轉爐噴濺產生的原因及預防措施

周 軍

（本鋼板材煉鋼廠,遼寧 本溪 117000）

噴濺在轉爐煉鋼過程中是經常發生的，如何避免噴濺和減少噴濺的發生是我廠研究的重要課題。尤其是爆發性噴濺這類的惡性噴濺，更是要杜絕和避免的，噴濺是能造成嚴重后果的，它可以使鋼水質量下降、人身傷害和設備傷害，并且污染環境。

1 轉爐產生噴濺原因

1.1 原因分析

噴濺產生的主要原因是碳氧的不均衡反應，瞬間釋放出大量的CO氣體，將液態金屬和熔渣從爐口往外噴出。泡沫渣是熔渣將熔池中氣體包裹住，因為熔渣本身具有黏度，使熔渣氣泡難以破裂，從而引起熔渣膨脹至整個爐膛，形成泡沫渣。若控制不當，嚴重的泡沫渣也會引發事故。從化學分析上看，碳氧反應對溫度要求苛刻，在熔池溫度1470℃以下時，碳氧反應受到壓制，反之能順利進行；如果煉鋼吹煉過程中鐵質降溫料加入過于集中、過快，使熔池溫度低于1470℃，而隨著碳氧反應產生的熱量增加，爐內溫度升高，這時熔渣中形成FeO大量聚集，氧化性增加使熔渣發拋形成泡沫渣，從而使CO氣體很難排出，在這種情況下，CO反應速度增加，很容易將爐渣噴出爐口，形成噴濺。下面根據圖1、圖2對此進行詳細分析。

圖1

圖2

圖中表示1階段是1-2序號時期（硅氧化期）；2階段是2-4序號時期（碳氧反應期）；3階段是5序號時期（碳氧反應后期）。

從開始著火吹煉至4分鐘左右是圖1、圖2中1階段硅氧化進行的時期。可表現為著火的同時加入活性石灰和白云石量過多，熔渣沒有完全融化，還有部分是固體狀。在1階段時期，由于熔池形成的熔渣少，脫碳反應速度不快，溶池液面低，爐渣的泡沫化不變，不容易造成噴濺。最容易產生噴濺的時期是圖中1階段即硅氧化接近結束和2階段碳氧反應的時期。2階段的碳氧反應產生的氣體量也在增加，并開始接近最高值，這時爐渣分為2層，即(FeO)多，(CaO)少的低熔點易起泡沫層和尚未渣化的石灰層。含有(FeO)較多的爐渣易發生泡沫性噴濺。但是噴濺強度較輕，時間不長。因為此時的渣量少，且渣中(FeO)被還原，活性石灰融化開始渣化，渣中(CaO)含量增加，爐渣變“干”、變粘。由于此時不是發生脫碳的最激烈期，氣體的發生量沒達到最大值，且硅已被氧化完，(SiO2)含量不再變化，而(FeO)含量由于被溶池中的碳所還原逐漸降低，一般不會發生噴濺。而2階段是脫碳最激烈的時期，此時熔池內氣體生量已達到最高值，爐渣中的(FeO)含量不斷增加，爐渣泡沫化，容易發生噴濺[1]。

1.2 噴濺造成的危害

（1）發生噴濺時，噴濺物中帶有金屬顆粒和大量液態熔渣，增加鐵損率，大噴時更會增加，會造成惡性噴濺事故。因此避免噴濺就等于提高鋼產量。

（2）噴濺產生的大量煙塵污染環境和危害人身健康。

（3）惡性噴濺會引發安全事故，容易引起火災和燙傷人員、燒壞設備。

（4）噴濺時大量爐渣噴出，嚴重影響鋼水質量和損失大量熱量，會降低操作的穩定性，提高冶煉操作的難度和供氧強度的降低，增加冶煉周期，影響產量。

2 控制噴濺的具體措施

在前面的分析中，控制噴濺的手段是在于轉爐吹煉過程中熔渣的動態控制。操作中預防噴濺的基本措施是︰控制好熔池溫度，吹煉前期溫度不太低，吹煉中、后期溫度不太高。同時應避免加料過于集中的降低熔池溫度，以確保碳氧反應均衡發展，同時控制好渣中(FeO)含量，使渣中(FeO)出現不明顯的聚集現象，防止爐渣爆發性碳氧反應。在吹煉中期注意控制渣中(FeO)，避免爐渣嚴重“返干”，造成金屬噴濺[2]。我們可以根據轉爐吹煉的具體情況，控制好以下方面，噴濺現象是可以避免的。

2.1 控制裝料制度

嚴格控制好裝入量,裝入量是決定轉爐產量及控制噴濺的主要因素之一。確定好裝入量時，要考慮好爐子的爐容比、熔池深度和爐子的附屬設備相適應。裝入量過多和爐容比過小都容易造成噴濺。

2.2 控制好吹煉槍位和供氧強度

轉爐吹煉開吹就可以采用氧槍高槍位操作，使渣中Σ(FeO)含量快速增加。但不要長時間過高吹氧，爐渣中Σ(FeO)含量大量增加，將引起惡性噴濺。在操作當中分兩種操作模式：硬吹時，渣中的Σ(FeO)含量過低，熔渣變“干”，熔渣不能覆蓋住鋼液表面上,強烈的氧氣流股帶著鋼液蹦出爐口，形成金屬性噴濺。這時應及時提高槍位和適當的減少供氧強度，增加渣中Σ(FeO)含量，使熔渣變稀。軟吹時，渣中Σ(FeO)含量增加，氧化性升高，吹煉持續時間過長會引起大量熔渣發生泡沫化生成大量CO氣體，容易形成惡性噴濺。這時應及時降低槍位和適當的減少供氧強度，減少渣中Σ(FeO)含量，使熔渣變干。因此，必須正確適當的調整槍位和供氧強度。

2.3 控制好造渣制度

造渣是煉鋼的一項重要操作，前期采用小批量、多批次的加入方法，以保證活性石灰融化，快速形成熔渣，并控制熔渣活度在合適的范圍中，可使轉爐煉鋼達到噴濺少、去除磷和縮短冶煉周期的最佳效果。同時熔渣黏度也應滿足轉爐護爐的需要，渣中的Σ(MgO)含量達到10%左右，熔渣不要太稀，出鋼后可適當的放掉少部分渣量來保證濺渣護爐的效果。另外，吹煉前確定好鐵水成分，因鐵水硅含量高，爐中生成的熔渣量過大，容易發生惡性噴濺。因此采用雙渣法操作，是可以避免噴濺的。

3 結語

如何減少和避免轉爐噴濺是我們鋼廠的重要課題之一，只要我們根據以上措施來提高自身的操作技能水平和責任心，就能為我們鋼廠創造出優質合格的鋼水、增加效益，給我廠后部工序提供強有力的保證。

[1]王世杰.《企業科技與發展》[M].2009.

[2]朱苗勇.現代冶金學[M].北京:冶金工業出版社,2008.