后吹

更新时间:2022-08-25 14:34

后吹是指转炉炼钢时吹炼到钢水含碳量≤0.08%、脱碳速率显著减小后仍继续吹氧冶炼的一种不当的操作。该词来源于托马斯炼钢法的后吹期。这种操作使钢中氧、氮含量和渣中氧化铁大量增加。从而恶化钢的品质,增加钢铁料损耗,而且严重损毁炉衬,有时还导致爆炸性喷溅。故对后吹这种不当操作,需采取有效措施予以避免。

简介

转炉炼钢时吹炼到钢水含量≤0.08%、脱碳速率显著减小后仍继续吹氧冶炼的一种不当的操作。后吹一词来源托马斯炼钢法的后吹期。托马斯法吹炼过程,气流由炉底进入熔池,生成的氧化铁,在通过熔池上升过程中被碳还原,因此渣中(FeO)很低;只有在C≤0.08%以后继续吹炼才能迅速提高渣中氧化铁而将磷脱除。在氧气顶吹转炉炼钢法和侧吹转炉炼钢法中,氧化铁在熔池面上生成,脱磷和脱碳能同步进行。但如操作不当,终点渣熔化不好或温度过低,被迫继续进行吹炼,就是“后吹”。

后吹的起因

氧气转炉热量富裕, 剩余热一般为15~20% 左右,因而使用冷却剂是控制吹炼过程温度的主要手段。然而,影响热制度的因素众多, 变化幅度也很大,终点温度的命中率是不高的。冷却过度是常见的一种情况: 即当碳达到预期成分时,钢水温度低于预期数值。在这种情况下,人们惯常采用的方法:一是添加矽铁或铝等合金( 通常称为调温剂)再行吹炼升温;二是不添加调温剂而继续吹炼,靠铁元素的氧化来升温。无庸赘言,后者就是后吹的开始。在吹炼后期, 特别在吹炼低碳钢时, 当C达到预期成分时,钢水温度已经达到1600℃( 即1873°K) 以上, 这时C,O2的亲和力很强,添加调温剂不能阻止C的继续氧化,这是受反应的热力学性质所决定的。因此在常规吹炼制度下, 当C已达预期成分,而仍需继续吹炼以提高熔池温度时,无论增添调温剂与否,吹炼即进入后吹期。由此,后吹恶果也就伴随而至了。

冷却不足是常见的另一种情况, 即C到达预期成分时, 钢水温度高于预期数值。当然这也不是我们希望发生的。在这种情况下,吹炼过程中易发生返干现象,特征较明显,能够比较容易地在终点前进行调整,但仍不能完全避免。这时往往导致钢水含磷量和气体( H 、O、N) 含量的升高, 因为它们都与温度变化有明显的函数关系。当磷含量已达要求值时,为了降低熔池温度,采用添加冷却剂(例如废钢,生铁, 白云石石灰石等)造成炉内沸腾、降温,而不再进行吹炼是可取的。如磷( 或硫) 尚高, 仍须继续吹炼,在常规的吹炼制度下,吹炼又进入后吹期, 后吹恶果也同样不可避免。

后吹的危害性

(1) “后吹”使吹损数量很快增加。吹损与后吹时间长短成正比,每后吹一分钟,吹损可增加1%(或每吹入10公斤湿空气,吹损增大0.8%),整个吹损中半数以上系由“后吹”造成的。因此消灭“后吹”可大大降低生铁消耗,增加钢产量。按生铁情况如能使终点炭在0.06~0.08%以上,则每吨刚生铁消耗可降低到1250公斤以下。

(2)“后吹”使大里铁被氧化, 因而钢渣氧化铁含量很高,有的高达50%,对白云石炉衬威胁很大。据试验数据,后吹每延长10分钟,则钢渣对炉衬侵蚀增加一倍多,因而大大影响炉衬寿命,加重了清渣运输工作。同时由于钢水大量氧化,铁合金的吸收率业降低,锰铁吸收率约降低25~28%,矽铁吸收率约降低15~35%,因而增加了矽铁、锰铁的消耗。

(3)“后吹”对钢水温度有所增高,每氧化1%铁约可升温2~5℃,显然效果太小,而代价很大,因此靠后吹升温石得不偿失的。

(4)“后吹”期间,若能倒渣并配加新料渣,则对去硫是有效果的,否则效果甚小。

(5)“后吹”由于冶炼时间延长,吹损增加,炉衬寿命低,这样使生产率降低,平均约降低50%。

(6)“后吹”可使钢中含O2量增加。平均达0.074%,使钢中非金属夹杂含量平均达0.0842%,比正常增高一倍,因而对钢材机械性能影响很大,特别是延伸率约可降低2%。如果不得已采用“后吹”可于出钢前倒出部分渣子,加入新渣料进行段时间吹炼(约2分钟左右),对减少钢中含氧量由较好效果。此外后吹对钢中含N2量较有增长,影响不显著。

发生“后吹”时,脱碳速率很小,对熔池没有搅拌力,铁被大量氧化,同时温度也相应升高。这种操作使钢中氧、氮含量和渣中氧化铁大量增加。从而恶化钢的品质,增加钢铁料损耗,而且严重损毁炉衬,有时还导致爆炸性喷溅。故对后吹这种不当操作,需采取有效措施予以避免。

消灭后吹的途径

后吹之所以引起,是为了增大些转炉后期之去硫效率和提高一些钢水温度,但实际上却给生产带来了一系列的危害性,因此必须对后吹操作进行彻底根除,应从以下几方面着手解决:

(1)采用热风碱性化铁炉,以提高化铁炉的脱硫效率、熔化效率及铁水温度,这样既可减轻转炉的脱硫负担,又可提高转炉的吹炼温度。

(2)铁水进行炉外脱硫。在苏打供应不足的情况下,可试用石灰、萤石、苏打复合脱硫剂。采用压缩空气搅拌内铁水的炉外脱硫方法,根据天津钢厂的分析数据及试验效果,脱硫效率可达35%左右。

(3)在原料条件允许的情况下,采用高矽铁水吹炼,提高扒渣前的去硫效率。这样可便于控制扒渣扎中FeO含量和提高硫的活度,并能供应足够的热源。铁水含矽量最好稳定在1-1.4%。

(4)采用多留渣操作,因其可以带入大量物理热和减少一批渣料的加入量,有利钢水温度的提高,在留渣的同时,应加强铁水调配,减少空炉的待装时间来提高留渣温度减少热量损失。

(5)采用面吹操作,吹的越浅,CO2生成量越多,CO2的增多有利于温度的提高,有人经过计算在侧吹碱性转炉中,如果1%的C燃烧成为CO2,可使熔池温度(原为1500℃)上升98℃,而成为CO时,则仅升温10℃。

(6)减少造渣材料适当的增加萤石加入量。应该说明,在少加石灰的同时必须增加萤石的配加比,以利熔渣早期形成,使钢中杂质提前去除,为消除后吹创造有利条件。

(7)加强调度工作,尽力消除吹炼中途停风和缩短扒渣材料等辅助世纪爱你,经计算结果,吹炼每延长一分钟,则热损失约达热总收入量的0.1~0.2%,即降低炉液温度1.5~3℃。

(8)如吹炼中途确系温度较低,应及时加入Fe-Si调整温度,这虽然损失一点矽铁,然而与后吹比较却会给生产换来更大的好处。

(9)采用高拉炭后,由于氧化性的减弱,对去鳞能力和钢水流动性能变弱,这点应该从提早化渣和改善脱氧方法,如颅内加入部分铝预脱氧减少钢中夹什来提高其流动性能,进行解决。

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