第一講

轉(zhuǎn)爐底吹的重要性

一、轉(zhuǎn)爐熔池攪拌的來源

隨著鋼鐵產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)調(diào)整，高品質(zhì)汽車板、電工用鋼、高級別管線鋼以及高強鋼的比例逐漸升高，對鋼的潔凈度要求也逐漸提高，而鋼液的氧含量成為評價鋼材潔凈度的主要指標(biāo)之一。為了提高鋼的潔凈度，對爐外精煉技術(shù)進行優(yōu)化，但是轉(zhuǎn)爐終點的穩(wěn)定控制以及轉(zhuǎn)爐終點氧含量、磷含量、溫度等參數(shù)，不僅影響了爐外精煉的工藝參數(shù)，更對潔凈度產(chǎn)生影響，只有控制合適的轉(zhuǎn)爐終點成分與溫度，才能夠降低爐外精煉潔凈度控制的壓力，從而提高最終產(chǎn)品的潔凈度。

在復(fù)吹轉(zhuǎn)爐中，熔池攪拌的動力來源有頂吹的氧氣、底吹的惰性氣體和碳氧反應(yīng)產(chǎn)生的氣泡等三個方面。除碳氧反應(yīng)的攪拌力決定脫碳速率外，頂吹和底吹的攪拌力都可以根據(jù)冶煉過程的實際要求靈活調(diào)節(jié)。改變頂吹射流攪拌功率的主要因素是氧槍高度、氧槍壓力與流量等，影響底吹氣體攪拌功率的主要因素是底吹氣體流量。據(jù)有關(guān)文獻報道，底吹對熔池的攪拌作用遠(yuǎn)高于頂吹，其攪拌效果是頂槍攪拌效果的10倍。

國內(nèi)外的轉(zhuǎn)爐均追求良好的底吹效果，但隨著轉(zhuǎn)爐爐齡的增長，爐襯耐火材料狀態(tài)急劇變化，因此，在爐役后期，轉(zhuǎn)爐的底吹效果難以得到保證。隨著底吹效果變差，轉(zhuǎn)爐終點的碳氧積明顯升高，轉(zhuǎn)爐內(nèi)化學(xué)反應(yīng)效率下降，由于轉(zhuǎn)爐終點對后道工序以及最終產(chǎn)品質(zhì)量的影響，在高級別鋼種的生產(chǎn)過程中，尤其是在以汽車板為代表的高品質(zhì)鋼的生產(chǎn)過程中，都對轉(zhuǎn)爐終點氧含量有明確要求，因此多數(shù)鋼廠在生產(chǎn)高級別鋼種時，為了保證鋼水的潔凈度，選擇在爐齡較低時生產(chǎn)高級別鋼種，當(dāng)爐齡提高時，僅用于生產(chǎn)普通鋼種，這不僅對轉(zhuǎn)爐煉鋼車間的調(diào)度產(chǎn)生影響，還降低了產(chǎn)品的質(zhì)量，同時帶來質(zhì)量不穩(wěn)定的現(xiàn)象，甚至直接影響了高級別鋼種的產(chǎn)量。

二、轉(zhuǎn)爐底吹對熔池攪拌的影響

國內(nèi)的轉(zhuǎn)爐底吹強度一般都在0.03~0.05Nm3/min/t，即使設(shè)計的強度較高，但在實際生產(chǎn)過程中，底吹攪拌的強度以及效果均難以保證，主要原因在于以下兩點。

①底吹槍堵塞，尤其是爐役的中后期。

②大底吹流量導(dǎo)致底吹槍以及底吹槍附近的爐底區(qū)域爐襯的侵蝕，最終影響復(fù)吹效果。

隨著首鋼產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整，對轉(zhuǎn)爐終點氧含量、磷含量的要求更加苛刻，尤其是汽車板品種逐漸豐富和產(chǎn)量逐漸增加，汽車板的質(zhì)量控制目標(biāo)明確要求，其轉(zhuǎn)爐終點氧含量的控制目標(biāo)為400~650ppm，但是由于轉(zhuǎn)爐底吹效果難以保證，轉(zhuǎn)爐終點碳氧積較高，難以滿足要求，而轉(zhuǎn)爐終點磷含量的控制困難也直接影響了高品質(zhì)汽車板用鋼的生產(chǎn)。一個爐役內(nèi)轉(zhuǎn)爐終點碳氧積、氧含量、脫磷率的變化情況如下頁圖1、圖2和第8頁圖3所示。

由于底吹較弱，尤其是在轉(zhuǎn)爐吹煉接近終點時，爐渣的氧化亞鐵（FeO）含量較高，要降低爐渣FeO含量，只能依靠降低氧槍槍位，而降低氧槍槍位增加的攪拌極其有限，即使在轉(zhuǎn)爐接近吹煉終點時刻降低槍位，也難以滿足降低FeO含量的要求。