转炉炼钢温度控制论文

转炉炼钢的温度控制

测控技术与仪器

李亚斌

前言

通过对全连铸生产过程中监测，钢水浇铸温度是一个重要参数，温度制度主要是指过程温度控制和终点温度控制。吹炼任何钢种，对其出钢温度都有一定的要求。对钢水过热度的控制是影响铸坯产量和质量的重要因素。当钢水过热度控制合适时，将促使铸坯的等轴晶区增长，铸坯组织结构致密，这样有利于减少铸坯中心偏析和疏松，从而使铸坯质量和产量最佳化。钢水过热度过低，会造成铸坯表面裂纹，严重时可造成浇铸中断而停产；当过热度高时，将迫使铸坯降低拉速来避免漏钢，使铸机产量下降，且会促使铸坯的柱状晶发展，这样会造成铸坯中心偏析和疏松,还会引起浇注前期模内不沸腾，后期大翻，造成坚壳带过薄等。由于铸坯生产工艺流程长，环节多，过程温度控制难度大，最终造成中包钢水温度波动大，目标温度实现率低。为制订一个合理的浇铸温度，确保合适的过热度，直接采用现场实际数据，借助计算机，分步骤对其进行回归分析，建立全过程温度控制数学模型, 因此，控制好终点温度也是顶吹转炉冶炼操作的重要环节之一。控制好过程温度是控制好终点温度的关键。本文叙述转炉钢水温度偏高对各项经济指标的影响和对过程温度控制、终点温度控制作了介绍。

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目录

一温度控制的重要性

二影响钢液温度的因素

三炼钢过程温度的控制

（1）吹炼前期

（2) 吹炼中期

(3) 吹炼末期

四温度对浇注操作和锭坏质量的影响五温度对成分控制的影响

六温度对冶炼操作的影响

七出钢温度的确定

八熔池温度的测量

九终点温度控制

十总结

一温度对炼钢的重要性

在冶炼钢时，钢的温度是一个重要参数。温度控制主要是过程温度控制和终点温度控制。终点温度控制的好坏会接影响到冶炼过程中的能量、合金元素的收得率、炉衬使用寿命及成品钢的质量等技术经济指标；而科学合理的控制熔池温度又是调控冶金反应进行的方向和限度的重要工艺手段，如果适当低的温度有利于脱磷、较高的温度有利于碳的氧化等。概括的讲，熔池温度对炼钢生产的影响主要表现在冶炼操作、成分控制、浇注过程和锭抷质量等方面。

二影响钢液温度的因素

在生产条件下影响钢液温度的因素很多，必须经综合考虑，再确定冷却剂加入的数量。

１．铁水成分

铁水中Si、P是强发热元素，若其含量过高时，可以增加热量，但也会给冶炼带来诸多问题，因此有条件应进行铁水预处理脱Si、P。据30t转炉测定，当增加W（si）＝0．1％时，可升高炉温15℃。

２．铁水温度

铁水温度的高低关系到物理热的多少，所以在其他条件不变的情况下，入炉铁水温度的高低影响终点温度的高低。当铁水温度每升高10℃，钢水终点温度可提高6C。

３．铁水装入量

由于铁水装入量的增加或减少，均使其物理热和化学热有所变化，若其他条件一定的情况下，铁水比越高，终点温度也越高。30t转炉铁水量每增加lt，终点温度可提高8℃。

４．炉龄

转炉新炉衬温度低、出钢口又小，因此炉役前期终点温度要比正常吹炼炉次高20~30℃，才能获得相同的浇注温度。所以冷却剂用量要相应减少。炉役后期炉衬薄，炉口大，热损失多，所以除应适当减少冷却剂用量外，还应尽量缩短辅助时间。

５．终点碳自量

碳是转炉炼钢重要发热元素。根据某厂的经验，终点碳在0．24％以下时，每增减碳0．01％，则出钢温度也要相应减增2~3℃，因此，吹炼低碳钢时应考虑这方面的影响。

６．炉与炉的间隔时间

间隔时间越长，炉衬散热越多。在一般情况下，炉与炉的间隔时间在4~10min。

间隔时间在10min以内，可以不调整冷却剂用量：超过10min时，要相应减少冷却剂的用量。

另外，由于补炉而空炉时，根据补炉料的用量及空炉时间，来考虑减少冷却利用量。据30t转炉测定，空炉1h可降低终点温度30℃。

７．枪位

如果采用低枪位操作，会使炉内化学反应速度加快，尤其是脱碳速度加快，供氧时间缩短，单位时间内放出的热量增加，热损失相应减少。

８．喷溅

喷溅会增加热损失，因此对喷溅严重的炉次，要特别注意调整冷却剂的用量。

９．石灰用量

石灰的冷却效应与废钢相近，石灰用量大则渣量大，造成吹炼时间长，影响终点温度。所以当石灰用量过大时，要相应减少其他冷却剂用量。据30t转炉测算，每多加100kg石灰降低终点温度5．7℃。可根据上一炉钢出钢温度的高低来调节本炉的冷却剂用量。

三炼钢过程的温度控制

在吹炼过程中，对炉况的判断来调整温度。吹炼前期，如果碳焰上来的早，表明溶池的温度教高。可以通过适当提前加入二批料控制；反之，如果碳焰上来的晚，表明前期温度低，应该降枪提高溶池的温度。在吹炼中期，可根据炉口火焰来判断溶池温度，如果温度过高，应加入矿石来进行调整。

通过计算和调整结果加入冷却剂，基本上可保证终点时钢液的温度达到出钢所需要的温度。不过，吹炼过程中还应仔细观察炉况，准确判断炉内温度的高低，并采取相应的措施，如增减冷却剂的用量、调整枪位等进行调整，以满足炉内各个时期冶金反应的需要，同时准确控制终点时的温度。

1）吹炼初期

如果碳火焰上来的早（之前是硅、锰氧化的火焰，颜色发红），表明炉内温度已较高，头批渣料也已化好，可适当的提前加入二批渣料；反之，若碳火焰迟迟上不来，说明开吹以来温度一直偏低，则应适当压枪，加强各元素的氧化，提高熔池的温度，而后再加二批渣料。（2）吹炼中期

通常是根据炉口火焰的亮度及冷却水（氧枪进、退的水）的温度来判断炉内温度的高低，若熔池温度偏高，可再加少量矿石，反之，应压枪提温。

如果吹炼过程中发生喷溅，会损失大量的热量，应视喷溅的程度适当减少矿石的用量，必要时需加入提温剂提温。

（3）吹炼末期

接近终点（根据耗氧量及吹氧时间判断）时，停吹测温，并进行相应的调整操作，使钢液温度进入钢种要求的出钢温度范围。若温度偏高，可加适量的石灰或生白云石进行降温。

四温度对浇注操作和锭坏质量的影响

对浇注操作和锭坏质量产生影响的主要是氧化终点温度，亦即转炉炼钢法的出钢温度。

出钢温度过高，不仅增加冶炼中的能量消耗，而且在出钢和浇注过程中钢水极易吸收气体，二次氧化严重，并对钢包和浇注系统的耐火材料侵蚀加剧，从而增加外来夹杂物；同时，增加炉后连铸前的调温时间等。

若出钢温度低，将被迫缩短镇静时间，钢中夹杂物不能充分上浮，影响钢的内在质量；严重时导致浇注温度过低，造成钢坏质量问题，甚至发生钢包冷钢结底、水口粘结等浇注事故，使整炉钢报废。

五温度对成分控制的影响