3-22 造渣制度包括哪些內(nèi)容?
造渣制度是確定合適的造渣方法、渣料的種類、渣料的加入數(shù)量和時(shí)間以及加速成渣的措施。
3-23什么是單渣操作，它有什么特點(diǎn)？
單渣操作就是在吹煉過(guò)程中只造一次渣，中途不倒渣、不扒渣，直到吹煉終點(diǎn)出鋼。
入爐鐵水Si、P、S含量較低，或者鋼種對(duì)P、S要求不太嚴(yán)格，以及冶煉低碳鋼時(shí)，均可以采用單渣操作。
采用單渣操作，工藝比較簡(jiǎn)單，吹煉時(shí)間短，勞動(dòng)條件好，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。單渣操作一般脫磷效率在90％左右，脫硫效率約為30％～40％。
3-24什么是雙渣操作，它有什么特點(diǎn)？
在吹煉中途倒出或扒除約1/2～2/3爐渣，然后加入渣料重新造渣為雙渣操作。根據(jù)鐵水成分和所煉鋼種的要求，也可以多次倒渣造新渣。
在鐵水磷含量高且吹煉高碳鋼、鐵水硅含量高，為防止噴濺，或者在吹煉低錳鋼種時(shí)，為防止回錳等均可采用雙渣操作。但當(dāng)前有的轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)不能—次拉碳，多次倒?fàn)t并添加渣料補(bǔ)吹，這也是一種變相的雙渣操作；這對(duì)鋼的質(zhì)量、材料捎耗以及爐襯都十分不利。
雙渣操作脫磷效率可達(dá)95％以上，脫硫效率約60％左右。雙渣操作會(huì)延長(zhǎng)吹煉時(shí)間，增加熱量損失，降低金屬收得率，也不利于過(guò)程自動(dòng)控制，惡化勞動(dòng)條件。對(duì)煉鋼用鐵水最好采用預(yù)處理進(jìn)行三脫。
3-25什么是留渣操作，它有什么特點(diǎn)?
留渣操作就是將上爐終渣的一部分留給下?tīng)t使用。終點(diǎn)熔渣的堿度高，溫度高，并且有一定(TFe)含量，留到下一爐，有利于初期渣盡早形成，并且能提高前期去除P、S的效率，有利于保護(hù)爐襯，節(jié)省石灰用量。
采用留渣操作時(shí)，在兌鐵水前首先要加石灰或者先加廢鋼稠化冷凝熔渣，當(dāng)爐內(nèi)無(wú)液體渣時(shí)方可兌入鐵水，以避免引發(fā)噴濺。
濺渣護(hù)爐技術(shù)在某種程度上可以看作是留渣操作的特例。
3-26 石灰的加入量如何確定?
石灰的加入量是根據(jù)鐵水、廢鋼、生鐵塊中Si、P含量及爐渣堿度來(lái)確定的。
3-27 渣料的加入批量和時(shí)間應(yīng)怎樣考慮，為什么?
渣料的加入批量和時(shí)間對(duì)成渣速度有直接的影響。若在開(kāi)吹時(shí)將渣料全部一次加入爐內(nèi)，必然導(dǎo)致熔池溫度偏低，熔渣不易形成，并且還會(huì)抑制碳的氧化。所以單渣操作時(shí)，渣料一般都是分兩批加入。第一批渣料是總量的一半或一半以上，其余的第二批加入。如果需要調(diào)整熔渣或爐溫，才有所謂第三批渣料。
在正常情況下，第一批渣料是在開(kāi)吹的同時(shí)加入。第二批渣料的加入時(shí)間是在Si、Mn氧化基本結(jié)束，第一批渣料基本化好，碳焰初起時(shí)加入。
3-28 轉(zhuǎn)爐煉鋼造渣為什么要少加、不加螢石或使用螢石代用品?
螢石作為助熔劑的優(yōu)點(diǎn)是化渣快，效果明顯。但用量過(guò)多，對(duì)爐襯有侵蝕作用，對(duì)環(huán)境也有污染，有時(shí)容易形成嚴(yán)重泡沫渣而引起噴濺。另外，螢石是貴重資源，所以要盡量少用或不用。
鐵礦石、燒結(jié)礦、OG泥燒結(jié)礦都可代替螢石。由于它們又是冷卻劑，加入量要根據(jù)熔池溫度而定。有條件的也可采用貧錳礦石作助熔劑。
3-29 渣量的大小對(duì)冶煉有哪些影響，如何用錳平衡法計(jì)算渣量?
大渣量操作對(duì)冶煉的影響如下：
(1)能適當(dāng)?shù)靥岣呙摿?、脫硫效率?/p>
(2)加大了渣料消耗量；
(3)容易造成噴濺，并增加熱損失和鐵損；
(4)加劇對(duì)爐襯的沖刷蝕損，降低爐齡。
所以在保證最大限度地去除磷、硫條件下，渣量越少越好。
渣量可以用元素平衡法計(jì)算。Mn和P兩元素，從渣料及爐襯中的來(lái)源很少，其數(shù)量可以忽略不計(jì)。因而可以用Mn或P的平衡來(lái)計(jì)算渣量。
3-30 什么是少渣操作，轉(zhuǎn)爐煉鋼為什么要采用少渣操作?
在一般情況下，轉(zhuǎn)爐煉鋼渣量占金屬量的10％以上，但經(jīng)過(guò)三脫預(yù)處理的鐵水，硅、磷、硫含量都很低，轉(zhuǎn)爐煉鋼脫磷、脫硫的負(fù)荷大大減輕了，可以只承擔(dān)脫碳和升溫的任務(wù)，能夠做到少渣操作。
當(dāng)每噸金屬料中石灰加入量小于20kg/t時(shí)，每噸金屬料形成渣量小于30kg/t為少渣操作。
少渣操作的優(yōu)點(diǎn)如下：
(1)由于鐵水硅含量很低(ω[Si]≤0.15％)，為保證爐渣堿度所需的石灰加入量也可減少，降低了渣料消耗和能耗，減少了污染物的排放。
(2)轉(zhuǎn)爐中渣量少，因此氧的利用率高，終點(diǎn)氧含量低，余錳高，鐵損少，合金元素吸收率較高。
(3)減少對(duì)爐襯侵蝕，減少噴濺。
3-31 石灰渣化的機(jī)理是怎樣的?
石灰在爐內(nèi)渣化過(guò)程是通過(guò)試驗(yàn)及對(duì)未熔透石灰塊的成分分析了解的。開(kāi)吹后，各元素的氧化產(chǎn)物FeO、SiO2、MnO、Fe2O3等形成了熔渣。加入的石灰塊就浸泡在初期渣中，被這些氧化物包圍著。這些氧化物從石灰表面向其內(nèi)部滲透，并與CaO發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成一些低熔點(diǎn)的礦物，引起了石灰表面的渣化。這些反應(yīng)不僅在石灰塊的外表面進(jìn)行著，而且也在石灰氣孔的內(nèi)表面進(jìn)行聲。石灰就是這樣逐漸被渣化的。
轉(zhuǎn)爐煉鋼爐渣堿度都大于3.0，其成分點(diǎn)在CaO-FeO-SiO2三元相圖1600℃等溫截面圖上處于Ⅲ、Ⅳ區(qū)，石灰在渣化成分點(diǎn)移至Ⅱ區(qū)(液相區(qū))。MnO和Fe2O3同樣也能夠破壞2CaO•SiO2的生成。CaF2和少量MgO能夠擴(kuò)大CaO-FeO- SiO2三元相圖液相區(qū)，對(duì)成渣有利。
在吹煉前期，由于(TFe)含量高，雖然爐溫不太高，石灰也可以部分渣化；在吹煉中期，由于碳的激烈氧化，(TFe)被大量消耗，熔渣的礦物組成發(fā)生了變化，由2FeO•SiO2→CaO•FeO•SiO2→2CaO•SiO2，熔點(diǎn)升高，石灰的渣化有些停滯，出現(xiàn)返干現(xiàn)象。大約在吹煉的最后的1/3時(shí)間內(nèi)，碳氧化的高峰已過(guò)，(TFe)又有所增加，因而石灰的渣化加快了，渣量又有增加。
3-32 吹煉過(guò)程中加速石灰渣化的途徑有哪些?
根據(jù)石灰渣化的機(jī)理分析，加快石灰渣化的途徑有：
(1)改進(jìn)石灰質(zhì)量，采用軟燒活性石灰。這種石灰氣孔率高，比表面積大，可以加快石灰的渣化。
(2)適當(dāng)改變助熔劑的成分。增加MnO、CaF2和少量的MgO含量，都有利于石灰的渣化。
(3)提高開(kāi)吹溫度，石灰在初期渣中渣化速度也會(huì)加快。以廢鋼為冷卻劑時(shí)，是在開(kāi)吹前加入，前期爐溫提高較慢。如果是用鐵礦石為冷卻劑，它可以分批加入，有利于前期爐溫的提高，也有助于前期成渣。
(4)控制合適的槍位既能促進(jìn)石灰的渣化，又可避免發(fā)生噴濺，還可在碳的激烈氧化期熔渣不返干。
(5)采用合成渣可以促進(jìn)熔渣的快速形成。
3-33 泡沫渣是怎樣形成的，它對(duì)吹煉有什么影響，如何控制泡沫渣?
在吹煉過(guò)程中，由于氧流與熔池的相互作用，形成了氣—熔渣—金屬液密切混合的三相乳化液。分散在爐渣中的小氣泡的總體積，往往超過(guò)熔渣本身的體積。熔渣成為薄膜，將氣泡包住并使其隔開(kāi)，引起熔渣發(fā)泡膨脹，形成泡沫渣。正常泡沫渣的厚度經(jīng)常在1～2m乃至3m。
由于爐內(nèi)的乳化現(xiàn)象，大大發(fā)展了氣—熔渣—金屬液的界面，加快了爐內(nèi)化學(xué)反應(yīng)速度。從而達(dá)到了良好的吹煉效果。倘若控制不當(dāng)，嚴(yán)重的泡沫渣也會(huì)導(dǎo)致事故。
在吹煉初期，爐渣堿度低，并含有一定量的FeO、SiO2、P2O5等成分，主要是這些表面活性物質(zhì)穩(wěn)定了氣泡。
在吹煉中期，碳激烈氧化產(chǎn)生大量的CO氣體，由于爐渣堿度提高，形成了硅酸鹽及磷酸鹽等高熔點(diǎn)礦物，表面活性物質(zhì)減少，穩(wěn)定氣泡主要是固體懸浮微粒。此時(shí)如果能控制得當(dāng)，避免或減輕熔渣返干現(xiàn)象，就能得到合適的泡沫渣。
在吹煉后期，脫碳速度降低，只要熔渣堿度不過(guò)高，穩(wěn)定泡沫的因素就大大減弱了，一般不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的泡沫渣。
在吹煉過(guò)程中，氧壓低，槍位過(guò)高，渣中(TFe)大量增加，會(huì)促進(jìn)泡沫渣的發(fā)展，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)產(chǎn)生泡沫性噴濺或溢渣。相反，槍位過(guò)低，尤其是在碳氧化激烈的中期，(TFe)含量低，又會(huì)導(dǎo)致熔渣的返干而造成金屬噴濺。所以，只有控制得當(dāng)，才能夠保持正常的泡沫渣。
3-34 吹煉過(guò)程中為什么會(huì)出現(xiàn)熔渣“返干”現(xiàn)象?
在吹煉過(guò)程中，因氧壓高，槍位過(guò)低，尤其是在碳氧化激烈的(TFe)含量，保持正常的泡沫渣。
3-35 用輕燒白云石為調(diào)渣劑其加入量怎樣確定?
加入輕燒白云石為調(diào)渣劑，是給爐渣提供足夠數(shù)量的MgO，使其溶解度達(dá)到飽和或過(guò)飽和?？梢詼p輕初期渣對(duì)爐襯的蝕損量；終渣能夠做黏，便于掛渣和濺渣，保護(hù)爐襯利于延長(zhǎng)爐襯的使用壽命。
終點(diǎn)渣MgO含量控制范圍在8％～10％，因此輕燒白云石的加入數(shù)量也不一樣。
3-36 對(duì)輕燒白云石或菱鎂礦的加入時(shí)間如何考慮？
根據(jù)研究：當(dāng)R=0.7時(shí)，爐襯的蝕損最嚴(yán)重；在R>1.2時(shí)，爐襯的蝕損量才顯著下降。根據(jù)這個(gè)結(jié)論來(lái)看，輕燒白云石或菱鎂礦應(yīng)早加為好，以保持初期渣中ω(MgO)，≥8％，減少爐襯蝕損，加速爐渣熔化。出鋼后根據(jù)熔渣狀況和濺渣的要求，確定是否補(bǔ)加調(diào)渣劑稠渣。
3-37 轉(zhuǎn)爐煉鋼的溫度制度包括哪些內(nèi)容，它對(duì)冶煉有什么影響?
溫度制度主要是指煉鋼過(guò)程溫度控制和終點(diǎn)溫度控制。
吹煉任何鋼種，對(duì)其出鋼溫度都有要求。如果出鋼溫度過(guò)低，水口容易結(jié)瘤，鋼包易粘鋼甚至出現(xiàn)要回爐處理的事故。若出鋼溫度過(guò)高，不僅會(huì)增加鋼中夾雜物和氣體含量，影響鋼的質(zhì)量，而且還會(huì)增加鐵的燒損，降低合金元素吸收率，降低爐襯和鋼包內(nèi)襯壽命，造成連鑄坯(或鋼錠)多種缺陷甚至澆注漏鋼。沸騰鋼出鋼溫度過(guò)高時(shí)，還會(huì)引起澆注前期模內(nèi)不沸騰，后期大翻，導(dǎo)致堅(jiān)殼帶過(guò)薄等缺陷。因此，控制好終點(diǎn)溫度是頂吹轉(zhuǎn)爐吹煉工藝的重要環(huán)節(jié)之一?？刂坪脽掍撨^(guò)程溫度是確保終點(diǎn)溫度達(dá)到目標(biāo)值的關(guān)鍵。
3-38 吹煉過(guò)程中熔池?zé)崃康牟稍磁c支出各有哪些方面?
氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼的熱量來(lái)源是鐵水的物理熱和化學(xué)熱。鐵水的物理熱是指鐵水帶入的熱量，與鐵水溫度有直接關(guān)系；鐵水的化學(xué)熱就是鐵水中各元素氧化、成渣過(guò)程所放出的熱量，它與鐵水的化學(xué)成分有關(guān)。
3-39 什么叫轉(zhuǎn)爐的熱效率，如何提高熱效率?
根據(jù)轉(zhuǎn)爐初期渣堿度與爐襯蝕損量關(guān)系的研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)只從熱量的來(lái)源看，鐵水的物理熱和化學(xué)熱大約各占一半，因此鐵水的溫度與化學(xué)成分直接關(guān)系轉(zhuǎn)薩煉碉熱量的來(lái)源，所以對(duì)轉(zhuǎn)爐用鐵水的溫度和化學(xué)成分必須有一定的要求。
從熱量支出來(lái)看，鋼水的物理熱約占70％，這是一項(xiàng)主要的支出，熔渣帶走的熱量太約占10％，爐氣物理熱也約占10％，金屬鐵珠及噴濺帶走熱、爐襯及冷卻水帶走撤煙塵物理熱，生白云石及礦石分解熱，還有其他熱損失總共約占10％。指鋼水物理熱及礦石分解熱。
真正有效熱占整個(gè)熱量來(lái)源的70％左右，在熱量的利用上還有一定潛力。其中，熔渣帶走的熱量大約占10％，它與渣量的多少有關(guān)。因此在保證去除P、S的條件下，宜用最小的渣量。渣量過(guò)大不僅增加渣料的消耗，也增加熱量的損失，為此最好應(yīng)用鐵水預(yù)處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)少渣操作；同時(shí)在吹煉過(guò)程中還要盡量減少和避免噴濺；縮短冶煉周期，減少爐與爐的間隔時(shí)間等，都是減少熱損失，提高轉(zhuǎn)爐熱效率的措施。熱效率提高以后，可以多加廢鋼，或多加冷卻劑鐵礦石，以提高金屬收得率。
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