǒng)溫度控制水平的高低關(guān)系到鋼鐵鋼鐵料的消耗、合金料消耗、耐火材料消耗等多項(xiàng)指標(biāo)的好壞，直接決定煉鋼成本的高低。低溫均衡有效的系統(tǒng)溫度控制對(duì)保證生產(chǎn)順行、提高產(chǎn)品質(zhì)量具有重大意義。
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