1、溫度對煉鋼的重要性

在冶煉鋼時，鋼的溫度是一個重要參數(shù)。溫度控制主要是過程溫度控制和終點溫度控制。終點溫度控制的好壞會直接影響到冶煉過程中的能量、合金元素的收得率、爐襯使用壽命及成品鋼的質(zhì)量等技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)；而科學(xué)合理的控制熔池溫度又是調(diào)控冶金反應(yīng)進行的方向和限度的重要工藝手段，如果適當(dāng)?shù)偷臏囟扔欣诿摿住⑤^高的溫度有利于碳的氧化等。概括的講，熔池溫度對煉鋼生產(chǎn)的影響主要表現(xiàn)在冶煉操作、成分控制、澆注過程和錠抷質(zhì)量等方面。

2、影響鋼液溫度的因素

在生產(chǎn)條件下影響鋼液溫度的因素很多，必須經(jīng)綜合考慮，再確定冷卻劑加入的數(shù)量。

1）鐵水成分

鐵水中Si、P是強發(fā)熱元素，若其含量過高時，可以增加熱量，但也會給冶煉帶來諸多問題，因此有條件應(yīng)進行鐵水預(yù)處理脫Si、P。據(jù)30t轉(zhuǎn)爐測定，當(dāng)增加ω(si)＝0.1％時，可升高爐溫15℃。

2）鐵水溫度

鐵水溫度的高低關(guān)系到物理熱的多少，所以在其他條件不變的情況下，入爐鐵水溫度的高低影響終點溫度的高低。當(dāng)鐵水溫度每升高10℃，鋼水終點溫度可提高6℃。

3）鐵水裝入量

由于鐵水裝入量的增加或減少，均使其物理熱和化學(xué)熱有所變化，若其他條件一定的情況下，鐵水比越高，終點溫度也越高。30t轉(zhuǎn)爐鐵水量每增加1t，終點溫度可提高8℃。

4）爐齡

轉(zhuǎn)爐新爐襯溫度低、出鋼口又小，因此爐役前期終點溫度要比正常吹煉爐次高20~30℃，才能獲得相同的澆注溫度。所以冷卻劑用量要相應(yīng)減少。爐役后期爐襯薄，爐口大，熱損失多，所以除應(yīng)適當(dāng)減少冷卻劑用量外，還應(yīng)盡量縮短輔助時間。

5）終點碳含量

碳是轉(zhuǎn)爐煉鋼重要發(fā)熱元素。根據(jù)某廠的經(jīng)驗，終點碳在0.24％以下時，每增減碳0.01％，則出鋼溫度也要相應(yīng)減增2~3℃，因此，吹煉低碳鋼時應(yīng)考慮這方面的影響。

6）爐與爐的間隔時間

間隔時間越長，爐襯散熱越多。在一般情況下，爐與爐的間隔時間在4~10min。間隔時間在10min以內(nèi)，可以不調(diào)整冷卻劑用量：超過10min時，要相應(yīng)減少冷卻劑的用量。

另外，由于補爐而空爐時，根據(jù)補爐料的用量及空爐時間，來考慮減少冷卻利用量。據(jù)30t轉(zhuǎn)爐測定，空爐1h可降低終點溫度30℃。

7）槍位

如果采用低槍位操作，會使?fàn)t內(nèi)化學(xué)反應(yīng)速度加快，尤其是脫碳速度加快，供氧時間縮短，單位時間內(nèi)放出的熱量增加，熱損失相應(yīng)減少。

8）噴濺

噴濺會增加熱損失，因此對噴濺嚴重的爐次，要特別注意調(diào)整冷卻劑的用量。

9）石灰用量

石灰的冷卻效應(yīng)與廢鋼相近，石灰用量大則渣量大，造成吹煉時間長，影響終點溫度。所以當(dāng)石灰用量過大時，要相應(yīng)減少其他冷卻劑用量。據(jù)30t轉(zhuǎn)爐測算，每多加100kg石灰降低終點溫度5.7℃?？筛鶕?jù)上一爐鋼出鋼溫度的高低來調(diào)節(jié)本爐的冷卻劑用量。

3、煉鋼過程的溫度控制

在吹煉過程中，對爐況的判斷來調(diào)整溫度。吹煉前期，如果碳焰上來的早，表明溶池的溫度教高?？梢酝ㄟ^適當(dāng)提前加入二批料控制；反之，如果碳焰上來的晚，表明前期溫度低，應(yīng)該降槍提高溶池的溫度。在吹煉中期，可根據(jù)爐口火焰來判斷溶池溫度，如果溫度過高，應(yīng)加入礦石來進行調(diào)整。

通過計算和調(diào)整結(jié)果加入冷卻劑，基本上可保證終點時鋼液的溫度達到出鋼所需要的溫度。不過，吹煉過程中還應(yīng)仔細觀察爐況，準(zhǔn)確判斷爐內(nèi)溫度的高低，并采取相應(yīng)的措施，如增減冷卻劑的用量、調(diào)整槍位等進行調(diào)整 ，以滿足爐內(nèi)各個時期冶金反應(yīng)的需要，同時準(zhǔn)確控制終點時的溫度。

1）吹煉初期

如果碳火焰上來的早（之前是硅、錳氧化的火焰，顏色發(fā)紅），表明爐內(nèi)溫度已較高，頭批渣料也已化好，可適當(dāng)?shù)奶崆凹尤攵?；反之，若碳火焰遲遲上不來，說明開吹以來溫度一直偏低，則應(yīng)適當(dāng)壓槍，加強各元素的氧化，提高熔池的溫度，而后再加二批渣料。

（2）吹煉中期

通常是根據(jù)爐口火焰的亮度及冷卻水（氧槍進、退的水）的溫度來判斷爐內(nèi)溫度的高低，若熔池溫度偏高，可再加少量礦石，反之，應(yīng)壓槍提溫。

如果吹煉過程中發(fā)生噴濺，會損失大量的熱量，應(yīng)視噴濺的程度適當(dāng)減少礦石的用量，必要時需加入提溫劑提溫。

（3）吹煉末期

接近終點（根據(jù)耗氧量及吹氧時間判斷）時，停吹測溫，并進行相應(yīng)的調(diào)整操作，使鋼液溫度進入鋼種要求的出鋼溫度范圍。若溫度偏高，可加適量的石灰或生白云石進行降溫。

4、溫度對澆注操作和錠坯質(zhì)量的影響

對澆注操作和錠坯質(zhì)量產(chǎn)生影響的主要是氧化終點溫度，亦即轉(zhuǎn)爐煉鋼法的出鋼溫度。

出鋼溫度過高，不僅增加冶煉中的能量消耗，而且在出鋼和澆注過程中鋼水極易吸收氣體，二次氧化嚴重，并對鋼包和澆注系統(tǒng)的耐火材料侵蝕加劇，從而增加外來夾雜物；同時，增加爐后連鑄前的調(diào)溫時間等。

若出鋼溫度低，將被迫縮短鎮(zhèn)靜時間，鋼中夾雜物不能充分上浮，影響鋼的內(nèi)在質(zhì)量；嚴重時導(dǎo)致澆注溫度過低，造成鋼壞質(zhì)量問題，甚至發(fā)生鋼包冷鋼結(jié)底、水口粘結(jié)等澆注事故，使整爐鋼報廢。

5、溫度對成分控制的影響

煉鋼生產(chǎn)中，如果成品鋼的化學(xué)成分不合格，輕者被迫改鋼號，嚴重時將直接判廢。造成成分不合格的因素很多，但溫度條件是主要因素之一。溫度對成分控制的影響主要體現(xiàn)在以下三方面：

（１）影響合金元素的收得率。溫度不同，合金元素的收得率也不同。例如。較高的溫度下加入易氧化元素鋁、鈦、硼時，它們的燒損很大，收得率低；如果熔池溫度低，對于一些熔點高、密度大的元素鎢、鉬等合金，有可能未能完全熔化而沉積爐底，同樣造成收得率下降，這些都將影響鋼液成分控制的準(zhǔn)確性。

（２）影響有害元素磷、硫的去除。溫度過高時，脫磷的熱力學(xué)條件差，不僅不能脫磷，反而可能造成回磷；溫度過低時，則會惡化脫磷和脫硫的動力學(xué)條件，這些都是易導(dǎo)致成品鋼的硫、磷含量出格。

（３）影響熔池內(nèi)元素氧化的次序。通常情況下，較高的溫度下吹氧時有利于脫碳而會抑制磷的去除；反之，若溫度過低，鉻、釩將先于碳氧化；反之，較高的溫度下吹氧時，碳先優(yōu)于鉻、釩氧化。

6、溫度對冶煉操作的影響

合適的溫度是熔池中所有煉鋼反應(yīng)的首要條件，所以溫度會對冶煉操作產(chǎn)生直接的影響。

轉(zhuǎn)爐的開新爐操作，要求快速升溫以燒結(jié)爐襯，如果操作不當(dāng)，升溫緩慢，不僅冶煉時間長，嚴重時會因爐襯崩裂而影響冶煉操作的正常進行；轉(zhuǎn)爐吹煉過程中，由于元素氧化放熱，會導(dǎo)致爐內(nèi)升溫過快而影響脫磷操作，如果加入大量的冷卻劑降溫，又易造成噴濺。

電弧爐冶煉時，溫度的控制貫穿于整個熔煉期，但氧化末期扒渣溫度的控制尤為重要。由于還原期渣面平靜，弧光外露使熔池升溫不易且代價頗高，所以扒渣溫度的高低決定了還原期的溫度。如果還原期溫度過高，易導(dǎo)致鋼液脫氧不良、白渣不穩(wěn)定且容易變黃，而且爐渣稀、鋼液吸氣嚴重；同時，爐襯侵蝕加劇，既影響爐齡又容易增加外來及雜物。溫度太低時，爐渣流動性差，鋼、渣間的脫氧、脫硫等物化反應(yīng)不能正常進行，鋼中的夾雜物不易上?。煌瑫r，為了把溫度調(diào)整到出鋼溫度，必須將造成還原期大功率送電，而還原期后升溫不僅會使熔池溫度不均勻，即上層溫度高，下層溫度低，而且會嚴重損壞爐墻、爐蓋，并延長冶煉時間。

在真空精煉過程中，如果鋼水溫度過高，在低壓條件下，耐火材料中氧化物的穩(wěn)定性減弱，爐襯極易受鋼液和爐渣侵蝕，從而影響精煉操作。

7、出鋼溫度的確定

無論哪一種煉鋼方法、采用何種冶煉工藝，其溫度控制的任務(wù)之一是保證冶煉結(jié)束時鋼液的溫度達到鋼種要求的溫度。而出鋼溫度的高低，取決于鋼的熔點、澆注所需的過熱度及出鋼和澆注過程中鋼液的溫度降低值：

　 　 　 Ｔ出＝ｔ熔＋△ｔ過熱＋△ｔ降

8、熔池溫度的測量

冶煉過程中，應(yīng)適測量熔池溫度并進行相應(yīng)的調(diào)整，使之滿足爐內(nèi)反應(yīng)的需要。因此，準(zhǔn)確測量熔池的溫度是進行溫度控制的必要條件。

測量熔池溫度的方法很多，大致可分為儀表測溫和目測估溫兩大類。

9、終點溫度的控制

控制終點溫度的辦法是加入一定數(shù)量的冷卻劑，消耗吹煉中產(chǎn)生的富余熱量，使得吹煉過程達到終點時鋼液的溫度正好達到出鋼要求的溫度范圍。

終點鋼水溫度主要根據(jù)以下原則確定：

(1)所煉鋼種的凝固溫度。而凝固溫度是根據(jù)鋼種的化學(xué)成分而定。

(2)合適的澆注溫度。一般要求開澆溫度應(yīng)高出鋼種凝固溫度50~100℃，小爐子偏上限，大爐子偏下限。

(3)出鋼過程中、鋼水在盛鋼桶內(nèi)鎮(zhèn)靜直至澆注時鋼水的降溫數(shù)。這些數(shù)值主要是根據(jù)各廠的生產(chǎn)條件和經(jīng)驗確定的。一般講與出鋼時間、鎮(zhèn)能時間、盛鋼捅的大小和新舊程度及烘烤溫度等因素有關(guān)。

(4)所澆鋼錠錠型的大小。若澆小鋼錠，出鋼溫度要偏高些。

(5)澆注方法。模注或連鑄，上注或下注，出鋼溫度都有不同。

10、總結(jié)

對于轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝來說，溫度就是生命，溫度不僅是煉鋼過程的基礎(chǔ)，更是獲得良好鑄壞質(zhì)量的基礎(chǔ)。轉(zhuǎn)爐煉鋼系統(tǒng)溫度控制水平的高低關(guān)系到鋼鐵鋼鐵料的消耗、合金料消耗、耐火材料消耗等多項指標(biāo)的好壞，直接決定煉鋼成本的高低。低溫均衡有效的系統(tǒng)溫度控制對保證生產(chǎn)順行、提高產(chǎn)品質(zhì)量具有重大意義。