張立君

（河北鋼鐵集團宣化鋼鐵公司，河北 宣化075000）

1 主要技術原理

通過轉爐煙氣CO分析動態(tài)控制技術，實現(xiàn)了轉爐利用數(shù)字分析控制爐內均勻反應，使得復雜的物理、化學反應能夠通過煙氣數(shù)字變化，指導轉爐操作[1]。根據(jù)煙氣回歸曲線分析出熔池的C反應速度和熔池內的溫度變化，從傳統(tǒng)的經(jīng)驗煉鋼方式轉變?yōu)閿?shù)字煉鋼，減少了轉爐噴濺，降低了勞動強度，降低了轉爐鋼鐵料消耗。

煙氣分析控制轉爐噴濺技術，主要是利用煤氣分析儀上測出CO含量，來判斷爐內發(fā)生的化學反應，采取不同槍位和輔料加入時機，防止轉爐噴濺的發(fā)生，替代了人工經(jīng)驗煉鋼，使轉爐煉鋼更科學化，噴濺得到了改善，操作更加平穩(wěn)，提高了金屬收得率，減少了職工勞動強度，實現(xiàn)了綠色環(huán)保生產(chǎn)。圖1轉爐吹煉全程煙氣中CO含量變化，從圖1中可以看出，CO含量變化有兩個高峰值，一個是在轉爐吹煉前期CO含量迅速達到了30%，一個是在轉爐吹煉中期CO含量迅速達到了60%。兩個峰值迅速形成，證明有大量的CO氣體生產(chǎn)，在排除時候容易帶出熔渣和金屬液體，從而造成噴濺。本文通過技術實施，采取“錯峰”技術，使CO均勻產(chǎn)生，大大降低了轉爐的噴濺。

圖1 轉爐吹煉全程煙氣中CO含量變化

2 具體實施步驟

2.1 轉爐吹煉前期噴濺控制

轉爐吹煉前期為硅錳氧化期，碳發(fā)生微弱的反應，由于前期加入廢鋼，輔料等原料，造成前期溫度不高，所以前期主要是升溫期，做到前期溫度不能太低，保證所加入的物料全部融化，等鐵水中的硅、錳氧化完畢之后，進入碳反應期，此時轉爐容易發(fā)生噴濺，因為碳開始大量反應，會產(chǎn)生一定的CO氣體，在上升過程中帶出部分熔渣，因此應該通過加入部分石灰，破壞泡沫渣的形成，使CO氣體排出順暢[2]。但是如何能判斷CO氣體開始大量生產(chǎn)時候，主要有兩個點，一是觀察爐口火焰，當CO開始大量生成時，爐口火焰會變得明亮有勁，并且會有部分熔渣噴出在爐身，此時證明CO氣體開始大量生成；二是通過觀察煤氣分析儀中CO含量變化，最初CO含量很低，一般在5%以內，當CO含量逐漸上升至30%左右時，說明開始有大量的碳參與反應，生產(chǎn)CO氣體。采用“錯峰”技術，此時段應該加入適量石灰，降低反應速度，破壞泡沫渣，從而保證CO氣體緩慢生產(chǎn)，保證吹煉平穩(wěn)，控制了前期噴濺的發(fā)生。圖2為吹煉前期CO含量變化圖。

圖2 吹煉前期CO含量變化圖

2.2 轉爐吹煉中期噴濺控制

轉爐吹煉中期控制主要是控制碳和氧勻速反應，不能反應太快，也不能出現(xiàn)氧化鐵聚集，反應停止。如果碳氧反應太快，供氧速度不能滿足碳需要，就會消耗渣中氧化鐵，從而出現(xiàn)轉爐反干，進而發(fā)生金屬噴濺。如果碳和氧反應速度慢，中期溫度低，就會出現(xiàn)大量氧化鐵聚集[3]，當達到一定溫度，碳氧再次劇烈反應時，就會出現(xiàn)爆發(fā)性噴濺，從而產(chǎn)生高架污染。為此，在吹煉中期控制，主要是通過煙氣分析來控制，因為爐口火焰基本明亮，不容易辨別出來。所以，此時段主要通過煙氣分析來控制爐內碳氧反應速度，使其達到預期的目的，當CO含量持續(xù)升高時候，說明此時的碳氧反應激烈，爐內溫度高，氧化鐵含量低，繼續(xù)采用“錯峰”技術，應采取加入燒結礦措施來降低爐內溫度，降低碳氧反應速度，直至CO含量保持不再上升或者開始下降，停止加入冷料燒結礦，保證中期溫度繼續(xù)均勻上升，碳氧保持合理的反應速度，控制了金屬噴濺[4]。圖3，轉爐吹煉中期CO含量變化圖。

圖3 轉爐吹煉中期CO含量變化圖

2.3 轉爐吹煉后期噴濺控制

轉爐吹煉后期控制，主要是轉爐吹煉中期控制后，碳氧反應速度減慢，氧化鐵開始出現(xiàn)聚集，通過煙氣分析，可以看出此時CO含量是持續(xù)降低的，說明氧化鐵開始聚集，應當適當降低槍位，加快碳氧反應速度，避免氧化鐵出現(xiàn)聚集現(xiàn)象，停止加入輔料，待CO含量不再降低時，根據(jù)所需鋼種的要求，繼續(xù)加入其它輔料，從而滿足出鋼要求，避免了爆發(fā)性噴濺[5]。因為通過火焰，很難判斷此時爐內氧化鐵含量，如果在CO含量還在降低時候，判斷失誤，仍然加入其它輔料和冷卻劑，就會使爐內溫度繼續(xù)降低，碳氧反應停止，大量氧化鐵出現(xiàn)聚集，當吹煉時間達到一定時候，碳氧開始爆發(fā)劇烈的反應，從而產(chǎn)生爆發(fā)性噴濺[6]，造成金屬損失，設備損壞，高架污染，甚至還可能發(fā)生安全事故，因此通過煙氣分析控制技術，能夠避免爆發(fā)性噴濺發(fā)生，減少各類事故。圖4轉爐吹煉后期CO含量變化圖。

圖4 轉爐吹煉后期CO含量變化圖

3 結論

1）通過轉爐煙氣CO動態(tài)分析控制技術，對三個時段轉爐CO含量變化趨勢的變化總結規(guī)律經(jīng)驗，得出吹煉初期CO含量達到30%左右時轉爐開始碳大量反應時，利用“錯峰”技術控制CO氣體生成速度，從而控制前期噴濺；吹煉中期CO含量先降低后升高至最高峰，此時繼續(xù)采用“錯峰”技術，控制轉爐CO氣體均勻反應，防止中期氧化鐵含量過低，從而控制轉爐金屬噴濺；吹煉后期轉爐CO逐漸降低直至吹煉結束時防止氧化鐵大量聚集的操作技術，防止爆發(fā)性噴濺；通過技術的實施，轉爐噴濺得到明顯改善，鋼鐵料消耗明顯降低，如圖5、圖6所示。

圖5 轉爐噴濺次數(shù)減少

圖6 轉爐鋼鐵料消耗降低

2）對轉爐煉鋼過程中產(chǎn)生的CO進行分析，通過生產(chǎn)實踐和摸索，總結出煙氣規(guī)律控制轉爐噴濺的一種技術，通過現(xiàn)場實踐，效果良好，噴濺大大減少，實現(xiàn)轉爐清潔煉鋼，綠色環(huán)保生產(chǎn)，提高了鋼水質量，提高了金屬收得率，減少了對環(huán)境的污染，實現(xiàn)了綠色環(huán)保生產(chǎn)。

3）轉爐煙氣控制技術適用于各種大、中型轉爐煉鋼生產(chǎn)中產(chǎn)生噴濺，通過此技術，能夠大大減少轉爐的噴濺發(fā)生，最終實現(xiàn)清潔煉鋼，對全國各大鋼廠具有推廣意義。