影响钢水终点氧的因素

影响钢水终点氧的因素

论文类型：技术类

作者：富成

单位：甲作业区转炉炉前

影响钢水终点氧的因素

摘要：为了降低转炉终点氧质量分数的含量，通过对我厂1#转炉现场生产数据的统计，分析了转炉影响钢水终点氧质量分数的影响因素，研究了终点碳质量分数、炉龄、终点残猛，终点温度等因素对终点氧的影响规律[1]，从而获得最佳终点钢水终点氧质量分数，一方面可以减少脱氧合金消耗，降低钢铁成本，另一方面可以减少钢水中氧化物夹杂含量，提高钢铁产品的质量，对完善生产工艺提出了相应建议。

关键词：终点氧终点碳质量分数炉龄终点残锰终点温度

引言：转炉吹炼终点钢水中的氧质量分数高低对钢的纯净度和金属收得率有着重要的影响，根据反应平衡的原理，随着钢中碳的降低其氧质量分数势必会增高，因此在出钢过程中，如何能在保证一定碳质量分数的同时，尽量降低钢水中的氧质量分数，对于低碳钢和高附加值钢的冶炼有着重要意义。而钢水终点的碳氧积又是评价转炉终点控制效果的一个重要指标，在碳质量分数一定时，它的高低是衡量钢中氧质量分数的重要依据。终点氧低有利于降低合金消耗，减少脱氧过程中形成的夹杂物，提高钢水质量。为此，本文研究了碳质量分数、炉龄、终点温度，终点残锰等因素对终点氧积影响规律，从而为更好的控制钢水终点氧质量分数提供参考依据。

下图所示为1#转炉冶炼终点碳氧质量分数分布状况(在这里取温度值1630-1640摄氏度，终点残锰

0.095%-0.105%，炉龄围109-2238炉次)。

（横坐标是钢水中碳质量分数单位：%，纵坐标钢水终点氧含量单位：ppm）

由上图可见：1#转炉实际生产中的碳氧分布呈现一定的线性关系，随着终点碳含量的增加，终点氧含量不断降低。但是在碳质量分数一定时，有大量炉次的终点氧质量分数值都在理想的氧质量分数值上下浮动，且幅度比较大。此外从图上看出在碳含量大于0.04%时，有大量炉次的终点质量分数高于理论值。氧质量分数过高会给后续的脱氧增加负担，影响钢的洁净度和合金的收得率。所以，1#转炉的终点碳氧控制水平都还有待进一步提高。为此，重点研究转炉终点碳对终点氧的影响因素以及这些因素的影响规律是非常必要的。

3炉龄的影响

由于转炉的炉龄是影响转炉冶炼过程的主要冶炼条件

之一，为此本文对同一吹炼模式下不同炉龄阶段的碳氧关系进行了统计分析，为了有很好的可比性选取终点碳，锰近似的数据，统计结果如下图所示。（这里取碳含量0.04%，残锰0.095%—0.105%，温度1630—1650℃）

（横坐标是炉龄单位：炉次，纵坐标钢水终点氧含量单位：ppm）

由上图可见：随着转炉炉龄的增加，终点氧呈现有规律的波动，前期（0—3000炉次）上下浮动较大，中期（3000—9000炉次）比较平稳，由于1#转炉后期补护炉和冶炼低碳钢炉次较少，所以选取的数据较少，代表性不高，不能准确表现出后期随着炉龄的增加，终点氧含量的变化趋势。理论上随着炉龄的增加，终点钢水氧含量整体趋势是不断缓慢增大的。前期和中期终点氧含量出现有规律的波动，

这主要是由于在冶炼过程中，随着熔池不断增大造成炉容比的减小，过早的使用溅渣的工艺应用造成转炉炉底上涨，影响了底吹效果，使得碳氧反应的动力学条件变差，从而使转炉的终点氧变化较大。但同时随着转炉化炉底操作，底吹效果又有所改善，所以终点氧又有所减小，并且趋于平缓。随着转炉炉龄的增加，终点氧的整体趋势是不断增大的。因为随着炉龄的增加使得转炉底吹设备受损，从而导致转炉的底吹效果不断变差。因此在实际生产中，应该对底吹供气元件进行定期的维护和合理的改进，这样既可以改善复吹转炉碳氧反应的动力学条件，降低终点氧含量，提高钢水质量，又可以延长转炉寿命。

4终点残锰的影响

钢水中的残锰含量也影响钢中的氧含量。现选取一定的数据进行分析（这里取碳含量0.04%，炉龄3000—6000炉次，温度1630—1650℃）

（横坐标是钢水中残锰含量单位：%，纵坐标钢水终点氧含量单位：ppm）

钢水中的残锰含量对钢水终点氧含量的影响也是比较大，由上图可以看出随着钢水中的终点残锰含量的增加，终点钢水中的氧含量出现不断下降的趋势。因此在冶炼低碳钢时合适的控制钢水中的残锰含量可以降低终点钢水的氧含量。此外，由上图可以看出钢水终点残锰含量在0.1%—0.14%时，钢水终点氧含量比较集中在500—600ppm之间，虽有波动，但整体比较平缓。因此在冶炼低碳钢时，在不影响钢水质量的情况下（就是在冶炼技术要点中终点锰含量允许的情况下），尽可能的控制较高锰含量，进而降低钢水终点氧含量，从而降低脱氧合金的加入量，减少钢水中的夹杂物，提高钢水的质量。

5终点温度的影响

转炉出钢温度是影响转炉工序各项技术经济指标的关

键环节，出钢温度过高大幅度增加钢中氧含量，降低合金收得率。随着转炉终点温度的提高，钢的氧含量会大幅度增加，带来转炉脱氧合金的用量增加，合金的收得率降低，同时增加氧化物夹杂。同时出钢温度过高，加快了对转炉炉衬的侵蚀，增加了转炉耐材消耗，降低了转炉炉龄。因此研究终点温度对钢水终点氧含量的影响是很必要的。（这里取碳含量0.04%，炉龄1000--9000，终点残锰0.095%-0.105%）

（横坐标是钢水终点温度单位：℃，纵坐标钢水终点氧含量单位：ppm）

通过上图我们发现，随着钢水温度的增加，钢水中的终点氧含量有上升的趋势（由于数据较大不是很明显）。同时我们可以了解到在同一温度下，钢水中的氧含量上下波动的幅度比较大，之所以出现这种现象与转炉在各个炉龄阶段底吹效果不同和冶炼不同钢种装入制度不同等因素综合影响的。由上图可知钢水温度在1630到1665之间时，终点氧含量都在500 ppm到700 ppm之间，这为我们合理加入脱氧剂提供了依据，既避免了深脱氧造成钢水中氧化物夹杂的增加，又可以合理的加入适量的脱氧剂，从而降低钢水的经济成本，提高钢水的质量。

6其他条件的的影响