探讨转炉喷溅产生原因及控制技术

王明森 吝国强 杨贺

日照钢铁有限公司 山东日照 276806

摘要:转炉生产过程中，容易发生喷溅问题，一般发生在转炉的下枪吹炼过程中，需要结合具体的喷溅问题，找出喷溅的原因，经过综合物料的平衡与热平衡的计算和分析，合理的进行布料和枪位，对生铁物料的使用进行合理的控制，加强人为的调整和操作，改善转炉内部的反应速度，可以有效的避免转炉喷溅问题的发生，同时有利于降低企业的生产成品，避免物料浪费。文章对转炉喷溅的产生原因进行分析，介绍常用的控制技术，仅供参考。

关键词：转炉;喷溅;原因;控制技术

前言：近些年来，我国钢铁企业在发展过程中面临着经济危机与产能过剩的双重压力，在钢铁企业的生产过程中，矿石的质量存在很大的差异^[1-2]，品味差异十分明显，这就导致高炉的生产过程中铁水成分的波动很大，对转炉吹炼过程中的物料与热量平衡状态产生一定的影响^[3-4]，所以出现了转炉喷溅的问题发生。转炉喷溅问题对钢铁的材料质量降低具有一定的影响^[5]，同时也威胁着工作人员的生命健康，因此，相关管理人员应该提高转炉喷溅问题的重视，找到发生喷溅问题的根源，采用合理的技术进行控制，对提高企业的经济效益，实现钢铁企业的安全生产具有重要的作用。

1喷溅种类与成因分析

1.1喷溅种类

在转炉的运行过程中，喷溅主要发生在转炉下枪吹炼环节中，一般喷溅的类型主要有前期喷溅、中期喷溅与后期喷溅。喷溅问题的发生严重期是喷溅前期，喷溅前期对环境的污染程度与钢铁的消耗最大。转炉的前期喷溅中，由于转炉的公称容量与实际的转炉型号存在差异，所以喷溅问题一般发生在锰氧与硅氧的反应中，在后期多发在碳氧氧化反应初期。转炉中期碳与氧的氧化反应期会出现温度剧烈上升的情况，打破了转炉吹炼中期的碳氧反应平衡，所以出现了干性的金属喷溅物质，在喷溅渣中富集氧化铁物质。另外，熔炉中的温度波动很大，也容易造成中期的渣与半钢物质发生喷溅。转炉后期发生喷溅的问题主要原因是由于人为做操不当造成，没有按照相应的标准进行转炉的操作，比如后期下枪拉碳的速度过快，造成熔炉池内突发聚集的碳氧氧化反应，所以导致喷溅问题的发生。

1.2喷溅原因

1. 转炉前期吹炼加料不当。由于加料过于集中，造成炉渣表面具有较大的张力，在继续的升温过程中，熔渣内部的氧化反应十分剧烈，碳氧氧化效果十分强烈，所以造成了喷溅问题的发生，主要的表现有浓烟，伴有红色铁流，在炉口处有块状的物质喷出，在溜渣板面形成块状的堆积物质，当温度下降可以轻易剥落。在处理炉口或者遇到水，会发现有明显的石灰颗粒物质。

2. 前期吹炼中的温度控制问题。在前期的生产过程中，由于温度没有得到有效的控制，同时相关的生产辅料也没有及时的添加，导致枪位过高。比如一些含铁的物料使用不当，这种喷溅的铁水成分会表现出异常。当吹炼第一批物料时，由于炉内氧化铁的含量相对较高，会导致内部硅与锰反应十分剧烈，随着第二批物料的加入以及温度的升高，炉渣会伴随化学反应发生剧烈的喷涌，待冷却后会发现炉渣内部存在大量的气孔。转炉前期喷溅属于低温喷溅，产生喷溅的原因主要是由于熔池内部的氧化铁消耗的平衡被打破，当中期出现大量的氧化铁，炉内会出现碳与氧发生剧烈的氧化反应，随着温度的升高导致喷溅问题的发生。

3. 在后期的喷溅中，主要是由于炉内的碳与氧的反应效果减退，而炉渣内部的氧化铁含量出现了明显的上升。另外，熔池内部的碳到达一定的含量，操作人员在转炉操作时，降枪过快，导致炉渣中的氧化铁与钢水中的碳发生反应，最终出现了炉渣喷溅的问题。

2转炉喷溅的控制技术

结合以上对前期喷溅的成因分析和了解，我们知道，造成转炉前期喷溅的主要原因是由于辅料投入和布料工作的影响，使铁水硅数由底变高，化渣趋势也较为明显同时，前期的化学热量也随之增加。这种喷溅主要是由于温度控制不当与辅料加入时间欠妥产生，所以技术人员可以对加料时机进行有效的控制，在实际的操作过程中，合理的调整加料方式与加料量，可以有效的减少转炉前期吹炼过程中的喷溅问题发生。在辅料的加入过程中，需要结合氧化铁辅助化渣，如果炉中的氧化铁含量不足，则会导致前期的熔渣效果不良，所以应该避免前期化渣不良导致喷溅，确保熔渣有足够的熔融时间。技术人员还应该采取有效的措施降低熔池的温度，适当的增加熔渣中的氧化铁含量，减弱熔池中的化学反应效果，对氧化铁化渣功能及时补充。

控制中期喷溅的方式需要明确中期转炉中主要是碳氧氧化反应，在具体的碳氧氧化反应过程中，主要采用钢液中的碳氧化与炉渣中的氧化铁进行传氧。随着温度的逐渐增高，炉渣消耗的氧化铁量也逐渐增多，基于此，技术人员对炉内的氧化铁的生成与消耗是有效控制转炉中期喷溅的关键。在具体的操作过程中，结合实际的炉内温度变化，应保持化学反应中氧化铁量的消耗与温度上升曲线保持一致，在不同公称容量的转炉中，降低20℃的冷料中加入的含铁物料，可以有效的缓解炉内的碳氧高峰期的40s氧化铁的消耗量。

在后期的喷溅控制过程中，后期如果吹炼正常，则转炉内的炉渣会保持翻腾的状态，同时，炉口和烟罩上有渣片和渣流流动，采用快速下枪拉碳和控制泡沫渣的方式是有效降低炉渣氧化铁含量的有效方法，促进氧化铁物质的还原并进入钢液中，有利于提高铁元素的回收和利用。在高温条件下，降低炉渣中氧化铁含量可以降低转炉炉衬耐材的消耗和侵蚀，利用这种提升与降低的操作技术，可以有效的对炉内的化学反应情况进行试探，判断化学变化情况，同时，也在一定程度上降低了转炉炉内的炉渣泡沫化，最终实现后期快速下枪拉碳的工作目标。

结论：通过以上关于转炉喷溅产生原因的分析，我们对控制技术进行了介绍，通过人工加料调整，对炉内的化学反应速度进行调整，目的是降低转炉喷溅问题的发生。同时有利于节约企业的材料和运行成本，管理人员应该对转炉喷溅问题进行重视，优化物料用量标准，完善物料加入模式，有效的防止转炉喷溅问题的发生。

参考文献：

1. 任宏伟,周德馨. 转炉喷溅产生原因及控制技术[J]. 天津冶金,2017(3):11-13.

[2]胡省腾,钱志龙. 70t转炉炉内防喷溅操作实践[C]. //2012年中南·泛珠三角炼钢连铸学术交流会. 2012:196-200.

[3]张立君. 基于转炉CO气体分析的炼钢喷溅控制技术[J]. 山西冶金,2020,43(6):127-135.

[4]温福新. 转炉无喷溅稳定控制技术研究与开发[J]. 冶金信息导刊,2016,53(4):40-44.

[5]虞大俊,王多刚,郑毅,等. 转炉少渣冶炼技术研究与应用[Z]. 上海梅山钢铁股份有限公司. 2018.