转炉钢包喷溅机理及安全预防对策.doc

转炉钢包喷溅机理及安全预防对策
　转炉钢包喷溅在我厂已发生多起，造成多起伤亡事故，给生产和生活造成重大的损失。因此，研究喷溅机理，杜绝喷溅事故是刻不容缓的大事。 
　　1 炼炉炼钢的基本原理 
　　转炉炼钢是通过对铁水和废钢吹入高压氧气，氧化铁水中的硅、锰、碳、磷、硫五大元素，使碳达到一定要求范围，最大限度地去除钢中气体、夹杂物和磷、硫等有害元素，通过调整成份、合金化，使钢水成份控制在所要求的范围之内。以此来保证不同钢种的不同性能。 
　　2 我厂的设备状况及工艺 
　　我厂现有LD转炉三座，公称容量为20T，后部配有5台孤形连铸机，年产钢约200万吨，前部配有5座高炉，转炉使用的铁水中含S.P较低，含Si量较高。冶炼的钢种有一般碳素钢、20管坯钢、20MnSi等。没有精炼炉，配有钢包喂线机和吹氩搅伴装置，通过钢包喂线和底吹氩，去除钢中气体和夹杂，均匀钢水成份和温度。挡渣出钢，为了满足连铸生产，钢水温度普遍偏高，实现转炉煤气回收。

　　3 钢包喷溅事故 
　　我厂自连铸投产以来，多次发生钢包喷溅事故，导致死亡和群伤事故多起，特别是4#连铸机1998年4月15日发生钢包喷溅事故，死亡3人，烧伤7人，经济损失惨重，为此，集团公司和有关部门非常重视，成立了事故调查组，专访了有关部门，查对了有关资料。
　本炉钢的冶炼经过如下： 
　　3点零9分，5#炉开始冶炼第19炉钢，炉号为5—11307，兑入铁水23t，废钢2.3t，吹炼12min，提枪倒炉，测温1737℃，班长指挥出钢，该包包号为81#，包令41次，红包，钢包底部有渣壳，使用合金流槽出钢，先加合金，然后加入SiC6袋，约60kg，补加硅铝钡两锹约5kg，两锹锰铁，半锹硅铁，锰铁加入约180kg，硅铁加入约85kg，快出完钢时加挡渣球，出完钢后，吹氩，时间为2分零6秒，底吹，吹氩压力0.3Mpa，翻花，约2分钟后取样，取样时仍然在吹氩，成份没回来就指挥吊车将钢包吊起到连铸准备开机，平台温度1659℃，冶炼钢种为Q235 
　　炉前取样成份为： 
　　C0.10% Mn0.49% Si0.17% P0.021% S0.033%复验 
　　C0.09% Mn0.51% Si0.18% P0.021% S0.032% 
　　本炉钢吊运连铸平台冷静十分钟，连铸准备开浇，由于大包水口打不开。用氧气管烧水口，在割水口马上结束时，钢水突然从钢包的上口包盖与钢包的缝隙中喷出，将正在作业的操作工烧伤。 
　　4 喷溅机理
　　转炉使用的氧化剂主要是氧气，纯度98%。使用压力为6~12kgf/cm2通过吹氧来降低钢水中的碳含量。并氧化其它元素。碳氧反应的方程式为： 
　　[C]+[O]={CO}↑+Q 
　　反应生成CO，并放出大量的热。本炉冶炼终点含C0.10%。剔除锰铁及碳化硅进入钢中的碳，冶炼终点碳低于0.05%。说明本炉钢是过氧化钢，依据钢中碳与氧的乘积为一常数：
　　[C][O]=m 
　　这一原理，说明本次钢中含有大量的[0]，钢中氧与投入包底的碳化硅突然反应，产生大量的CO气体，将钢水、钢渣喷出。同时，由于钢水过氧化，钢中氧含量高，钢中氧的溶解度随着温度的降低而下降，随着温度的下降钢中的氧大量析出，产生大量的气体，也是造成大喷的主要原因。