首钢京唐钢铁联合有限责任公司 河北唐山 063000
摘要：大多数钢铁公司，其钢厂转炉炼钢吹炼前期，会出现脱磷率低、终点钢中氧含量过高、出钢温度过低等一系列问题，为了更好的避免上述多种问题出现，相关产业开始进行了对氧枪喷头参数以及吹炼枪位曲线的优化，进一步加强透气砖维护。另外，对氧气管道压力和喷头射流流场的损坏程度和特点都进行了检测，同时针对其相关内容进行了射流和熔池作用的水模试验。试验结果表明，优化措施实施后能够有效的改善上述问题，大量增加废钢用量，获取经济利益的同时，也达到了生产低碳优质深冲钢需求的技术水准。
关键词：转炉炼钢；脱磷率；氧含量；终点温度；工艺优化
先进技术在投入到钢厂使用后，能够实现设备运转快速且运转功效正常。大多数工厂内员工们都运用小型转炉生产普碳钢，很少有对大型转炉生产低碳优质深冲钢操作技术熟悉的。例如，在供养、复吹技术等方面仍存在很大问题，这也导致了其在操作过程中出现呛零不达标，钢中含氧量不达标等现象。一些钢厂与钢铁研究总院合作，经过他们不懈努力，终于解决了大型转炉生产过程中出现的技术问题，并且也得到了很好的技术经济指标。
一、氧气管道压力损失和喷头射流流场测定
为了更好的对氧枪喷头进行设计和制定相应的供养制度，对管道压力损失进行测定，可以为其提供基础数据。在测量过程中需要加工一个和现用喷头相同的当量喉口，而吼吼的前端应端放皮托管，并且与压力表相连接。这样就可以同时记录不同氧流量操作室压力与当量吼口前的压力数据，两者之差就为所测定的氧气管道压力损失，具体数据如下图所示。
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一些大型的钢厂氧枪的氧气流速为33m/s，但是其氧气管道的损失程度较大。
依据测试气筒供气能力来进行射流流场测定，同时运用模型流量和喷头实际流量的15%进行相应的测评。在整个项目的测试过程当中，主要包含喷孔射流中心速度以及压力衰减、不同枪位等速度分布图等等。
图1为喷孔中心线上个流速度衰减情况。
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图1 喷孔射流中心线上速度衰减
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图2 不同喷吹条件的熔池混匀时间
正常的转炉吹炼操作在35～45d内，有部分钢厂恒枪位高度就位35d。这些工厂供养强度较低，但其工作氧压为绝对氧压，射流中心到熔池表面速度也可达到一定标准，按照相关的数据和各种原理可以依次计算出相关数值，如射流对熔池的穿透深度等。钢枪位以及表压达到一定水平，那么其熔池穿透深度就可以达到指标深度。在空气中所测量的穿透深度要比实际数值低，其主要原因是空气密度相比转换炉气密度要大13倍左右，而且射流速度呈不断衰减的状态，测量出的穿透深度仅仅作为参考数值，在我通过真正的吹炼效果比对，才能进一步确定其合适的穿透值。
二、氧射流与熔池作用的水模试验
依据类似原理，运用溶体重力和气体惯性力的数值比，进行将周正弗劳德准数作为电信准数的水模试验。该项目主要经的数据为射流对熔池穿透深度、熔池混匀的时长等等。图2所展示的内容就是不同喷射条件下，容迟混匀时间的对比图。
当各个数据符合一般付出转炉规律时，枪位和流量会呈现反比状态，枪位低且流量大，而这时的混匀时间就较短，没有复吹时混匀时间延长多。若将a点的枪为平均混匀时间定为混匀百分之百，那么必点则为混匀92.5%，非典则为136%。或熔池中含有废钢，他们按照一定比例期混匀市场也会大大增加，出现这种原因主要是因为非铁在熔池中运作，需要消耗忠实的能量并且增加熔池工作的阻力。依照其不同废铁在熔池中的悬浮状态，测定出其需要进行搅拌的能量，依照两种数据进行数值图像绘制，如图3所示。图中悬浮能量是指废钢在熔池中所呈现的悬浮状态所需最小的熔池搅拌能量。
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图3熔池总搅拌能与废钢单重的关系
由图可知，热废钢单重量的增加，其熔池搅拌能量的需求量也在不断的升高，那么对于一些钢厂来说，其转炉使用的废钢单量应低于1500千克。当废钢厚度不大于160mm时，其所测试的结果与本课题组以往的测试结果才会比较相近。
通过喷射实验来看，大多数的钢厂吹炼条件下喷射量小，主要还是因为画渣程度不足，从而产生金属喷溅导致的。
自从LD转炉投产开始，射流与熔池和氧射流流场性质的作用一直是相关人员研究的重点。因转炉吨位扩大，其需求的养强度也不断提升，直接导致多口喷头的应用和冶炼技术要求逐渐提高，这些都是着重研究上述两种数据关系的原因。在以往相关方面的研究上，国外的企业研究单位在该方面更为系统和深入。
三、优化喷头参数
邯宝钢厂转炉吹炼工艺的主要问题是初期化渣不好，前期脱磷率低，后期脱磷任务重，造成炉渣和钢水过氧化。
邯宝钢厂原用喷头为5孔，为改善化渣情况，将喷孔改为6孔。第一个喷头的马赫数和喷孔喉口总面积都未改变，只增加1个喷孔，这样可使操作人员易于适应新喷头的特点。经过试用后，为提高氧射流对熔池搅拌能力和改善化渣，采用2号6孔喷头，喷孔喉口直径减少到42.0mm，喷孔喉口总面积由92.37cm2减少到83.13cm2，喷孔倾角增加到16°。喷头参数如表1所示。
表1氧枪喷头参数
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四、优化吹炼枪位曲线和加强透气砖维护
在吹炼过程中，你知道相应的龙池反应所需数据，制定好合理的枪位曲线十分重要。横墙为操作，实际上并不能够满足优质吹炼低碳深冲钢需求。依照钢厂的不同情况，可以制定出五种不同材料条件情况的吹炼枪位曲线。优化后的曲线程度会符合国内大多数大型转炉所需的基本制度要求。
吹炼基本上可以分为三个过程。一期，因炉内含有大量的氧化铁，所以其初期主要提高脱磷能力，帮助石灰加速融化，提升溶池温度，同时融化掉其中的部分废钢；二期，为碳氧化期。因溶池中拥有较高含碳量，可以利用脱碳反应将铁矿石和烧结矿进行还原；三期，这时的脱碳速率已经逐渐下降，熔池的残渣中氧化铁升高。
为提升复吹技术采取相应措施：
1）加强吹炼前后期以及建渣护炉期的底吹供气量，脱碳器将供气量降低；
2）确保在合适范围内对炉底结渣量进行减少，主要方式为控制中渣碱度氧化镁以及氧化铁；
3）对透气砖压气流量进行及时检查。
4）被侵蚀过度透气砖进行更换。随着我国近些年来大型转炉复吹技术的提升，加强透气砖维护，可以防止结渣过厚，也可以实现复吹效果的提升。
总结
我国一直立志于转炉钢厂相应技术设备水平的提高，通过对炼钢流程的各个步骤进行优化和提升，而增加其洁净钢的效率成本，提高其生产效率。在这过程中先进炼钢技术也得到了广泛应用。
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