3-40 什么是轉爐煉鋼的物料平衡與熱平衡，物料平衡與熱平衡計算的原理是什么，物料平衡與熱平衡計算有什么意義?
物料平衡是煉鋼過程中加入爐內參與煉鋼過程的全部物料與煉鋼過程的產物之間的平衡關系。熱平衡是煉鋼過程的熱量來源與支出之間的平衡關系。
通過物料平衡和熱平衡的計算，結合煉鋼生產的實踐，可以確定許多重要的工藝參數。對于指導生產和分析、研究、改進冶煉工藝、設計煉鋼車間、選用煉鋼設備以及實現煉鋼過程的自動控制都具有重要意義。
3-41 出鋼溫度是怎樣確定的?
出鋼溫度首先取決于所煉鋼種的凝固溫度。而凝固溫度要根據鋼種的化學成分而定。
鋼液的凝固溫度計算有多種經驗公式，目前常用的凝固溫度計算公式是
3-42 什么是冷卻劑的冷卻效應，各冷卻劑之間的冷卻效應值是怎樣換算的?
在一定條件下，加入1kg冷卻劑所消耗的熱量就是該冷卻劑的冷卻效應。
冷卻劑吸收的熱量包括冷卻劑提高溫度所消耗的物理熱和參加化學反應消耗的化學熱兩個部分。
Q冷=Q物+Q化
Q物取決于冷卻劑的性質以及出鋼溫度。Q化不僅與冷卻劑本身的成分和性質有關，還與冷卻劑在熔池內參加的化學反應有關。在不同條件下，同一冷卻劑可以有不同的冷卻效應。
3-43 吹煉過程中怎樣控制和調整熔池溫度?
在吹煉過程中，可根據爐口火焰特征和參考氧槍冷卻水進出水溫度差判斷熔池的溫度。過程溫度的控制首先應根據終點溫度的要求，確定冷卻劑加入總量，然后在一定時間內分批加入。廢鋼是在開吹前一次加入。鐵礦石和氧化鐵皮又能起到助熔劑的作用，可隨造渣材料同時加入。若發(fā)現熔池溫度不合要求，憑經驗數據加入提溫劑或冷卻劑加以調整。
3-44 由于鐵水因素的變動，如何調整冷卻劑用量?
計算廢鋼加入量應考慮以下因素。
(1)由于鐵水成分變化引起廢鋼加入量的變化。
(2)由于鐵水溫度變化引起廢鋼加入量的變化。
(3)由于鐵水加入量變化引起廢鋼加入量的變化。
(4)目標停吹溫度變化引起廢鋼加入量的變化。
除上述情況以外，還有其他情況下溫度控制應當修正值，如鐵水入爐后等待吹煉、終點停吹等待出鋼、鋼包粘鋼等。在出鋼前若發(fā)現溫度過高或過低時，應及時在爐內處理，決不能輕易出鋼。
3-45 什么是終點控制，終點的標志是什么?
終點控制主要是指終點溫度和成分的控制。對轉爐終點的精確控制不僅要保證終點碳、溫度的精確命中，確保S、P成分達到出鋼要求，而且要求控制盡可能低的鋼水氧含量〔O〕
轉爐兌入鐵水后，通過供氧、造渣等操作，經過一系列物理化學反應，而達到該鋼種所要求的成分和溫度的時刻，稱為“終點”。
到達終點的具體標志如下。
(1)鋼中碳含量達到所煉鋼種要求的控制范圍；
(2)鋼中P、S含量低于規(guī)定下限要求的一定范圍；
(3)出鋼溫度保證能順利進行精煉和澆注；
(4)達到鋼種要求控制的氧含量。 ’
3-46 什么叫終點控制的“雙命中”，后吹有什么危害?
通常把吹煉中鋼水的碳含量和溫度達到吹煉目標要求的時刻，停止吹氧操作稱做“一次拉碳”。一次拉碳鋼水中碳含量或溫度達到目標要求稱為命中，碳含量和溫度同時達到目標要求范圍叫“雙命中”。
所以準確拉碳，減少后吹，提高終點命中率是終點控制的基本要求。采用計算機動態(tài)控制煉鋼，終點命中率可達90％以上，控制精度ω[c]為?0.015％，溫度t為?12℃，而靠經驗煉鋼，終點命中率只有60％左右。由于終點命中率大幅度提高，因此鋼水中氣體含量低，鋼水質量得到改善。
一次拉碳未達到控制的目標值需要進行補吹，補吹也稱為后吹。拉碳碳含量偏高、拉碳硫、磷含量偏高或者拉碳溫度偏低均需要補吹。因此，后吹是對未命中目標進行處理的手段。后吹會給轉爐冶煉造成如下嚴重危害。
(1)鋼水碳含量降低，鋼中氧含量升高，從而鋼中夾雜物增多，降低了鋼水純凈度，影響鋼的質量。
(2)渣中TFe增高、降低爐襯壽命。
(3)增加了金屬鐵的氧化，降低鋼水收得率，使鋼鐵料消耗增加。
(4)延長了吹煉時間，降低轉爐生產率。
(5)增加了鐵合金和增碳劑消耗量，氧氣利用率降低，成本增加。
3-47 終點碳控制有哪些方法，各有什么優(yōu)缺點？
終點碳控制的方法有：一次拉碳操作、低碳低磷增碳操作和高拉碳低氧操作。
A一次拉碳操作
根據終點碳和溫度的要求進行吹煉，終點碳和溫度同時達到目標時提槍，這種操作稱為一次拉碳。一次拉碳要求操作技術水平高，其優(yōu)點是可以消除后吹的危害。
B低碳低磷操作
終點碳的控制目標是根據終點鋼中硫、磷含量情況而確定，只有在低碳狀況下爐渣才更利于充分脫磷；由于碳含量低，在出鋼過程必須進行增碳，到精煉工序再微調成分以達到最終目標成分要求。
除超低碳鋼種外的所有鋼種，終點均控制在ω〔c〕=0.05％～0.08％，然后根據鋼種規(guī)格要求加入增碳劑。
這種操作的優(yōu)點是
(1)只有終點碳低時，熔渣TFe含量高，脫磷效率才可能提高。
(2)操作簡單，生產率高。
(3)操作穩(wěn)定，易于實現自動控制。
(4)廢鋼比高。
C 高拉碳低氧操作
高拉碳的優(yōu)點是終渣氧化鐵含量低、金屬收得率高、氧氣消耗低、合金收得率高、鋼水氣體含量少。但高拉碳法終渣氧化鐵含量較低，除磷有困難；同時，在中、高碳范圍拉碳終點的命中率也較低，通常須等成分確定是否補吹。因此，要根據成品磷的要求，決定高拉碳范圍，既能保證終點鋼水氧含量低，又能達到成品磷的要求，并減少增碳量。
3-48 如何判斷終點鋼水中的碳含量?
現代煉鋼是通過副槍探頭測定碳含量，或對煙道中爐氣連續(xù)檢測分析預報終點碳。如尚未使用副槍和爐氣分析預報等動態(tài)控制手段，仍然需要憑經驗入工判斷終點。用紅外碳硫分析儀、直讀光譜儀分析成分決定出鋼。人工憑經驗判斷終點碳的方法如下。
A 看火焰
轉爐內碳氧化在爐口形成了火焰。爐口火焰的顏色、亮度、形狀、長度隨爐內脫碳量和速度有規(guī)律地變化，所以能夠從火焰的外觀來推斷爐內的碳含量。
在吹煉前期碳氧化量少溫度低，所以爐口火焰短，顏色呈暗紅色；吹煉中期碳開始激烈氧化，火焰白亮，長度增加，也顯得有力；當碳含量進一步降低到0.20％左右時，由于脫碳速度明顯減慢，這時火焰要收縮、發(fā)軟、打晃，看起來火焰也稀薄些。煉鋼工根據自己的具體體驗可以把握住拉碳時機。
B 看火花
在爐口有爐氣帶出的金屬小粒，遇到空氣后被氧化，產生火花。碳含量越高(ω〔c〕>1.0%)火花呈火球狀和羽毛狀，火花彈跳有力；隨碳含量的逐漸降低火花依次爆裂成多叉、三叉、二叉，彈跳力也隨之減弱；當碳ω〔c〕<0.10％時，火花幾乎消失，跳出來的均是小火星和流線。
C 取鋼樣
在正常吹煉條件下，吹煉終點拉碳后取鋼樣，將樣勺表面的覆蓋渣撥開，根據鋼水沸騰情況可判斷終點碳含量。
ω〔c〕=0.3％～0.4％時：火花分叉較多且碳花密集，彈跳有力，射程較遠。
ω〔c〕=0.18％一0。25％時：火花分叉較清晰，一般分為4～5叉，弧度較大。
ω〔c〕=0.12％～0.16％時：碳花較稀，分叉明晰可辨，分為3～4叉，落地呈“雞爪”狀，跳出的碳花弧度較小，多呈直線狀。
ω〔c〕<0.10％時：碳花彈跳無力，基本不分叉，呈球狀顆粒。
ω〔c〕再低時，火花呈麥芒狀，短而無力，隨風飄搖。
同樣，由于鋼水的碳含量不同，在樣模內的碳氧反應和凝固也有區(qū)別，因此可以根據凝固后鋼樣表面出現結膜和毛刺，憑經驗判斷碳含量。
此外還可以用吹煉一爐鋼的供氧時間和氧氣消耗量作為拉碳的參考。
同時采用紅外碳硫分析儀、直讀光譜儀等成分的快速測定手段驗證經驗判斷的準確性。
3-49 紅外碳硫分析儀的工作原理是怎樣的?
紅外碳硫分析儀是利用被測氣體CO2和SO2對紅外線具有選擇吸收的原理進行氣體定量分析的儀器。試樣在瓷性坩堝中，通入氧氣經高頻感應加熱燃燒，試樣中的碳和硫氧化生成CO2、SO2。經氧氣載流送入檢測單元，CO2、SO2吸收紅外能量，因而檢測單元接受的能量減少，根據紅外能量的衰減變化與被測氣體濃度間的關系可以確定被測氣體的濃度，進而求出試樣中C、S元素的含量，分析結果以質量分數直接顯示。
3-50 終點溫度過高或過低如何調整?
發(fā)現終點溫度高于目標值，補救的辦法是向爐內加冷卻劑(鐵礦石或生白云石)，根據冷卻劑的冷卻效應確定用量。加入大量冷卻劑后要降槍點吹，以防渣料結團和爐內溫度不均勻。當終點碳含量高、溫度也高時，用鐵礦石調溫；如終點溫度高、碳含量不高時，可用生白云石或石灰石調溫。用礦石調溫應注意防止爐口冒煙，影響環(huán)境。
吹煉終點溫度過低，若終點碳在鋼種目標值的上限，可采用補吹提溫。若終點碳低，通常的辦法是向爐內加硅鐵或焦炭，補吹提溫。根據鋼種成分碳含量要求，在鋼包內進行增碳。用硅鐵提溫應根據硅鐵含硅量補加石灰，同時考慮補加石灰對爐溫的影響；用焦炭提溫應考慮其對鋼水的增硫量。
來源：鋼鐵技術網
冀公網安備13050002001422號