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轉(zhuǎn)爐終點氧含量影響因素分析與控制措施

文檔作者：蘭天，陳建梁，李志強(qiáng) 文檔來源：寶鋼湛江鋼鐵有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年04月26日
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2013年第3期(總第90期)
婦i夏與芋釷
ENERGY AND ENERGY CONSERVATION 2013年3月
裂豢磷囊
轉(zhuǎn)爐終點氧含量影響因素分析與控制措施
蘭天，陳建梁，李志強(qiáng)
(寶鋼湛江鋼鐵有限公司，上海200941)
摘要： 簡述了轉(zhuǎn)爐終點氧含量高帶來的危害，分析了影響終點氧含量的影響主要因素，研究了轉(zhuǎn)爐終點碳、終點溫
度以及底吹效果對鋼水氧含量的具體影響，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步提出了控制轉(zhuǎn)爐鋼水氧含量的措施。
關(guān)鍵詞：氧含量；終點碳；底吹
中圖分類號：TF713 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095—0802一(2013)03—0102—02
Study on Factors to Affect the Oxygen Content of Molten Steel and controlling methods at
Blowing End-piont of BOF Steelmaking
LAN Tian，CHEN Jian-liang，LI Zhi-qiang
(Baosteel Zhanjiang Iron＆Steel Co．，Ltd，Shanghai 200941，China)
Abstract：The paper briefly talked about hazards from the oxygen content．And found the mainly factors to affect the oxygen
content at blowing．end—point of BOF steelmaking．Studying on how the EPC．EPr and bottom blowing affects the oxygen content
in molten steel．Then it took out the methods that reduced the oxygen content at Blowing End—point of BOF Steelmaking．
Key words：oxygen content；end-point carbon(EPC)；bottom blowing
0前言1轉(zhuǎn)爐終點氧含量影響因素分析
由于市場對鋼材的要求越來越高，勢必要求生產(chǎn)
鋼種的潔凈度越高。影響鋼的潔凈度因素主要是鋼中
的夾雜物，而鋼中夾雜物的主要來源是鋼中的氧含
量，氧含量越高，夾雜也就越多【11。鋼中氧含量高會
帶來以下不利影響：
a)影響鋼水純凈度及質(zhì)量，增加鋼中夾雜物圈；
b)降低鋼水收得率，增加鋼鐵料消耗；
c)增加合金消耗；
d)鋼水氧含量高，引起渣中(FeO)偏高，侵蝕
爐襯。
煉鋼的基本任務(wù)是脫碳、脫磷、脫硫、脫氧，去
除有害氣體元素和非金屬夾雜物，調(diào)整鋼液溫度和成
分網(wǎng)。而從工序來說，轉(zhuǎn)爐工序則是控制鋼水氧含量
的源頭，本文主要分析了影響轉(zhuǎn)爐停吹氧含量的主要
因素，并提出相應(yīng)的控制措施，旨在降低鋼水停吹氧
含量，提高鋼液潔凈度。
1．1轉(zhuǎn)爐終點碳含量的影響
理論上，根據(jù)碳氧反應(yīng)平衡原理，在一定溫度和
壓強(qiáng)條件下轉(zhuǎn)爐終點的碳氧積應(yīng)該是1個定值，但在
轉(zhuǎn)爐實際生產(chǎn)過程中，由于動力學(xué)等因素，碳氧質(zhì)量
分?jǐn)?shù)分布一般情況會在一定范圍內(nèi)波動(見圖1)【4】。
FoH
×
蚤o
L．J
《《
終點[CMX 10’6)
圖1 轉(zhuǎn)爐冶煉終點【c】一[0】關(guān)系
收稿日期：2013-02--01 ?．墨外，。壅吹煉末期，鐵碳存在孽擇性氧化，即當(dāng)
第一作者簡介：蘭天，1982年生，男，江西贛州人，2009年轉(zhuǎn)爐熔池內(nèi)碳含量反應(yīng)減少到臨界值范圍內(nèi)時，再吹
畢業(yè)于重慶大學(xué)冶金工程專業(yè)，助理工程師。人的0z會大量地和Fe元素發(fā)生反應(yīng)，生產(chǎn)氧化鐵造
·102·
0
0
O
0
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O
O
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0
0
巧∞巧∞巧∞乃叩巧
2
2
l
l
1
1
萬方數(shù)據(jù)
2013年第3期蘭天，等：轉(zhuǎn)爐終點氧含量影響因素分析與控制措施2013年3月
成轉(zhuǎn)爐鋼水終點氧含量偏高，文獻(xiàn)【5】報道臨界碳含量
約在250 X 10巧。所以建議在轉(zhuǎn)爐冶煉時，轉(zhuǎn)爐終點
的目標(biāo)碳含量應(yīng)該高于臨界值250 X 10。6，如果低于
這個值，轉(zhuǎn)爐脫碳的難度就會較大。
1．2轉(zhuǎn)爐終點溫度的影響
轉(zhuǎn)爐冶煉中存在的主要反應(yīng)是脫碳反應(yīng)：[C]+
『O]=CO，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即溫度的升高會阻礙反
應(yīng)的正向進(jìn)行。所以隨著轉(zhuǎn)爐終點溫度升高，在終點碳
含量不變的情況下，終點氧含量會隨之升高。對現(xiàn)場數(shù)
據(jù)進(jìn)行分析，同時考慮盡量減少爐齡因素的影響，取
寶鋼某廠300 t轉(zhuǎn)爐近2個月數(shù)據(jù)作為初始數(shù)據(jù)樣
本，對初始樣本數(shù)據(jù)停吹碳含量在(300～350)X 10。6
的數(shù)據(jù)帥選出來作為二次分析樣本數(shù)據(jù)。因為精煉工
藝路徑不同，鋼種的停吹溫度差別會比較大，如經(jīng)過
RH爐的鋼種轉(zhuǎn)爐停吹溫度平均約1 670℃，經(jīng)過LF
爐的鋼種轉(zhuǎn)爐停吹溫度平均約1 640℃，所以，對二
次分析樣本數(shù)據(jù)的鋼種按精煉路徑工藝進(jìn)行分類，一
類是精煉工藝路徑經(jīng)過RH爐的，另一類是精煉工藝
路徑經(jīng)過LF爐。見圖2所示：a)LF向：出鋼溫度
1 630℃～l 650℃，平均1 642℃，碳氧積平均
17．7，停吹碳含量平均320×10。6；b)RH向：出鋼溫
度1 650℃～l 690℃，平均1 673℃，碳氧積平
均21．2，停吹碳含量平均326×10巧。
LF向鋼種比RH向鋼種出鋼溫度低約31℃，碳
氧積平均低約3．5，樣本數(shù)據(jù)中兩者平均停吹碳相差
不大(LF向鋼種平均停吹碳320×10。6，RH向鋼種
[C]：326×10'，可以推斷：LF向鋼種的平均鋼水氧含
量比RH鋼種低約100×10巧。得出初步結(jié)論，停吹碳
含量相同前提下，停吹溫度降低約30℃，鋼水中氧
含量可降低約100×10。6。
C-0積／(×l 0、：)
▲LF訇(樣本數(shù)據(jù)55)一RH向(樣本數(shù)據(jù)270)
圖2碳氧積與溫度關(guān)系
1．3底吹因素的影響
對寶鋼300 t轉(zhuǎn)爐1個爐齡進(jìn)行現(xiàn)場觀察，對復(fù)
吹爐子整個爐役各個階段停吹鋼水氧含量進(jìn)行分類比
較：爐役前期，風(fēng)口全部裸露，底吹非常好；中期爐
子，風(fēng)口會發(fā)生部分堵塞，影響底吹效果；爐役后期，
會發(fā)生風(fēng)口全堵塞的現(xiàn)象，這是基本無底吹。圖3是這
三種狀態(tài)下，停吹鋼水氧含量的1個比較圖，從圖中
看出底吹風(fēng)口裸露比底吹風(fēng)口全部堵塞和部分堵塞的
轉(zhuǎn)爐終點鋼水碳氧積指數(shù)分別下降19％和1 3％。
根據(jù)現(xiàn)場實測的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出：風(fēng)口完全
堵掉，轉(zhuǎn)爐相對于是頂吹轉(zhuǎn)爐的情況下，停吹碳w[C1
彳=(300～500)X 10。6時，停吹氧含量W[0]-(800—
1 100)×10巧；風(fēng)VI效果比較好的條件下，即通常意
義的頂?shù)赘勾缔D(zhuǎn)爐的情況下，停吹碳w[Ck=(300—
500)×10’6時，停吹氧含量彬[O】_(400。750)x 10巧。
從上述分析中，可以看出爐子的風(fēng)口狀態(tài)好，底
吹效果好，底吹對鋼水的攪拌越充分，轉(zhuǎn)爐爐內(nèi)各個
反應(yīng)的化學(xué)動力學(xué)條件越好，從而可以降低鋼水中氧
含量。
2轉(zhuǎn)爐終點氧含量控制措施
a)合理控制終點目標(biāo)碳含量，目標(biāo)碳含量不低
于250×10巧。
采集煉鋼廠2#轉(zhuǎn)爐實績數(shù)據(jù)325組進(jìn)行分析，停
吹溫度在1 660℃～l 670 oC之間，氧含量隨碳含量
不同有如下規(guī)律：(a)碳含量在(200。300)×10南時，
氧含量在(650。950)X 10石；(b)碳含量在(300—
350)×10。6時，氧含量在(600—750)×10巧；(c)碳含
量在(351～400)×10巧時，氧含量在(500—700)×
10巧；(d)碳含量在(401．600)X 10。6時，氧含量在
(450—600)×10巧。
對于含碳量高的鋼種，可以通過采用拉碳操作來
提高停吹碳含量來，從而降低終點氧含量；對于低碳
鋼或者超低碳鋼，如IF鋼種，可以考慮停吹目標(biāo)碳
控制在(300。400)×10。6，這樣即可以在精煉工序完
成進(jìn)一步脫碳任務(wù)，也可保證轉(zhuǎn)爐終點氧含量控制在
750×10巧以下；
b)合理控制終點溫度。單從溫度對轉(zhuǎn)爐終點氧
含量的影響來講，轉(zhuǎn)爐終點溫度越低終點氧含量也就越
低。但是根據(jù)實際生產(chǎn)要求，轉(zhuǎn)爐終點的溫度必須能
保證滿足后工序的要求，所以要求合理控制好轉(zhuǎn)爐停
吹溫度，原則是在滿足后工序要求的前提下，出鋼溫
度越低越好；
c)強(qiáng)化風(fēng)口底吹效果。風(fēng)口裸露，轉(zhuǎn)爐內(nèi)碳氧
反應(yīng)的動力學(xué)條件越好，可以有效降低鋼水中含氧
量。就該煉鋼采集的數(shù)據(jù)來說，底吹效果很好時，平
均鋼水氧含量平均可控制660×10巧左右，當(dāng)風(fēng)口完
全堵掉的時候平均鋼水氧含量高達(dá)900×10。6左右。
特別是在爐役后期，風(fēng)口易堵塞。要保證風(fēng)口良好，
(下轉(zhuǎn)1 16頁)
·103·
萬方數(shù)據(jù)
2013年第3期妊漾與芊釷2013年3月
d)N03+N02=N205。
其中，NO，，N：0，只有在O，過量的情況下才會大
量產(chǎn)生。
如圖7為不同壓力下基元反應(yīng)O，+NO=NO：+0：隨
時間變化圖，由圖可知，在相同的反應(yīng)時間內(nèi)，當(dāng)反
應(yīng)壓力增大時，NO的轉(zhuǎn)化率也隨之增大。所以，加
壓不僅有利于基元反應(yīng)2NO+02=N02+NO的進(jìn)行，也
能加速03+NO=N02+02。
3結(jié)語
通過建立02氧化NO的反應(yīng)機(jī)理及進(jìn)行ROP系
數(shù)分析，并嘗試添加0，來優(yōu)化氧化過程，得到結(jié)論
如下：
a)通過加壓處理NO混合氣體使其氧化為NO：
是可行的；
b)氣態(tài)水與NO：反應(yīng)生成HNO，，但是速度
較慢；
C)反應(yīng)壓力、溫度、反應(yīng)時間是影響0：氧化
NO的重要因素；
d)臭氧的添加可明顯加快NO向NO：的轉(zhuǎn)換；
e)NO，與N：O，等更高價態(tài)的Nq只有在臭氧過
量的情況下才能大量產(chǎn)生；
f)加壓也有利于基元反應(yīng)O，+NO=NO：+O：的
進(jìn)行。
參考文獻(xiàn)：
[1]鄒樂樂，張九天，魏一嗚，等．二氧化碳封存技術(shù)相關(guān)國際
法規(guī)與政策的回顧與分析CJ]．中國能源，2010，32(4)：15一
18．
[2]Kameda Tomohito，Uchiyama Naoya，Yoshioka Toshiaki．Re—
moval of HCl，S02 and NO by treatment of acid gas with
Mg-A1 oxide slurry[J]．Chemosphere，2011，82(4)：587-591．
[3] White Vince，Torrente—Murciano Laura，Sturgeon David，et
a1．Purification of oxyfuel—derived C02 l J J．International
Journal of Greenhouse Gas Control，2010，4(2)：137—142．
[4]王智化，燃煤多種污染物一體化協(xié)同脫除機(jī)理及反應(yīng)射流
直接數(shù)值模擬DNS的研究(博士學(xué)位論文)[D]．杭州：浙江
大學(xué)，2005．
(責(zé)任編輯：高志鳳)
◇●o●<>●o●<>●<>●o●o·o●◇●o●o·o●o●o●o●o●o●o●o·o●o●o●o●◇●o●o●o‘<>●o●o●o●o·◇●o·<>●o●o·o●o·o●o·o●o·o●o●o●o●
(上接103頁)
在爐役中后期加強(qiáng)濺渣護(hù)爐和必要的化爐底操作，以[3]
保證良好的底吹效果，降低鋼水氧含量。另外，轉(zhuǎn)爐
爐齡追求經(jīng)濟(jì)爐齡，不追求長爐齡。[4]
3結(jié)語[5]
a)合理控制轉(zhuǎn)爐終點碳含量，可降低終點氧含
量：終點碳含量下限高于臨界值250×10。6；在滿足鋼
種的前提下，適當(dāng)?shù)奶岣呓K點碳含量；
b)停吹碳含量在(300。350)X 10巧時，停吹溫度
從1 670℃降低到1 640 oC，停吹鋼水氧含量可降
低約100 X 10。6；
C)合理控制轉(zhuǎn)爐停吹溫度，可降低終點氧含量
高：在滿足后道工序要求溫度的前提下，降低轉(zhuǎn)爐停
吹溫度；
d)維護(hù)好轉(zhuǎn)爐底吹風(fēng)口，能有效降低終點氧含
量：加強(qiáng)濺渣護(hù)爐和必要的化爐底操作；轉(zhuǎn)爐追求經(jīng)
濟(jì)爐齡。
參考文獻(xiàn)：
[I]蔡開科．轉(zhuǎn)爐冶煉低碳鋼終點氧含量控制[J]．鋼鐵，2009
(5)：27—31．
[2]武殉，包燕平，岳峰．影響轉(zhuǎn)爐終點碳氧積的因素分
析[J]．鋼鐵研究，2010．38(2)：26—29．
·116·
黃希祜．鋼鐵冶金原理(修訂版)[M]．北京：冶金工業(yè)出版
社．1995．
王登峰．復(fù)吹轉(zhuǎn)爐終點氧含量控制與預(yù)報[D]．武漢：武漢科
技大學(xué)，2005．
馮捷，包燕平，岳峰．轉(zhuǎn)爐冶煉IF銅終點氧含量控制分
析[J]鋼鐵釩鈦，2010，01：74—78．
(責(zé)任編輯：高志鳳)
掣堂肇坐逝逝糇
a能源知識※
湊芥芥帶恭芥豢
選煤廠工藝組成
一般來說，選煤廠由以下主要工藝組成。
a)原煤準(zhǔn)備：包括原煤的接受、儲存、破碎和篩分；
b)原煤的分選：目前國內(nèi)的主要分選工藝包括跳
汰一浮選聯(lián)合流程；重介一浮選聯(lián)合流程；跳汰一重介一浮
選聯(lián)合流程；塊煤重介一末煤重介旋流器分選流程；此
夕l-ff-有單跳汰和單重介流程；
C)產(chǎn)品脫水：包括塊煤和末煤的脫水，浮選精煤脫
水．煤泥脫水：
d)產(chǎn)品干燥：利用熱能對煤進(jìn)行干燥，一般在比較
嚴(yán)寒的地區(qū)采用；

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