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氧气顶吹转炉提高金属收得率的措施
作者：袁庆吉
来源：《中国新技术新产品》2011年第08期
摘要：文中介绍了生产效果和终点数据。其冶金效果与其它设备所发表的结果相同,而且提出采用标准砖进行炉底喷吹气体的简单装置;同时为提高废钢比,采用了有辅助供氧的氧枪。 关键词：氧气顶吹；金属收得率；吹损；出钢 中图分类号：TG26 文献标识码：B 1 前言
金属收得率就是：出钢量÷装入量×100%。转炉的出钢量是永远少于装入量的，也就是说在同等装入量的情况下，出钢量多金属收得率就高。而在转炉的吹炼过程中总会有一部分金属料损失掉，这损耗掉的金属料称之为转炉的吹损。降低吹损是提高氧气顶吹转炉金属收得率的主要途径。 2吹损的构成
氧气顶吹转炉炼钢主要是以铁水为原料，通过供氧和造渣操作制度把铁水冶炼成钢水。在吹炼过程中要去碳、硫、磷等杂质，同时还有一部分铁被氧化。铁被氧化生成的氧化铁，一部分随炉气排出，另一部分则留在炉渣中。吹炼过程中金属和炉渣的喷溅也损失一部分金属。因此吹损就是由上述各部分组成。以100Kg的金属料为例进行计算： 2.1 化学吹损
通过计算可知化学吹损为5.07%×100＝5.07Kg 2.2 烟尘损失
吹炼过程中大量的铁被氧化生成红棕色烟雾随炉气排出，所以炉气中铁的氧化烟尘约占90%，其中Fe2O3约占70%，FeO约占20%，每100Kg铁水在吹炼过程约有1.16Kg的烟尘，烟尘折算成金属损失为：
1.16%×（70%×112÷160+20%×56÷72）＝0.74%Kg 式中：112－两个铁原子的原子量
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160－Fe2O3分子量 72 －FeO分子量 2.3 渣中金属损失
在吹炼过程中有一部分金属颗粒悬浮在渣中，倒渣过程中就随渣被一起倒掉了。若渣量占铁水的13%，而渣中金属铁以10%计算，则这部分金属损失为： 100×13%×10%＝1.3Kg 2.4 渣中Fe2O3和FeO损失
吹炼过程中铁的氧化物一部分被炉气带走，一部分进入炉渣。若渣量为铁水量的13%,中FeO含量为11%，Fe2O3含量为2%，则这部分金属损失为： 100×13%×（11%×56÷72+2%×112÷160）＝1.3Kg 2.5 机械损失
由于操作控制不当而产生喷溅，有可能将金属带出炉外，一般约占0.93%－2.06%，取1.5%计算，则金属损失为：100×1.5%＝1.5Kg。根据以上计算，100Kg金属料的吹损为： 5.07+0.74+1.3+1.3+1.5＝9.91Kg 吹损率为9.91÷100×100%＝9.91% 3 降低吹损的措施
由计算可知化学损失是吹损组成的主要部分约占总量的40－60%，而碳、硅、锰、硫、磷等元素的氧化烧损又是化学损失的主要部分，是不可避免的。其数值的大小将随所炼钢种和铁水成份、铁水温度的不同而有区别，机械损失是可以控制的，只要在操作中严格操作是完全可以减少这一损失的。 3.1 对铁水的要求
针对化学吹损的特点我们应该提高铁水的条件，为转炉提供优质的铁水。合理的带渣量、较低的C、P、S、Si。这里主要是Si，过高的含量虽然能提供大量的化学热，但是大渣量使渣的带铁量增大。P、S是有害元素，同样的道理，需要大渣量来去除P、S同样增加铁损。必要的话，铁水应经过铁水预处理进行铁水的三脱，进行扒渣操作。使铁水渣量尽可能少入转炉，甚至是无渣入炉。
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3.2 对废钢的要求
要求选用块度适中，不带泥沙，P、S含量低的废钢。我厂选用的返回废钢里含有大量转炉炉渣，这使金属收得率降低。 3.3 对石灰的要求
石灰是氧气顶吹转炉的主要造渣材料。石灰的质量直接影响到石灰的用量、钢水的质量、金属收得率以及炉衬寿命等问题。目前，我国氧气转炉炼钢所用石灰的质量存在很多问题，主要是石灰有效CaO含量较低，SiO2含量较高，且生、过烧率较高，块度不均匀。转炉炼钢应采用气孔率高50%左右，体密度小（一般为1.5－1.7Kg/cm3)，比表面积大（一般为1.5－2.0cm2/g）CaO的矿物细小（一般为1－3um），CaO含量>95%，SiO2 3.4 留渣操作
留渣可降低石灰的使用量，有利化渣，有利于减少渣中金属铁的含量。但是，如果留渣量过多或是操作不当，会引起喷溅，这样就得不偿失了。因此留渣量的多少要把握好。 3.5 控制好喷溅
喷溅产生的根本原因就是爆发性的碳－氧反应。瞬间产生大量的CO气体，把金属和炉渣推出炉口。控制好喷溅的原则是：第一：控制好熔池温度，保证前期温度不过低，中后期温度不过高，严格的避免熔池温度突然降低，保证脱碳反应均衡的进行，消除爆发性的脱碳反应。第二：控制好渣中∑（FeO）不出现积聚。以避免炉渣泡沫化程度严重或引起爆发性碳氧化反应。具体操作时应注意以下几点：
3.5.1 合适的炉容比，严格控制装入量，不超装。
3.5.2 前期枪位合理，保证把炉渣化透，还要使熔当温度均匀上升。
3.5.3 加料要分批加入。尤其是铁矿石、氧化铁皮还要一次过量加入如果过量加入使熔池温度明显降低，渣中∑（FeO）增加而造成喷溅。
3.5.4 炉渣不化时，适当提枪或加入少量化渣剂，避免金属喷溅。 3.6 控制好吹炼终点
熔池中金属液的化学成份及温度同时达到所炼钢种出钢的要求，这一时刻称为终点。达到终点的条件是：碳含量在所炼钢种的控制范围内；钢液中的硫、磷等杂质含量低于所炼钢种成份规格下限；钢液具有足够的温度确保出钢。终点控制上采用拉碳法，有利于金属收得率的提高。拉碳法是在熔池金属液含碳量达到出钢要求时停止吹氧。即在到达吹炼终点时，不但金属