後吹

後吹

後吹是指轉爐煉鋼時吹煉到鋼水含碳量≤0.08%、脫碳速率顯著減小後仍繼續吹氧冶煉的一種不當的操作。該詞來源於托馬斯煉鋼法的後吹期。這種操作使鋼中氧、氮含量和渣中氧化鐵大量增加。從而惡化鋼的品質,增加鋼鐵料損耗,而且嚴重損毀爐襯,有時還導致爆炸性噴濺。故對後吹這種不當操作,需採取有效措施予以避免。

基本介紹

  • 中文名:後吹
  • 外文名:afterblow
  • 鋼水含碳量:≤0.08%
  • 脫碳速率:馬斯煉鋼法的後吹期
  • FeO含量:很低
  • 學科:冶金
簡介,後吹的起因,後吹的危害性,消滅後吹的途徑,

簡介

轉爐煉鋼時吹煉到鋼水含量≤0.08%、脫碳速率顯著減小後仍繼續吹氧冶煉的一種不當的操作。後吹一詞來源托馬斯煉鋼法的後吹期。托馬斯法吹煉過程,氣流由爐底進入熔池,生成的氧化鐵,在通過熔池上升過程中被碳還原,因此渣中(FeO)很低;只有在C≤0.08%以後繼續吹煉才能迅速提高渣中氧化鐵而將磷脫除。在氧氣頂吹轉爐煉鋼法和側吹轉爐煉鋼法中,氧化鐵在熔池面上生成,脫磷和脫碳能同步進行。但如操作不當,終點渣熔化不好或溫度過低,被迫繼續進行吹煉,就是“後吹”。

後吹的起因

氧氣轉爐熱量富裕, 剩餘熱一般為15~20% 左右,因而使用冷卻劑是控制吹煉過程溫度的主要手段。然而,影響熱制度的因素眾多, 變化幅度也很大,終點溫度的命中率是不高的。冷卻過度是常見的一種情況: 即當碳達到預期成分時,鋼水溫度低於預期數值。在這種情況下,人們慣常採用的方法:一是添加矽鐵或鋁等合金( 通常稱為調溫劑)再行吹煉升溫;二是不添加調溫劑而繼續吹煉,靠鐵元素的氧化來升溫。無庸贅言,後者就是後吹的開始。在吹煉後期, 特別在吹煉低碳鋼時, 當C達到預期成分時,鋼水溫度已經達到1600℃( 即1873°K) 以上, 這時C,O2的親和力很強,添加調溫劑不能阻止C的繼續氧化,這是受反應的熱力學性質所決定的。因此在常規吹煉製度下, 當C已達預期成分,而仍需繼續吹煉以提高熔池溫度時,無論增添調溫劑與否,吹煉即進入後吹期。由此,後吹惡果也就伴隨而至了。
冷卻不足是常見的另一種情況, 即C到達預期成分時, 鋼水溫度高於預期數值。當然這也不是我們希望發生的。在這種情況下,吹煉過程中易發生返乾現象,特徵較明顯,能夠比較容易地在終點前進行調整,但仍不能完全避免。這時往往導致鋼水含磷量和氣體( H 、O、N) 含量的升高, 因為它們都與溫度變化有明顯的函式關係。當磷含量已達要求值時,為了降低熔池溫度,採用添加冷卻劑(例如廢鋼,生鐵, 白雲石石灰石等)造成爐內沸騰、降溫,而不再進行吹煉是可取的。如磷( 或硫) 尚高, 仍須繼續吹煉,在常規的吹煉製度下,吹煉又進入後吹期, 後吹惡果也同樣不可避免。

後吹的危害性

(1) “後吹”使吹損數量很快增加。吹損與後吹時間長短成正比,每後吹一分鐘,吹損可增加1%(或每吹入10公斤濕空氣,吹損增大0.8%),整個吹損中半數以上系由“後吹”造成的。因此消滅“後吹”可大大降低生鐵消耗,增加鋼產量。按生鐵情況如能使終點炭在0.06~0.08%以上,則每噸剛生鐵消耗可降低到1250公斤以下。
(2)“後吹”使大里鐵被氧化, 因而鋼渣氧化鐵含量很高,有的高達50%,對白雲石爐襯威脅很大。據試驗數據,後吹每延長10分鐘,則鋼渣對爐襯侵蝕增加一倍多,因而大大影響爐襯壽命,加重了清渣運輸工作。同時由於鋼水大量氧化,鐵合金的吸收率業降低,錳鐵吸收率約降低25~28%,矽鐵吸收率約降低15~35%,因而增加了矽鐵、錳鐵的消耗。
(3)“後吹”對鋼水溫度有所增高,每氧化1%鐵約可升溫2~5℃,顯然效果太小,而代價很大,因此靠後吹升溫石得不償失的。
(4)“後吹”期間,若能倒渣並配加新料渣,則對去硫是有效果的,否則效果甚小。
(5)“後吹”由於冶煉時間延長,吹損增加,爐襯壽命低,這樣使生產率降低,平均約降低50%。
(6)“後吹”可使鋼中含O2量增加。平均達0.074%,使鋼中非金屬夾雜含量平均達0.0842%,比正常增高一倍,因而對鋼材機械性能影響很大,特別是延伸率約可降低2%。如果不得已採用“後吹”可於出鋼前倒出部分渣子,加入新渣料進行段時間吹煉(約2分鐘左右),對減少鋼中含氧量由較好效果。此外後吹對鋼中含N2量較有增長,影響不顯著。
發生“後吹”時,脫碳速率很小,對熔池沒有攪拌力,鐵被大量氧化,同時溫度也相應升高。這種操作使鋼中氧、氮含量和渣中氧化鐵大量增加。從而惡化鋼的品質,增加鋼鐵料損耗,而且嚴重損毀爐襯,有時還導致爆炸性噴濺。故對後吹這種不當操作,需採取有效措施予以避免。

消滅後吹的途徑

後吹之所以引起,是為了增大些轉爐後期之去硫效率和提高一些鋼水溫度,但實際上卻給生產帶來了一系列的危害性,因此必須對後吹操作進行徹底根除,應從以下幾方面著手解決:
(1)採用熱風鹼性化鐵爐,以提高化鐵爐的脫硫效率、熔化效率及鐵水溫度,這樣既可減輕轉爐的脫硫負擔,又可提高轉爐的吹煉溫度。
(2)鐵水進行爐外脫硫。在蘇打供應不足的情況下,可試用石灰、螢石、蘇打複合脫硫劑。採用壓縮空氣攪拌內鐵水的爐外脫硫方法,根據天津鋼廠的分析數據及試驗效果,脫硫效率可達35%左右。
(3)在原料條件允許的情況下,採用高矽鐵水吹煉,提高扒渣前的去硫效率。這樣可便於控制扒渣扎中FeO含量和提高硫的活度,並能供應足夠的熱源。鐵水含矽量最好穩定在1-1.4%。
(4)採用多留渣操作,因其可以帶入大量物理熱和減少一批渣料的加入量,有利鋼水溫度的提高,在留渣的同時,應加強鐵水調配,減少空爐的待裝時間來提高留渣溫度減少熱量損失。
(5)採用面吹操作,吹的越淺,CO2生成量越多,CO2的增多有利於溫度的提高,有人經過計算在側吹鹼性轉爐中,如果1%的C燃燒成為CO2,可使熔池溫度(原為1500℃)上升98℃,而成為CO時,則僅升溫10℃。
(6)減少造渣材料適當的增加螢石加入量。應該說明,在少加石灰的同時必須增加螢石的配加比,以利熔渣早期形成,使鋼中雜質提前去除,為消除後吹創造有利條件。
(7)加強調度工作,盡力消除吹煉中途停風和縮短扒渣材料等輔助世紀愛你,經計算結果,吹煉每延長一分鐘,則熱損失約達熱總收入量的0.1~0.2%,即降低爐液溫度1.5~3℃。
(8)如吹煉中途確係溫度較低,應及時加入Fe-Si調整溫度,這雖然損失一點矽鐵,然而與後吹比較卻會給生產換來更大的好處。
(9)採用高拉炭後,由於氧化性的減弱,對去鱗能力和鋼水流動性能變弱,這點應該從提早化渣和改善脫氧方法,如顱內加入部分鋁預脫氧減少鋼中夾什來提高其流動性能,進行解決。

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