Q-BOP法是指氧氣底吹轉爐煉鋼法的一種簡稱。Q代表這種煉鋼方法快速(quick)、平穩(quiet)和質量好(quality)，BOP是鹼性氧氣煉鋼(basic oxygen process)的縮寫。
基本介紹
- 中文名：Q-BOP法
- 外文名：Q-BOP process
- 學科：冶金工程
- 領域：能源
- 範圍：冶煉
- 釋義：氧氣底吹轉爐煉鋼法
簡介,氧氣頂吹轉爐煉鋼發展,吹煉過程,氧槍,槍位,頂底復吹轉爐煉鋼,工藝特點,
簡介
Q-BOP法是氧氣底吹轉爐煉鋼法的一種簡稱。Q代表這種煉鋼方法快速(quick)、平穩(quiet)和質量好(quality)，BOP是鹼性氧氣煉鋼(basic oxygen process)的縮寫。氧氣底吹爐煉鋼是指通過轉爐底部的氧氣噴嘴，把氧氣吹入爐內熔池進行煉鋼的方法。通過轉護底部的氧氣噴嘴，把氧氣吹入爐內熔池進行練鋼的方法。
氧氣頂吹轉爐煉鋼發展
自50年代初投入工業生產以來，在世界範圍內得到迅速推廣，逐步取代空氣轉爐法和平爐煉鋼法，成為現代煉鋼的主要方法。最早建於奧地利的林茨(Linz)和多納維茨（Donawiz），因而亦稱LD法。在美國通常稱為BOF法。頂吹氧氣轉爐的金屬爐料主要是鐵水，約占金屬總裝料量的70～85%,其餘部分是廢鋼(個別廠採用富鐵礦或球團礦)。通過氧槍從熔池上面垂直向下吹入高壓（6～10大氣壓）的純氧（含O299.5%以上），氧化去除鐵水中的矽、錳、碳和磷等元素，並通過造渣進行脫磷和脫硫。各種元素氧化所產生的熱量，加熱了熔池中的液態金屬（從鐵到鋼），使鋼水達到規定的化學成分和溫度。
吹煉過程
氧槍
多數工廠氧槍使用三孔噴頭。為使噴出的氧流具有足夠的動能來攪動熔池，並在熔池表面具有適當的衝擊半徑，設計噴頭時，一般採用下列參數：噴頭氧流出口速度約為2.0馬赫數(聲速的2倍)，噴頭前氧壓應大於8.0絕對大氣壓,三孔噴頭的小孔間夾角為9°～12°,供氧強度通常為3.0～4.5標米3/(噸·分)。
槍位
操作槍位是指噴頭端面到靜止熔池金屬液面的距離。由於氧氣射流隨射程增長而速度逐漸衰減，所以調整槍位可以控制射流對熔池的衝擊力和衝擊面積。在吹煉中熔池運動狀況對雜質的氧化成渣、金屬成分、溫度、噴濺和爐齡等都有很大影響。由冷態模型實驗可看出，氧氣流股對熔池的作用有兩種狀況：
①淺吹或軟吹。當槍位高或氧壓低時，氧氣射流的動能較小,只能在熔池表面衝擊出一個“淺坑”,由於凹坑表面反射氣流的作用, 帶動附近的金屬液向上運動,導致離凹坑較遠處的金屬液向下運動。這種狀況稱為”淺吹”或“軟吹”。
②深吹或硬吹。當槍位低或氧壓高時，氧氣射流的動能較大,能將熔池衝擊出一個“深坑”。這時,一部分金屬被粉碎成小液滴，大部分隨反射氣流飛濺到爐渣中,某些金屬液滴被吸入氧氣射流中並被氧化。同時,射流本身撞擊金屬液面，形成氣泡。被氧化了的金屬液滴和氧氣氣泡以高速“沖入”金屬熔池，共同參與熔池的循環運動。除在熔池中心處的金屬液向下運動外，在凹坑周圍的金屬液由於泡沫上浮而向上運動，靠近爐襯的金屬液又重新向下運動。這種狀況稱為“深吹”或“硬吹”。
在氧流和金屬凹坑表面及其附近，發生激烈氧化反應,並放出大量熱量,使該處溫度高達2000～2600℃；此區域稱為“一次反應區”。整個轉爐爐膛內充滿由爐渣-金屬液滴-氣泡組成的乳濁液 (通稱泡沫渣)。從生產中的轉爐取樣表明，沿爐體高度方向，在靠近爐底處有少量單相金屬液體，往上則爐渣液滴和氣泡數量逐漸增加，越接近爐口，乳濁液中的金屬滴越少。
調節氧氣射流對熔池的作用狀態，如調整氧槍噴口和液面的相對位置，是控制氧氣頂吹轉爐吹煉過程的重要手段。
吹煉中金屬和爐渣成分的變化 氧氣頂吹轉爐吹煉時，由於一次反應區的溫度很高，吹煉初期鐵水中的碳就會被氧化。又由於氧氣頂吹轉爐能調整氧槍槍位，有效地控制成渣狀況和渣中氧化鐵含量，從而能在脫碳的同時進行脫磷，這是氧氣頂吹轉爐區別於底吹轉爐的重要特點。
在煉鋼熱源中，鐵水的物理熱和化學熱各占50%左右。化學熱主要來自矽和碳的氧化，其次是鐵的氧化。氧氣頂吹轉爐的總熱效率約為70%。爐氣不僅帶出相當一部分物理熱，而且爐氣中一氧化碳本身所含的化學熱，在爐內也未能利用起來。因此，爐氣的回收和利用，是節能的重要課題。
頂底復吹轉爐煉鋼
從轉爐爐頂吹氧的同時又向爐底吹入不同氣體進行吹煉的轉爐煉鋼方法。這是在氧氣頂吹轉爐煉鋼法和氧氣底吹轉爐煉鋼法兩種方法(簡稱頂吹法和底吹法)的基礎上發展起來的一種方法。它發揮了氧氣頂吹轉爐和氧氣底吹轉爐兩種煉鋼方法的優點，從而在一定程度上彌補了這兩種方法的不足之處。
工藝特點
復吹方法的吹煉特點是：從煉鋼熔池上部通過頂吹氧槍供應煉鋼主要用氧，同時從埋入爐底的噴嘴將氧或惰性氣體，有時伴之必要的粉劑吹入熔池，以增強熔池的攪拌和相應的冶金反應。
頂吹和底吹方法可作互相補充的主要冶金特點分別是：頂吹法熔池上下溫差大，渣中FeO高，易於發生噴濺;脫碳反應在泡沫渣內進行;通過調節氧槍位置，能將爐內部CO燃燒成CO2，可適當提高廢鋼比;頂吹法冶煉超低碳鋼困難，過氧化現象嚴重。底吹法則具有攪拌力遠大於頂吹法，熔池內溫差小;CO燃燒率小，不生成泡沫渣，前期脫磷較困難;熔池接近平衡狀態，過氧化程度低等特點。
