3-40  什么是轉(zhuǎn)爐煉鋼的物料平衡與熱平衡，物料平衡與熱平衡計算的原理是什么，物料平衡與熱平衡計算有什么意義?

物料平衡是煉鋼過程中加入爐內(nèi)參與煉鋼過程的全部物料與煉鋼過程的產(chǎn)物之間的平衡關(guān)系。熱平衡是煉鋼過程的熱量來源與支出之間的平衡關(guān)系。

通過物料平衡和熱平衡的計算，結(jié)合煉鋼生產(chǎn)的實踐，可以確定許多重要的工藝參數(shù)。對于指導(dǎo)生產(chǎn)和分析、研究、改進冶煉工藝、設(shè)計煉鋼車間、選用煉鋼設(shè)備以及實現(xiàn)煉鋼過程的自動控制都具有重要意義。

3-41  出鋼溫度是怎樣確定的?

出鋼溫度首先取決于所煉鋼種的凝固溫度。而凝固溫度要根據(jù)鋼種的化學(xué)成分而定。

鋼液的凝固溫度計算有多種經(jīng)驗公式，目前常用的凝固溫度計算公式是

3-42  什么是冷卻劑的冷卻效應(yīng)，各冷卻劑之間的冷卻效應(yīng)值是怎樣換算的?

在一定條件下，加入1kg冷卻劑所消耗的熱量就是該冷卻劑的冷卻效應(yīng)。

冷卻劑吸收的熱量包括冷卻劑提高溫度所消耗的物理熱和參加化學(xué)反應(yīng)消耗的化學(xué)熱兩個部分。

Q冷=Q物+Q化

Q物取決于冷卻劑的性質(zhì)以及出鋼溫度。Q化不僅與冷卻劑本身的成分和性質(zhì)有關(guān)，還與冷卻劑在熔池內(nèi)參加的化學(xué)反應(yīng)有關(guān)。在不同條件下，同一冷卻劑可以有不同的冷卻效應(yīng)。

3-43  吹煉過程中怎樣控制和調(diào)整熔池溫度?

在吹煉過程中，可根據(jù)爐口火焰特征和參考氧槍冷卻水進出水溫度差判斷熔池的溫度。過程溫度的控制首先應(yīng)根據(jù)終點溫度的要求，確定冷卻劑加入總量，然后在一定時間內(nèi)分批加入。廢鋼是在開吹前一次加入。鐵礦石和氧化鐵皮又能起到助熔劑的作用，可隨造渣材料同時加入。若發(fā)現(xiàn)熔池溫度不合要求，憑經(jīng)驗數(shù)據(jù)加入提溫劑或冷卻劑加以調(diào)整。

3-44  由于鐵水因素的變動，如何調(diào)整冷卻劑用量?

計算廢鋼加入量應(yīng)考慮以下因素。

(1)由于鐵水成分變化引起廢鋼加入量的變化。

(2)由于鐵水溫度變化引起廢鋼加入量的變化。

(3)由于鐵水加入量變化引起廢鋼加入量的變化。

(4)目標(biāo)停吹溫度變化引起廢鋼加入量的變化。

除上述情況以外，還有其他情況下溫度控制應(yīng)當(dāng)修正值，如鐵水入爐后等待吹煉、終點停吹等待出鋼、鋼包粘鋼等。在出鋼前若發(fā)現(xiàn)溫度過高或過低時，應(yīng)及時在爐內(nèi)處理，決不能輕易出鋼。

3-45  什么是終點控制，終點的標(biāo)志是什么?

終點控制主要是指終點溫度和成分的控制。對轉(zhuǎn)爐終點的精確控制不僅要保證終點碳、溫度的精確命中，確保S、P成分達到出鋼要求，而且要求控制盡可能低的鋼水氧含量〔O〕

轉(zhuǎn)爐兌入鐵水后，通過供氧、造渣等操作，經(jīng)過一系列物理化學(xué)反應(yīng)，而達到該鋼種所要求的成分和溫度的時刻，稱為“終點”。

到達終點的具體標(biāo)志如下。

(1)鋼中碳含量達到所煉鋼種要求的控制范圍；

(2)鋼中P、S含量低于規(guī)定下限要求的一定范圍；

(3)出鋼溫度保證能順利進行精煉和澆注；

(4)達到鋼種要求控制的氧含量。    ’

3-46  什么叫終點控制的“雙命中”，后吹有什么危害?

通常把吹煉中鋼水的碳含量和溫度達到吹煉目標(biāo)要求的時刻，停止吹氧操作稱做“一次拉碳”。一次拉碳鋼水中碳含量或溫度達到目標(biāo)要求稱為命中，碳含量和溫度同時達到目標(biāo)要求范圍叫“雙命中”。

所以準確拉碳，減少后吹，提高終點命中率是終點控制的基本要求。采用計算機動態(tài)控制煉鋼，終點命中率可達90％以上，控制精度ω[c]為?0.015％，溫度t為?12℃，而靠經(jīng)驗煉鋼，終點命中率只有60％左右。由于終點命中率大幅度提高，因此鋼水中氣體含量低，鋼水質(zhì)量得到改善。

一次拉碳未達到控制的目標(biāo)值需要進行補吹，補吹也稱為后吹。拉碳碳含量偏高、拉碳硫、磷含量偏高或者拉碳溫度偏低均需要補吹。因此，后吹是對未命中目標(biāo)進行處理的手段。后吹會給轉(zhuǎn)爐冶煉造成如下嚴重危害。

(1)鋼水碳含量降低，鋼中氧含量升高，從而鋼中夾雜物增多，降低了鋼水純凈度，影響鋼的質(zhì)量。

(2)渣中TFe增高、降低爐襯壽命。

(3)增加了金屬鐵的氧化，降低鋼水收得率，使鋼鐵料消耗增加。

(4)延長了吹煉時間，降低轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)率。

(5)增加了鐵合金和增碳劑消耗量，氧氣利用率降低，成本增加。

3-47  終點碳控制有哪些方法，各有什么優(yōu)缺點？

終點碳控制的方法有：一次拉碳操作、低碳低磷增碳操作和高拉碳低氧操作。

A一次拉碳操作

根據(jù)終點碳和溫度的要求進行吹煉，終點碳和溫度同時達到目標(biāo)時提槍，這種操作稱為一次拉碳。一次拉碳要求操作技術(shù)水平高，其優(yōu)點是可以消除后吹的危害。

B低碳低磷操作

終點碳的控制目標(biāo)是根據(jù)終點鋼中硫、磷含量情況而確定，只有在低碳狀況下爐渣才更利于充分脫磷；由于碳含量低，在出鋼過程必須進行增碳，到精煉工序再微調(diào)成分以達到最終目標(biāo)成分要求。

除超低碳鋼種外的所有鋼種，終點均控制在ω〔c〕=0.05％～0.08％，然后根據(jù)鋼種規(guī)格要求加入增碳劑。

這種操作的優(yōu)點是

(1)只有終點碳低時，熔渣TFe含量高，脫磷效率才可能提高。

(2)操作簡單，生產(chǎn)率高。

(3)操作穩(wěn)定，易于實現(xiàn)自動控制。

(4)廢鋼比高。

C  高拉碳低氧操作

高拉碳的優(yōu)點是終渣氧化鐵含量低、金屬收得率高、氧氣消耗低、合金收得率高、鋼水氣體含量少。但高拉碳法終渣氧化鐵含量較低，除磷有困難；同時，在中、高碳范圍拉碳終點的命中率也較低，通常須等成分確定是否補吹。因此，要根據(jù)成品磷的要求，決定高拉碳范圍，既能保證終點鋼水氧含量低，又能達到成品磷的要求，并減少增碳量。

3-48  如何判斷終點鋼水中的碳含量?

現(xiàn)代煉鋼是通過副槍探頭測定碳含量，或?qū)煹乐袪t氣連續(xù)檢測分析預(yù)報終點碳。如尚未使用副槍和爐氣分析預(yù)報等動態(tài)控制手段，仍然需要憑經(jīng)驗入工判斷終點。用紅外碳硫分析儀、直讀光譜儀分析成分決定出鋼。人工憑經(jīng)驗判斷終點碳的方法如下。

A  看火焰

轉(zhuǎn)爐內(nèi)碳氧化在爐口形成了火焰。爐口火焰的顏色、亮度、形狀、長度隨爐內(nèi)脫碳量和速度有規(guī)律地變化，所以能夠從火焰的外觀來推斷爐內(nèi)的碳含量。

在吹煉前期碳氧化量少溫度低，所以爐口火焰短，顏色呈暗紅色；吹煉中期碳開始激烈氧化，火焰白亮，長度增加，也顯得有力；當(dāng)碳含量進一步降低到0.20％左右時，由于脫碳速度明顯減慢，這時火焰要收縮、發(fā)軟、打晃，看起來火焰也稀薄些。煉鋼工根據(jù)自己的具體體驗可以把握住拉碳時機。

B  看火花

在爐口有爐氣帶出的金屬小粒，遇到空氣后被氧化，產(chǎn)生火花。碳含量越高(ω〔c〕>1.0%)火花呈火球狀和羽毛狀，火花彈跳有力；隨碳含量的逐漸降低火花依次爆裂成多叉、三叉、二叉，彈跳力也隨之減弱；當(dāng)碳ω〔c〕<0.10％時，火花幾乎消失，跳出來的均是小火星和流線。

C  取鋼樣

在正常吹煉條件下，吹煉終點拉碳后取鋼樣，將樣勺表面的覆蓋渣撥開，根據(jù)鋼水沸騰情況可判斷終點碳含量。

ω〔c〕=0.3％～0.4％時：火花分叉較多且碳花密集，彈跳有力，射程較遠。

ω〔c〕=0.18％一0。25％時：火花分叉較清晰，一般分為4～5叉，弧度較大。

ω〔c〕=0.12％～0.16％時：碳花較稀，分叉明晰可辨，分為3～4叉，落地呈“雞爪”狀，跳出的碳花弧度較小，多呈直線狀。

ω〔c〕<0.10％時：碳花彈跳無力，基本不分叉，呈球狀顆粒。

ω〔c〕再低時，火花呈麥芒狀，短而無力，隨風(fēng)飄搖。

同樣，由于鋼水的碳含量不同，在樣模內(nèi)的碳氧反應(yīng)和凝固也有區(qū)別，因此可以根據(jù)凝固后鋼樣表面出現(xiàn)結(jié)膜和毛刺，憑經(jīng)驗判斷碳含量。

此外還可以用吹煉一爐鋼的供氧時間和氧氣消耗量作為拉碳的參考。

同時采用紅外碳硫分析儀、直讀光譜儀等成分的快速測定手段驗證經(jīng)驗判斷的準確性。

3-49  紅外碳硫分析儀的工作原理是怎樣的?

紅外碳硫分析儀是利用被測氣體CO2和SO2對紅外線具有選擇吸收的原理進行氣體定量分析的儀器。試樣在瓷性坩堝中，通入氧氣經(jīng)高頻感應(yīng)加熱燃燒，試樣中的碳和硫氧化生成CO2、SO2。經(jīng)氧氣載流送入檢測單元，CO2、SO2吸收紅外能量，因而檢測單元接受的能量減少，根據(jù)紅外能量的衰減變化與被測氣體濃度間的關(guān)系可以確定被測氣體的濃度，進而求出試樣中C、S元素的含量，分析結(jié)果以質(zhì)量分數(shù)直接顯示。

3-50  終點溫度過高或過低如何調(diào)整?

發(fā)現(xiàn)終點溫度高于目標(biāo)值，補救的辦法是向爐內(nèi)加冷卻劑(鐵礦石或生白云石)，根據(jù)冷卻劑的冷卻效應(yīng)確定用量。加入大量冷卻劑后要降槍點吹，以防渣料結(jié)團和爐內(nèi)溫度不均勻。當(dāng)終點碳含量高、溫度也高時，用鐵礦石調(diào)溫；如終點溫度高、碳含量不高時，可用生白云石或石灰石調(diào)溫。用礦石調(diào)溫應(yīng)注意防止?fàn)t口冒煙，影響環(huán)境。

吹煉終點溫度過低，若終點碳在鋼種目標(biāo)值的上限，可采用補吹提溫。若終點碳低，通常的辦法是向爐內(nèi)加硅鐵或焦炭，補吹提溫。根據(jù)鋼種成分碳含量要求，在鋼包內(nèi)進行增碳。用硅鐵提溫應(yīng)根據(jù)硅鐵含硅量補加石灰，同時考慮補加石灰對爐溫的影響；用焦炭提溫應(yīng)考慮其對鋼水的增硫量。

來源：鋼鐵技術(shù)網(wǎng)