干式除塵轉(zhuǎn)爐二次下槍吹煉如何減少泄爆？

　　國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)爐煉鋼廠(chǎng)大多采用一槍吹煉到終點(diǎn)的冶煉技術(shù)，冶煉過(guò)程不起槍?zhuān)⑶乙睙捊K點(diǎn)的碳含量強(qiáng)制要求低于0.15%，此種技術(shù)顯然無(wú)法滿(mǎn)足品種鋼生產(chǎn)的終點(diǎn)低磷、高碳的技術(shù)要求。為實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)品種鋼的生產(chǎn)，干式除塵轉(zhuǎn)爐吹煉過(guò)程必須“起槍走雙渣”。此外，若吹煉終點(diǎn)高拉碳以后仍須進(jìn)行吹煉，也面臨吹煉過(guò)程中起槍并二次下槍吹煉的問(wèn)題。而煉鋼吹煉過(guò)程中起槍并二次下槍吹煉，有可能造成CO含量急劇上升，從而顯著提高泄爆發(fā)生頻率。因此，有必要研究一種避免CO含量增加的干式除塵轉(zhuǎn)爐二次下槍吹煉的方法。

　　日前，河鋼宣鋼研發(fā)的一種干式除塵轉(zhuǎn)爐二次下槍吹煉的方法獲得發(fā)明專(zhuān)利授權(quán)。該發(fā)明通過(guò)前期的頂吹氧氣流量實(shí)現(xiàn)熔池弱攪拌，使得二次吹煉前期的CO2含量逐步上升到15wt%、CO含量保持在<3%的水平，從而有效避免了CO含量的增加，降低了泄爆發(fā)生頻率。

　　控制機(jī)理及吹煉工藝

　　為解決泄爆問(wèn)題，河鋼宣鋼研究出一種技術(shù)方案：即干式除塵冶煉過(guò)程高拉碳以后二次下槍吹煉時(shí)，頂吹噴槍首先采用計(jì)算得到的氧氣流量吹煉80s——100s，然后正常吹煉即可。操作人員降下轉(zhuǎn)爐活動(dòng)煙罩的同時(shí)二次下槍?zhuān)褂檬謩?dòng)操作打開(kāi)頂吹噴槍的氮?dú)饨刂归y，使用氮?dú)獯祾叱龎m系統(tǒng)管路中的空氣與殘留的一氧化碳;吹掃后，頂吹噴槍切換成氧氣開(kāi)始吹煉。氮?dú)獯祾叱龎m系統(tǒng)管路至O2含量降至12%——14%。

　　具體而言，該干式除塵轉(zhuǎn)爐二次下槍吹煉的方法應(yīng)用下述機(jī)理及吹煉工藝：

　　前燒期的反應(yīng)機(jī)理。對(duì)吹煉過(guò)程中起槍并二次下槍吹煉的鐵水進(jìn)行吹煉的前期稱(chēng)為前燒期。二次下槍吹煉過(guò)程中，CO+[O]=CO2的冶金反應(yīng)進(jìn)程最先進(jìn)行(前燒期)，當(dāng)熔池?cái)嚢璩潭燃ち視r(shí)才會(huì)產(chǎn)生后繼的冶金反應(yīng)進(jìn)程：[C]+CO2=2CO。因此，熔池?cái)嚢璩潭葲Q定著化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行程度，也就決定著冶金反應(yīng)的產(chǎn)物種類(lèi)。

　　前燒期熔池?cái)嚢璩潭瓤刂品椒?。控制好煉鋼過(guò)程中起槍并二次下槍吹煉時(shí)的熔池?cái)嚢璩潭?，決定著該工藝條件下的煉鋼操作能否順利進(jìn)行。在氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程中，爐內(nèi)的狀態(tài)是由力學(xué)、物理化學(xué)作用形成的一個(gè)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。氧氣經(jīng)過(guò)氧槍噴頭形成了氧氣射流，氧氣射流經(jīng)過(guò)高溫爐氣沖擊在熔池表面，引起了熔池運(yùn)動(dòng)，起機(jī)械攪拌作用。尤其是在剛下槍時(shí)，轉(zhuǎn)爐內(nèi)乳濁層尚未形成或者很薄，熔體內(nèi)部反應(yīng)尚未大規(guī)模開(kāi)始或者處于暫時(shí)停止階段，氧氣射流沖擊熔池的深度是判斷熔池?cái)嚢璩潭鹊闹匾椒?。前燒期熔池弱攪拌控制時(shí)，在將轉(zhuǎn)爐一次除塵管路中的O2含量由21%降至6%以下這段時(shí)間內(nèi)，轉(zhuǎn)爐熔池冶金反應(yīng)的產(chǎn)物主要為CO2氣體，CO氣體的冶金反應(yīng)被限制，CO氣體的產(chǎn)生量控制在9%以下。前燒期結(jié)束即可正常吹煉，隨著熔池?cái)嚢璩潭鹊奶岣?，化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)程迅速加快，冶金反應(yīng)產(chǎn)物也隨之發(fā)生變化：O2的含量降至0.2wt%——0.7wt%、CO含量從35wt%升至70wt%、CO2含量保持在5wt%——7wt%的水平。

　　煉鋼過(guò)程中二次下槍吹煉前的管路吹掃控制方法。煉鋼過(guò)程中起槍并二次下槍吹煉時(shí)，由于此生產(chǎn)間隙有空氣進(jìn)入荒煤氣管路，極可能會(huì)有過(guò)剩的空氣與煙道中殘留未燃的CO進(jìn)入除塵系統(tǒng)，造成燃燒爆炸?？刂品椒ㄊ墙迪罗D(zhuǎn)爐活動(dòng)煙罩的同時(shí)二次下槍?zhuān)褂檬謩?dòng)操作打開(kāi)頂吹噴槍的氮?dú)饨刂归y，使用氮?dú)獯祾叱龎m系統(tǒng)管路中的空氣與殘留未燃的CO。操作人員觀(guān)察軸流風(fēng)機(jī)后的激光氣體分析儀數(shù)值，當(dāng)O2含量由21wt%左右降至12wt%——14wt%時(shí)，切換成氧氣進(jìn)行前面所述的熔池弱攪拌控制吹煉。

　　具體應(yīng)用案例

　　該干式除塵轉(zhuǎn)爐二次下槍吹煉的方法在河鋼宣鋼150噸轉(zhuǎn)爐上進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用。該轉(zhuǎn)爐爐膛直徑5.256m，高8.664m，有效容積165m3，采用靜電除塵器進(jìn)行一次除塵，平均出鋼量180t，平均供氧時(shí)間15min，石灰消耗35kg/t，輕燒白云石消耗20kg/t。具體工藝如下：

　　裝料。在得知鐵水具體成分、溫度以后，要及時(shí)調(diào)整廢鋼的加入量，并計(jì)劃好散裝料的具體加入批次、加入時(shí)間及每批加入量。

　　前期控制。正常模式開(kāi)吹氧流量設(shè)定為35000Nm3/h，開(kāi)吹在確定點(diǎn)火成功并度過(guò)泄爆期后，加入全部的輕燒白云石和1/3的石灰，槍位控制采用由高到低模式。待供氧量達(dá)到3000Nm3時(shí)開(kāi)始有爐渣從爐口溢出，初期的硅錳氧化渣已形成，此時(shí)起槍倒渣。這時(shí)的爐氣CO在35%左右，吹煉前期生成一定量的CO說(shuō)明爐內(nèi)溫度升高，化學(xué)反應(yīng)開(kāi)始加速。

　　煉鋼過(guò)程中起槍并二次下槍吹煉時(shí)的控制。提槍倒渣時(shí)要盡量多倒渣，倒完渣后立直爐子，待干法允許吹煉的信號(hào)給定后，降罩至下限。同時(shí)，向爐內(nèi)吹氮?dú)?0s——120s。當(dāng)軸流風(fēng)機(jī)后的激光氣體分析儀顯示的O2含量由21%左右降至12%——14%時(shí)，切換成氧氣，進(jìn)行前燒期的熔池弱攪拌控制吹煉。槍位設(shè)為200cm，開(kāi)吹采用熔池弱攪拌，控制流量為17711Nm3/h、時(shí)間持續(xù)80s——100s，80s——100s后氧流量恢復(fù)正常流量35000Nm3/h。其后可多批少量加入剩余石灰，一定要注意控制氧流量上升過(guò)程中爐渣發(fā)泡噴濺的情況。

　　過(guò)程及終點(diǎn)控制。過(guò)程控制槍位采用低槍位吹煉，造渣料主要以輕燒白云石、石灰、小粒級(jí)燒結(jié)礦等為主。終點(diǎn)控制按所煉鋼種終點(diǎn)要求進(jìn)行控制。若終點(diǎn)控制一次命中，即可結(jié)束吹煉，進(jìn)行下一步出鋼及脫氧合金化操作。假如終點(diǎn)控制高拉碳以后，終點(diǎn)成分或者溫度不合，則要進(jìn)一步吹煉，可重復(fù)上一步操作。

　　采用煉鋼過(guò)程中起槍并二次下槍吹煉時(shí)的控制方法后，CO含量為6.34%，O2含量6.06%，成功地錯(cuò)開(kāi)了干法系統(tǒng)電場(chǎng)的泄爆點(diǎn)，保障了設(shè)備的正常運(yùn)行。

　　經(jīng)長(zhǎng)期試用證實(shí)，該控制方法可使得干式除塵轉(zhuǎn)爐高拉碳含量為0.30%——0.60%，并在此過(guò)程中實(shí)現(xiàn)一次除塵用靜電除塵器的零泄爆紀(jì)錄。