转炉炼钢防大喷安全技术研究

铭晨

一，导致炉前大喷因素探索。
(1)吹炼过程中的喷溅。
①爆发性喷溅：多发生于熔池温度降低时加入批料，或二、三批料加入矿石过多时。由于熔池温度下降，脱碳反应受到抑制，但供氧仍继续进行，熔池中积蓄了大量氧化铁，一旦温度升高后便会发生剧烈的碳氧反应，产生爆发性喷溅，即大喷。因吊吹时间长，后又突然降枪引起爆发性碳氧反应；或因渣量过大，炉渣发泡，炉膛空间过小，CO气体排出受阻，达到一定程度便会形成大喷。此外，新炉时炉膛小，炉温低，渣中FeO多也易产生大喷。
②金属喷溅：前期渣未化好，加入二批料过晚渣子不化或者中期返干，均使炉渣不能很好覆盖金属液面，氧气流把炉渣推向炉墙，流股直接冲击金属液使部分金属被冲碎，加上反射气流和CO气体的推动作用而造成金属喷溅。有时由于炉渣太粘而又发泡，渣中含有较多的金属液滴，炉渣距炉口较近，当产生激烈的碳氧反应时，可能将金属液滴带出炉口，也会造成金属喷溅。
③泡沫渣喷溅：在吹炼前期由于熔池温度低，渣中FeO和酸性氧化物(SiO2、P2O5)高，炉渣粘度大，容易形成大量泡沫渣充满整个炉膛。如果炉渣严重发泡，渣面接近炉口，此时脱碳速度稍有增加，即可能将炉渣推出炉外，造成泡沫渣喷溅。
分析表明，熔池内发生爆发性碳氧反应，瞬时产生大量CO气体是造成喷溅的根本原因。
(2)兑铁、加废钢时发生大喷的原因
①兑铁过程中大喷原因：兑铁水时产生的大喷只发生在留渣操作的情况下，因为转炉吹炼终点时钢中含碳量低，使钢中含氧量及炉渣氧化都较高，留渣操作中，炉内留有较多的炉渣及少量钢水，如条件不变，钢中碳与氧基本处于平衡状态，不会发生剧烈的碳氧反应。若兑入铁水，炉内条件发生根本变化，一方面铁水带来大量碳，另一方面铁水温度较低，使炉内残留炉渣及钢水温度骤然下降，这两个条件都促进碳氧反应的剧烈进行，炉内产生强烈沸腾，就会发生“爆炸”性大喷。
(3)终点倾炉大喷原因：
①后吹时间长或由于操作不当，炉内尚在剧烈反应，使大量钢渣外涌，形成喷溅。
②补炉料粘结不牢，倾炉时突然塌落，造成钢渣猛烈外涌性喷溅。
③出钢或兑铁过程中炉衬大面积塌落。
(4)钢水回炉大喷原因：
余钢回炉在炼钢系统较为普遍，但是如果方式不当将造成大喷，对人身安全产生巨大威胁，因此有必要对其成因进行探讨：出钢后由于钢水成分、温度不合格或由于设备故障等原因不能浇注时，都会造成把钢水回到炉内重新冶炼的现象，即回炉事故。从工艺制度上讲，一炉内回炉钢水量一般要少于总装入量的1/2，同时回炉钢水由于钢中的氧与铁水中的碳发生反应，向炉内兑铁(钢)水时又有搅拌作用，很容易造成C—O的剧烈反应，造成喷溅事故，因此回炉时，兑钢(铁)水应缓慢进行，或对回炉钢水进行脱氧后缓慢兑入。
二，预防转炉喷溅伤害的对策：
结合典型事故分析及转炉系统大喷原因分析，确立以下防大喷伤害措施。
吹炼过程中大喷伤害的防范：提高操作水平，减少吹炼过程中的大喷发生机率，是防止大喷伤害的根本。
①控制好熔池温度。前期温度不过低，中后期温度不过高，防止熔池温度突然降低，保证脱碳反应能均衡进行，削除爆发性脱碳反应。
②控制好渣中氧化铁。前期不使渣中氧化铁过高。这样，在操作上不宜过早，否则，因提枪过高，使渣氧化铁积聚过多，炉渣发泡，一旦升温，脱碳反应加速，必然引起大喷，当炉渣已化时，一定要降枪，减少渣中氧化铁。中期要防止降枪过低引起炉渣返干，造成金属喷溅。
③吹炼中途加料，尽量采用小批次的办法，以避免熔池温度明显降低，抑制碳氧反应而使渣中氧化铁升高。
④炉渣不化，提枪化渣时，不要长时间在高枪位吹氧，否则，炉渣一化，氧化铁大量增加，引起喷溅。一旦发生喷溅，不能立即降枪，若此时降枪，脱碳反应更加激烈，反会加剧喷溅。此时可适当提枪，一方面减缓脱碳反应，另一方面借助氧气流股的机械冲击力冲击炉渣，使气体排出，减轻炉渣发泡程度。如果是金属喷溅，可适当提枪增加渣中氧化铁，另外加适量萤石，使炉渣快速熔化覆盖钢液面。
⑤吹炼过程中严禁到炉下作业。
⑥吹炼过程中关闭挡火门，堵好出钢口，炉前、炉后严禁过人。