側吹碱性轉爐不烘爐煉钢研究

D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1960.03.008 俐吹碱性轉爐不烘爐煉鋼研究 治金城教研L陕鸿预炉纳教妍组王国忧 钢6)洪以甲王晓皮金晰發汪爾E 一、概述 轉城不烘爐煉翔是太原第二鋼)人：党的反右倾、鼓干勤的始产运动战舞，大！地 劍造出来的。这是！城炊端史上的除大翁举，它不仅使我国的鋼产量跃至更裔，有重大的翘 济价攸，更主要的是，它使得我們能以斑快的浊超过英国、赶上美国，这是一个具有很大 政治意义的技术革新。 过去，轉遮在吹煉之前，必须进行民时間的烘烤，媚子周博得很慢，有时調度不当，治 常出现断吹的现象。所以当太洲工人创始了不烘墟辣鳃，在送英会进行了技术表淀后，会国 各“很快地朵用了这项衔技术。在实际生：中，班显示了它的优越性。首光是省女了8一10 小时的烘媚时間，使城的作业索大大提高、一般培所15-20。太原鋼厂已达22.41%。 所以纲的量大火地m了。据机略的卧筑，在个尔内，如企国都采羽不烘墟操作，則可以 增产100乡万吨端，並可节約大量烘姐所川的燃料，（冶金焦、无烟煤和术柴等）以皮劳动 力。从一些工厂所作的統計资料来看，鲷的成本可以降低。在爐龄方面，从我們所作的武验 来看，由于磚的结速度提高，使爐视中殘余炭的含量增加，磚的强度比烘媚条件下高，放 使爐龄有所提高。 为了全面地从理論与实踐上来分析研究不州摊煉钢操作，我們在北京特殊鋼进行了一 些测定与肝究工作。在鑪视方面，我們分析了斑傅中的殘余炭和气孔梨，对媚襯的温湿度变 化，侵触速度也同时进行了酒定；另外，我的用铂銬热电偶速續调得了新开烛金蜗温度的变 化曲象，以及墟气的温度，用水冷取样器测定了煽气的成分。通过这部分的测量来作轉爐热 平衡計算，以此来研究不烘爐吹煉时主要热源册题，为不烘爐操作的合理制度，提供重要資 料。为了改进不烘摊的操作，我們还进行了倒渣武险，並新問了煉铜工，初步地总轴了不烘 爐操作开爐的經驗。 日前在不烘爐续铜操作上还祚在着一些問题，如第一墟吹煉吹損較大，铁合金提温剂的 加入量多，影响了钢的收得草与成本，这些問题有待进一步改进。 以下就火的个問题进行剂論。 二、不烘炉操作對炉搬，質量的影趣 1.不烘姐操作烛襯升温曲猕： 我們在北京特殊纲厂六吨喧筒型侧吹碱性树被上用热电偶道接装在墟襯内，测定在用不 烘城操作开爐过程中距爐櫬工作表面分别为50m/m、100m/m、150m/m处的温度变化；（如 图1所示)以此作为衬論煌襯焦化及吸热的根据。 由图2曲線得知； (1)距斌襯工作表面越近，其温度变化越大；反之，师工作表面越远，其温度变化較

一 一 侧 吹 碱 性 要 坡 不 烘 坡 谏 铜 研 究 冶 全呱 教杯 几 山刃 洪 大友甲 陈鸿 夜 王 晓 皮 球铜 教研组 王 因忱 金顺 公 汪雨 晚 一 、 概 述 悴媲不烘嫉辣剔是太原 第二拐 ‘ 工人在党的反 右 倾 、 鼓于 劲的琳 产运动 鼓舞 厂 ， 大 地 造 出来的 。 这 是搏燃烛期 史 卜的像 火荆 举 ， 它 不仅使我 国的剔 产 吊 一 跃至 更高 ， 有贡大的耗 济价值 ， 更主要 的是 ， 它使得我 ，任能以 见决 的速 度超过英 国 、 赶上美 国 ， 这 是一 个其 有很 大 政治意 义的技 术革新 。 过去 ， 独燎在吹辣之前 ， 必须进行公 时 简的烘烤 ， 然子周 憾得很慢 ， 有 时稠度不 当 ， 常 常出现 断吹的现 泵 。 所以 当太荆工人 创 始 了不烘燎辣剑 ， 在群英会进 行 了技术表 演后 ， 桑 国 各 一 很快 地采 用 了这 项新技 术 。 在实际生 产 中 ， 更显 示 了它的优越 性 。 首先是省 去 了 一 小时 的烘媲时周 ， 使 膊愧的作业 率 大大提 高 ， 一般增 加 一 加 。 太原铜 一 已 达 杠 。 所以铜 的 产 聆大大 地功 加 了 。 据 粗略 的 补 算 ， 在 今年 内 ， 如全国都采用不 烘燎操作 ， 助可以 增产 多万吨胡 ， 兹可 节构大量烘燎所用的燃料 ， 冶金焦 、 无烟煤 和木柴等乡以 及 劳动 力 。 从一些工 厂所作 的杭 补资料来看 ， 剑 的 成本 可以降低 。 在燎龄方面 ， 从 我们所作 的藏瞰 来看 ， 由于碍的桔 焦速度提高 ， 使蠕 淞 中晓余炭 的含量增 加 ， 傅的强度此烘燎条 件下 高 ， 故 使健龄有所提高 。 为 了全面 地从理谕与实踵 上来 分析研究不烘溅辣绷操作 ， 我俩在北 京特殊剑 厂进行了一 些 测定与 研先 工作 。 在媲靓 方面 ， 我 门分析 了魔博 中的残余炭和气 孔 率 ， 对 旅砚 的温度变 化 ， 侵触速度也 同时进 行 了测定 另 外 ， 我们 用拍 铐热 电偶镬箱测得 了新开 燎金场温度的变 化 曲腺 ， 以 反媲气 的温度 ， 用水汾取样器 测 定 了服气 的成分 。 通过这部分 的测 录来作搏旅热 平衡补 算 ， 以此 来研究 不烘燎吹辣 时主要热 源 洲题 ， 为不烘燎操作 的合理 制度 ， 提供重要 查 料 。 为 了改进不烘墟 的操作 ， 我们还迸行 了倒渣试服 ， 敛 明 了燎铜工 ， 初 步地总 拮 了不烘 煊操作开燎的握尉 。 日前在不烘媲顿铜操作上还 存在着一些 尚题 ， 如第 一媲 吹辣吹捐校大 ， 敛合金提温剂的 加 入量 多 ， 影响 了剔 的收得率 一与成本 ， 这些 阴题 一仃待进一 步改进 。 以下就 汀又的 几个简题进行斜榆 。 二 、 不烘炉操 作勤炉徽碑霄盒的影粗 不烘蝮操作愧视升温 曲腺 我们在北 京特殊剔 厂六吨遭 筒塑侧 吹碱性材燎 一七用热 电偶直接装 在娘嵌 内 ， 测 定在 用不 烘馆操作 开熄过程 中距慌砚工作表而 分别 为 ， 、 、 处的温度变 化 如 图 所示 以此作 为衬确嫉徽焦化 反 吸热 的 权据 。 由 图 曲徐得知 距燎嵌 工作表面越近 ， 其 温度变 化越 火 反之 ， 距工作表面越远 ， 其温度变化较 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1960．03．008

-70- 鋼院學报 平緩。 (2)距工作发面远处的温度变化与距工作表面近处的温度变化有一个滞后现象。如曲 象2与3之比較可看出这种现象。采用不烘媚换作后，沿塘櫬厚度温度分佈兒图8。由图可 見，不烘爐时墟櫬的温度梯度比烘爐的大得多。 300 能筋恐电偶 阁1熱電偶在城袍内装置部位 1.不烘城溪作对焦油白云石德質量的影响： 根据升温曲線及对瓶使用后碑的分析粘果，我們認为不烘爐操作可以提高焦油日云石磚 的質量，这与m大了洁焦速度和提高了德丙的殘余硬含景有着重要的关系。 我們知道，焦油白云石德在00一500°℃为焦油歷带中彈发物排出阶段，这时傅处于软 化状态，大量的碳氢化合物逸出。这时发生复杂的裂化和聚合反应。在大于00°C时，德体 丙部碳素开始精焦，形成碳素骨架，使停具有大的强度。故能增加对鋼液、爐渣、爐气的机 械磨辑和化学侵蚀的抵抗能力。結焦强度的大小叉和結集速度有资密切的关系， 1)結焦速度： 以徘朵收烘嫂操作目的之一，是使焦油白云石爐在烘爐过程中預先焦化，以提高缠搬 机械强度，抵抗城气、姐渣和鋼液的机被冲刷与化学使蚀。而当染用不烘爐操作肘，有人怀 疑媚櫬钻焦速度会不会低于墟襯損坏速度，（当爐视未被焦化完金具有皎大的强度时，就 遭受破环，使斌合降低。但由图1貔视温度变化曲象水不，朵用不姚墟操作时，城櫬秸焦速 度永远大了于娘襯损坏速度，爐襯达到焦化所需时間要此烘爐快5一7倍，按图2一1的曲線1 与图2-3的曲额2此較，如表1所示。由于不烘熊操作爐櫬升温速度快，所以焦油白云石嫂 银表面迅速越过軟化温度范园，这样也跎不会引起爐襯倒塌事故。 表1黏焦速度 开始結焦湿度 嘘搬50m/m处开始达到秸焦温度所簫时間 烘爐 500-600°C 3.5—7.5小时 不烘姐 500—900°C 0.5—1.5小时 2)結焦强度：

一 一 翎 院 李 报 平援 。 距工作农面 远处 的温度变 化与 距工作表面 近 处的温度变化有一 个滞后现象 。 如 曲 裸 与 之 比较可 看出这种现象 。 采用不烘煊操作后 ， 沿烙徽厚度温度分饰兑 图 。 由 图可 兄 ， 不烘帷时媲徽 的温度梯度比烘煌 的 大得 多 。 钻 级 电爪先 圈 热 雷偶在 城概 内 装置 部位 不烘燎操作对 焦 油 白云石碎置量的影 响 根据 升温 曲腺及 对握使 用后碎的分析拮果 ， 我们 甜 为不烘值操作 可以提高焦 油 自云石傅 的置量 ， 这与 加 大了粘 焦速度和提高 了搏内的残余碳含量有着 重要的关 系 。 我们知道 ， 焦 油 自云石穗在 即。 一 为焦 油涯青 中挥发物排出阶 段 ， 这 时傅处于秋 化状 态 ， 矢量 的碳氢化合物 逸出 。 这时发生 复 杂的裂化和 聚合 反应 。 在大于 、 “ 时 ， 褥体 内部碳素 开始拮 焦 ， 形成碳素骨架 ， 使傅具有大的 强度 。 故 能增 加 对剔 液 、 坡渣 、 健气 的机 械磨损和 化学侵蚀 的抵抗能 力 。 拮 焦 强度的大小又和 拮焦速度有 介密切 的 关 系 。 桔 焦速度 以 往采取烘燎操作 目的之 一 ， 是使 焦 油 白云石燎靓在烘墟过程 中镇先 焦 化 ， 以提高娘概 机械 强度 ， 抵抗假气 、 媲渣和铜液 的机被 冲刷与 化学侵触 。 而 当朵 用不烘煊操作时 ， 有人 怀 疑媲嫩粘焦速度会 不会低于媲徽损坏速度 ， 灯而 当憔视未被 焦化完全具 有蛟大的强度时 ， 就 遭 受破 坏 ， 使娓令降低 。 但 由图 燎欲温度变 化 曲祝来薪 ， 采 用不烘媲操作时 ， 煊徽粘热速 度永 远大于燎椒损坏速度 ， 燎欲达到 焦化所需时 周要此烘煊快 一 倍 ， 按 图 一 的 曲腺 与 图 一 的 曲腺 此较 ， 如表 所示 。 由于不烘燎操作值欲升温述度快 ， 所以 焦 油 白云石健 椒表 面迅速越过软化温度 范四 ， 这样也 就 不 会 引起娘靓倒塌 事 故 。 表 拮焦速度 开始桔 焦温度 燎锻 ， 处 开始达到 精焦温度所需时 简 烘 溅 不 烘 服 － 、 － 小时 － － 小时 精 焦强度

第小期 -71- 且皇支至章gtT方；年第东 常产日李品为 中岁壶兵古 活度立艺 ”管中 第第看于i官多家美后i首玉 阁2-1不烘城燃视升温曲線 陶2-2烘城升温曲線 随着不烘爐操作提高结焦速度的同时也就是提高了結焦强度。在一般特况下朵用校大的 結焦速度所行到的炭，无論在强度、气孔卒及致密度程度上都比在校小的結焦速度下秸成 的焦炭要好些。据上迹不烘姬高温精焦速度高于洪爐时5~T倍，則在不烘爐操作时爐襯磚內 层的气孔幸，致密度及强度会比烘墟时高些。为了进一步証实这一点，我們分别对在不烘城 条件下冶煉雨城和三城后拆下来的慶磚进行了耐压强度和气孔莽的测定。 从下表可以看出由于不烘嬗模作爐礼乳温速度快，秸焦速度大放缀磚耐压强度大，‘气孔 低，傅質量好。从啜德外观来看亦可看出停号1常内我面一层爐襯翘藏特别政密，並且强 度很大。我們臂將一一块生焦前傅慎接浸在铁永中，1小时后取出发现傅結焦坚硬，殘余脱也 校高。就这些情况来看在不烘城条件下城礼内层对抵抗城内机械冲删和爐渣浸触能力要此烘 爐高

第 一 了 一 期 弃叭 叭 尸 里 一 犷 二 黔多 亨 二 犷二二 、 万 誉 育 万 斗叶 ，外呼沁卜补、 俨衬分‘ ， 朋护 份办沁袱翔认场爵 ︸ 忿 言 ， 黔 污 苦 蓄 圆 一 不 洪 城 城 视升 温 曲 珠 圆 一 烘 波 升 沮 曲 乎泉 随着不烘媲操作提高拮焦速度的 同时也就是提高 了粘 焦强度 。 在一般情 况下采用校大的 拮焦速度所行 到 的 焦炭 ， 无谕在强度 、 气 孔率 及 致密度程度上都比在较小 的拮燃速度 下拮成 的焦炭要好些 。 据上述不烘燎 高温精焦速度 高于烘燎时 一 倍 ， 则在不烘燎操作时煊欲碎内 层的气 孔率 ， 致密度及 强度会 比烘燎 时高些 。 为 了进一步韶实这一点 ， 我们分 别对 在不烘 雄 条件 一 冶辣雨嫉和三帷后拆下来的魔傅进行 了耐压 强度和气 孔率 的测定 。 从下表 叮以看出 由于不烘蟾操作燎靓 异温速度快 ， 拮焦速度大 故屠穗耐压 强度 大 ， 气 孔 率低 ， 傅贸呈好 。 从麟傅外观 来看亦可 着出傅号 靠内表 面一 层燎椒粗撒特别致密 ， 亚 且强 度很 大 。 我仍兮将 一块生 焦 油傅直 按浸在敛水 弓 ‘ ， 小时后 取出发现傅桔焦坚硬 ， 残余碳也 鼓高 。 就这些 情 况来看在不烘燎条件下燎视 内层对抵抗煊内机械冲刷和嫉渣浸触能 力要此烘 燎高

72- 纲院學報 表公痰磚耐压强度及气孔率 磚 号 治煉墟数 方·法 耐压强度kg/Cm2 气孔n 1 不烘嬗 14.1 2 3 不烘城 214 16,2 3 35 烘爐 145 22 3)黏焦层厚度： 由上知用不烘爐濚作时很快就能够使爐礼的温度越过軟化温度而达到良好的結焦，从图 8的曲線看出在用不烘墟操作时艇过0分缝吹煉后得的詰焦层已达到48m/m,經过105分箭 后就达到70/m。这就表明用不烘墟操作能形成足够度的坚硬钻焦层来抵抗机械冲刷和化 学侵蝕。 3.不烘爐操作磚中的殘余碳： 上述分析說明了不处城操作磚内的钻焦速度及黏焦强度均此烘娘操作高。这与磚内残余 脱含量多少有滨切关系。我們测定冶煉一墟后前撕和后糯上暖傅的殘余碳含量。見图3。由 岳星背5 兴行 防代病 周3 城视断面不同厚度上殘余碳的含量 4 6 残余C。 阁4不烘墟操作时城视中殘余碳和挥發分含量的闋系

一 一 翎 院 祭 权 表 名 魔傅耐压 强度 反 气 孔率 号 冶辣墟数 方 法 耐压 强度 只 气 孔率 不烘嵘 不 烘燎 烘 煊 … 一 一 、 一一一 ︸ 一 一 一 桔焦 层 厚度 由上知用不烘燎操作 时很快就 能 够使燎淞 的温度越过软化温度而达到 良好的抬 焦 ， 从 图 的 曲腺 看出在用不烘燎操作时握过 分垃吹辣后 碎的拮 焦 层 已 达到 汀以 ， 粗过 分技 后就达到 。 这就表 明 用不烘燎操作能 形成 足够厚度的坚硬 拮 焦层来抵抗 机械冲刷和化 学侵触 。 不烘燎操作傅 中的残余碳 上述分析砒 明 了不烘 燎操作傅 内的粘焦速度 反 拮 焦 强度均 此烘墟操作 高 。 这 与傅 内残余 碳含量 多少 育密切 关 系 。 我们 定 冶辣一燎 后前 格私、后 倍上磨傅的残 余碳含量 。 觅 图 。 由 乙 荡筒 三 鑫…蚕 佗月汾 滚喊鱿 叹士二 卜 年 一 二 、 万，从肚舟、 圆 城舰 断面 不 同 厚度 上 残余谈的含 量 ‘ 厂 一一 一 一 ” ’ 一 一一飞 奉 压‘任 份挥万岑 ‘了八 司 不 烘波 操作 峙墟 舰 中残余碳 和择赞分合 量的 阴 系

第十期 -78一 图3知距工作表相同处不烘城操作时的殘余腿皎烘越操作为高。烘城时淺余碳变化范国为 一6%，不烘爐操作时殘余酸变化范阴为3-9，。由图3曲象知学德内排出之揮发分越多时 則磚内殘余碳就越少。而我們知道焦汕1云石傅在00一5C0°C时，排出大量腿冠化合物， 其桔果使磚内的殘余碳降低。当磚內温度大于500°C时腿通化合物开始韩悲。一般来洗，磚 在300一500°℃的温度范贸内停留时聞越長，則其傅内排出的碳氮化合物藏越多，胡应的殘 余膜就减少。间在不烘城操作时旗礼衣面温度骤然升高而越过饮化温度范倒，便火量的膜虱 化合物裂化，增加了焦油臼云石醇的殘余碳含量。根据城襯升温曲额可以看出在不烘姐操作 条件下爐襯任00~500°C范圆内停留时間比烘篮操作时短。表3 衣3在软化温度范图内停留时間表（由图2一1，图2-2来比鞍） 方 法 狼微厚度为50m/m时在800~500°停留时間（小时） 烘 姐 1.58.5 不烘爐 0.1~0.5 这可說明不烘媚操作媚视殘余碳比姚爐？作乡。 4.不烘姐授作时风眼德的渝： 图5是在特翎G吨直的型鲫吹性鸭城上用宜接打入热电偶的方法所测得的。在不烘爐 操作时距工作及面50m/m女100m/m处：排风眼傳的温度变化曲線。图6是沿风眼傳各不同 断面处的殘余發量变化規体的出欲。 由图5可看： (1)风眼碎各不同断面处的花余碳量是陵高的达6.5一7.59。 (2)沿风眼傅谷不间断面处的结焦速安是咬大的，而侵蚀速度总是小于其結焦速度 这沦明焦汕铁砂风眼停即便不解：予烘考生低刀过程亦会很好焦化的。 (3)沿诣风眼傅断面温度梯度是很小的，风眼德温度上乳是设为下设的，比过去人們 設想的要好得乡。 三、不烘炉煉鋼的热量 温度是每个炔鋼工作者最关心的問題.囚为把1250°C的铁水洽煉成1540°C的州永以皮 撓成合格的钢淀在牌姐里除了依靠化学热外更生要的是铁水本身进来的物理热。烘媚操作就 是为了避纪墟礼吸收高湿铁水的热量而引起冻韶事放。但就月前全国实行了不烘搬操作后並 沒有发现爆炸：女冻洁的事故这主要原因是山尸不烘雄操作能滞足城礼操作时对热比及温度的 要求，具体原因如下： (1)不烘斌煉鋼操作时金射的升温巡度大： 我們在笨池部位用世接打人热电偶的方法测出了不烘爐煉锅附第一城随冶煉过程的进 展熔池金屬的温度变化（图7）由图示出豫可以看泊不烘爐冶嫩时第一爐各期的升温速度如 下表： 从上图及炎可以看出即使城视不州浅，温度很低但熔池温度仍以很快的速度婚加，亦 即金升温速度大大地超过了盛混的冷却作川

第 十 期 一 一 图 知 距工作表 而相 同处不烘媲操作 时 的残余碳歧烘旅操作 为高 。 烘燎时残余碳变 化 范困为 一 ， 不烘 燎操 作 时 建 余碳变化 范网为 一 。 由 图 曲很知 井傅内拼 出之摊发 分 越 多时 傅内残余碳就 越少 。 而 我们知道 焦 油 自云石傅在 册。 一 动。 “ 时 ， 排出 大量碳氢化合物 ， 共拮果使碎内的残余碳降低 。 当傅内温度大 于 时碳氢化 合物 开 始桔焦 。 一般来税 ， 傅 在 一 呷 。 的温变范 幽内停留时 周越畏 ， 期共傅内排出的碳氢化 合物就 越 多 ， 相 应 的腾 余碳就 诚 少 。 而 在不烘煽操作肘然规表 面温度蹂然升 高而 越过 伙化 温度 范 圈 ， 使大最 的碳氢 化 合物裂化 ， 增 加 了焦 油 自云石碎 的残 余碳含 缺 。 权据谊靓升温 曲旅可以着出在 不烘蛇操作 条件下墟视 在 范 必内停留 时 同此烘炫操作 时短 。 一 友 表 在 杖化温度 范困内停留时 周 夫 由图 一 ， 图 一 来此蛟 、 方 法 呱议 厚皮为 耐 时在加。 一 “ 停留时 简 小时 烘 媲 名 不 烘 煊 一 ‘ 自 “ 这可 貌 明不烘镰操作燎规残余碳比烘服操作 多 。 不烘燎操作 时风 电之傅的甜确 图 是在特胭 吨 辽补 犁侧 吹碱性 傅媲 曰 心接汀入 热 电们 的 方法所 侧 得的 。 在不烘媲 操作 时 距 工作 狡而 时川 及 叫 处主排风眼傅 的温度变 化 曲徐 。 图 是 沿风眼 傅 各不 同 断面 处的 残余碳 量变化倪 律的 曲徐 。 由 图 可 着 出 凤眼碎 各不 同断 面 处 的 残余碳 谈是峻 高的达 一 。 沿风 眼傅各不 同 断 面 处的 桔 焦速度是佼 大的 ， 而 侵蚀速度总 是小于其 桔 焦速度 这祝 明 从翔打簇砂凤 眼傅即 使 不耗 予卫鸳烤 在 使 用过程 亦会很好焦化 的 。 沿 音凤 眼傅断面温度梯度是很 小的 ， 风 眼傅温度土异是校 为 平援的 ， 比过去人 的 段想的要 好得 多 。 三 、 不烘护辣铜的热量 温度是每 个辣铜工作者最关心 的 周姐 · 因为把 的敛水冶烛成 “ 的剑水以 及 晓成合格 的铜锭 在膊醒 里除 了依靠 化学热 外更主要的 是铁水本身进来 的 物理 热 。 烘毓操作就 是为 了避觅服视吸 收 高温跌水的热 员而 引起 冻桔 书砍 。 但就 目前圣 国突 行 了不烘旅操作后 业 没有 发现爆 炸反 冻估 的事故这主要原 因是 由 一 于不烘煽操作能浦足墟舰操作 时对 热 显及 温度 的 要求 ， 具 体原 因如下 〔 工 不烘燎娜纲操 作时金切的 升温巡度 大 我们 在熔池部位 用直接 打人 热 电偶 的 方法 测出 ’ 了不 烘慷辣 锅 时 一 第一燎随 冶辣 过程 均进 展熔 池金溺的温度变化 灯图 山 图 示 曲 搜叮以 着出不烘波冶辣时第一媲各期的升侃速度如 一 厂表 从 上 图 及 丧 可 以 看出即 使服脱 不 加 洪咚 ， 温度很 低但熔 池温度 仍以 很快 的 速度增 加 ， 亦 即 金 蜀升温速皮大大地超过 了波靓的 冷却 作用