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頂?shù)讖?fù)合吹煉法的發(fā)展現(xiàn)狀與特征
  發(fā)布時間:2015年05月22日 點擊數(shù):

  貝氏麥發(fā)明底吹空氣煉鋼法迄今已經(jīng)150年。在他發(fā)明用冷風(fēng)吹煉溶解金屬的當(dāng)時就曾指出,使用氧氣是合理的。但由于當(dāng)時條件限制,未能兌現(xiàn)。在二次世界大戰(zhàn)期間Durrer與 Hullbruegge試驗在熔池上設(shè)置水冷噴槍深吹熔池,由于深吹引起氧槍粘結(jié)而毀壞,這種試驗后來被奧地利人實驗用于他們的工廠,他們放棄深吹,把槍位抬高,在熔池表面進(jìn)行吹煉。于是,誕生了至今被廣泛應(yīng)用的LD法。同時氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼成為目前世界上最主要的煉鋼方法。
  頂吹法問世后,其發(fā)展速度很快。到1986年出現(xiàn)氧氣底吹法時為止,全世界的頂吹法產(chǎn)鋼能力已達(dá)到2.6億噸,成為世界主要煉鋼方法。自1970年后,新的氧氣底吹法得到了穩(wěn)步發(fā)展。它的出現(xiàn)是由于發(fā)明了用碳?xì)浠锉Wo(hù)的雙層套管式底吹氧槍的結(jié)果。各種類型氧氣底吹法(OBM,Q-BOP,LWS)在實際生產(chǎn)中所顯現(xiàn)出來的許多優(yōu)越于頂吹法之處,促使人們重新認(rèn)識和評價“埋入深吹”法在冶金上的合理性。于是,使一直居于首位的頂吹法受到挑戰(zhàn)和沖擊。
  用氧氣射流從熔池上部穿過渣層來攪拌熔池,即便是采用超音速,也很難滿足冶金動力學(xué)方面的要求、這一點早在五十年代頂吹法出現(xiàn)的初期,人們就對之有所認(rèn)識。在當(dāng)時曾誕生過Kaldo法和Ro+or法,此兩種方法通過爐身轉(zhuǎn)動能使渣-鋼得到良好混合,有許多頂吹法難比的優(yōu)點。后只是由于爐襯壽命太低以及設(shè)備復(fù)雜,維修費用高,才于1980年以前逐步為頂吹法代替。
  頂吹法的主要冶金特點在于:
 ?。?)純氧氣流股從上面向下吹入熔池而形成凹坑沖擊反應(yīng)區(qū)(又稱高溫區(qū)),是鐵液中各元素氧化反應(yīng)主要地點。
  (2)由于穿過渣層的氧氣射流能量損失很大,穿透深度有限,對熔池攪拌也是有限度。因此,造成熔池在成分、溫度上的很大差異,并且影響化學(xué)反應(yīng)速度。
 ?。?)在氧氣流股作用下,金屬-渣-氣乳液渣或者泡沫渣,有利化渣和冶煉前期[Si][P][Mn]等元素氧化,但也會引發(fā)噴濺反應(yīng)。
 ?。?)依據(jù)噴槍位置不同,能將爐內(nèi)部分CO燒成CO2,可適當(dāng)提高廢鋼比。
  基于這些特點,于是有渣中含鐵高、鋼水含氧高、廢氣鐵塵損失大和冶煉超低碳困難的缺點。一般說,應(yīng)用頂吹法可以成功的冶煉中碳鋼和低碳鋼,耗氧量為55m3/t,供氧強度可達(dá)3~3.5 m3/min/t。
底吹法的主要冶金特點在于:
 ?。?)純氧氣流股由爐底噴嘴向上吹入熔池,因此高溫反應(yīng)區(qū)是在熔池下半部靠近底槍噴嘴附近,它是鐵液中各元素氧化反應(yīng)的主要地方。
 ?。?)由于從爐底噴吹氧氣,對于熔池攪拌效果好于LD轉(zhuǎn)爐,因此元素氧化速度快,很快達(dá)到平衡。
 ?。?)缺少頂吹法在熔池上部形成的乳液渣或者泡沫渣,不易化渣,過程去磷困難不得不在前期進(jìn)行脫磷,并且底吹同時噴石灰粉,可以冶煉超低磷超低碳鋼種。
 ?。?)冶煉過程平穩(wěn),無噴濺,氧氣利用高。
  基于這些特點,使底吹法具有低的渣中含鐵,較好的鋼水收得率,低的鋼水氧化性,和高的殘錳回收率,有利于合金的節(jié)約,以及容易冶煉超低碳鋼,能煉含0.01~0.02%[C]鋼,并且不會出現(xiàn)渣、鋼氧化現(xiàn)象。但是由于用碳?xì)浠衔锢鋮s噴嘴,鋼水含[H]偏高,需要在停吹后吹惰性氣體清洗。一般說,底吹法的供氧強度比較高,可以達(dá)到4.0-4.5 m3/min/t,吹煉時間比較短。
  基于兩種方法在冶金上顯現(xiàn)出來的明顯差別,1970年后,西德、美國、法國、比利時、瑞典以及日本相續(xù)投產(chǎn)氧氣底吹轉(zhuǎn)爐給頂吹法以很大沖擊,促使人們?nèi)ブ盅芯柯?lián)合兩種方法優(yōu)點的頂?shù)讖?fù)合吹煉法。
 

                         ——本文摘自論文文獻(xiàn)綜述

 

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