第十八章 钢铁厂（四）(1/2)
枪位和氧压
在吹炼过程中，氧气射流从喷头喷出后高速冲击熔池，产生一定的冲击深度和冲击面积，起到搅拌作用并引起熔池的循环运动。搅拌作用越强烈、越均匀，冶金反应越快。影响冲击深度和冲击面积的主要因素是枪位和氧压。枪位是喷头到熔池液面的距离。氧气射流的速度随射程而逐渐衰减，所以调整枪位可以控制射流对熔池的冲击力和冲击面积。炼钢操作按氧气射流对熔池的作用有软吹和硬吹两种工作状况。在吹炼过程中熔池运动状况对杂质的氧化成渣，金属熔池成分、温度、喷溅和炉龄等都有很大影响。
①软吹操作。枪位较高或氧气压力较低，氧气射流的动能较小，只能在熔池表面冲击出一个浅坑，凹坑附近的金属液向上运动，离凹坑较远处的金属液向下运动（图4），这种工况又称浅吹。软吹对熔池的搅拌能力较弱，金属熔池的氧化速率较慢，脱碳速率较低，因此渣中氧化铁含量较高，有利于化渣。
②硬吹操作。枪位较低或氧气压力较高，氧气射流的动能较大，将熔池冲击出一个深坑。一部分金属液被冲击形成小液滴，大部分随反射气流飞溅到炉渣中；另一部分金属液滴被卷入氧气射流中被氧化。同时，射流流股冲击金属液面形成气泡。金属液滴和氧气气泡以高速冲入金属熔池，共同参与熔池的循环运动。在熔池中心凹坑处的金属液向下运动，凹坑周围的金属液被反射气流带动和泡沫渣上浮而向上运动，靠近炉衬的金属液又重新向下运动（图5），这种工况又称深吹。硬吹工况中金属液循环运动强烈，脱碳反应速率快，但渣中氧化铁含量低，不利于化渣。
硬吹或软吹只是相对而言，并无严格的划分界限。调节氧气射流对熔池的作用状态，例如调整氧枪喷口和液面的相对位置，是控制氧气顶吹转炉吹炼过程的重要手段。
在氧流和金属凹坑表面及其附近，氧化反应激烈，释放出大量热量，使该处温度高达2000～2600℃，称为一次反应区或称火点。整个转炉炉膛内充满由炉渣-金属液滴-气泡组成的乳浊液(通俗称泡沫渣)。从生产中的转炉取样表明，沿炉体高度方向，在靠近炉底处有少量单相金属液体，向上炉渣液滴和气泡数量逐渐增加，越接近炉口，乳浊液中的金属滴越少。
吹炼中金属和炉渣成分的变化
氧气顶吹转炉吹炼过程中，由于一次反应区的温度很高，吹炼初期铁水中的碳就会被氧化。由于氧气顶吹转炉能调整氧枪枪位、改变吹炼工况、有效控制成渣状况和渣中氧化铁含量，从而能调节脱碳操作和脱磷操作的先后顺序，这是氧气顶吹转炉炼钢的优点之一
至于以现在的技术当然可以制造出简单的设备，当然说的是现在列强，至于现在国内根本制造不出来的。
在吹炼中热平衡炼钢过程的热量来源中，铁水的物理热和化学热占据了重要地位，大约各占50%左右。其中，化学热主要来自于硅和碳的氧化反应，这两个元素的氧化贡献了大部分热量；而铁的氧化则相对较少。此外，氧气顶吹转炉的总热效率较高，通常超过70%。然而，需要注意的是，尽管转炉的总热效率较高，但烟气仍然会带走相当一部分物理热。而且，烟气中的一氧化碳所含有的化学热，在当前的炼钢过程中并未得到充分利用，这无疑是一种资源浪费。因此，如何有效回收和利用转炉烟气成为了节能工作中的一项重要课题，有待进一步深入研究和解决。通过优化转炉工艺、提高能源利用率等手段，可以更好地实现节能减排目标，推动钢铁行业的可持续发展。
造渣制度
氧气顶吹转炉冶炼操作分为单渣法、双渣法和留渣法。单渣法是吹炼过程只造一次渣，中途不扒渣、不放渣，直到终点出钢，适用于吹炼磷、硫、硅含量较低的铁水或对磷、硫含量要求不高的钢种；双渣法是在冶炼过程中倒出或扒出部分前期炉渣（约1/2～2/3），然后重新加造渣料造渣，适用于磷、硫、硅含量高的铁水或冶炼低磷的中、高碳钢，以及需要在炉内加入大量易氧化元素的合金钢的冶炼；留渣法是将上一炉的炉渣留一部分在炉内，以利用其热量和渣中的氧化铁和氧化钙，主要适用于吹炼含磷较高铁水。
生产特点
氧气顶吹转炉炼钢主要优点有：①吹炼时间短，生产效率高。②产品品种多，质量好。③热效率高，不需要外部热源。④炼钢生产工序成本低。⑤对原材料的适应性强，能吹炼低、中磷铁水，还能吹炼含钒、钛等特殊成分的铁水。⑥有利于开展综合利用和实现自动化。⑦氧气顶吹转炉炼钢属于高频率的快速间歇式操作，有可能和连续铸钢协调配合形成准连续式操作。主要缺点有：①吹损较大，包括氧化损失、烟尘损失、渣中三氧化二铁和氧化铁的损失等，金属收得率较低。金属吹损率一般为10%左右。②顶吹的氧气射流对熔池的搅拌不均匀，熔池内成分温度不均匀，特别在吹炼后期更严重，使供氧强度和生产率的进一步提高受到限制。
就拿氧枪升降系统的氧枪来
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