转炉吹炼期间,碳氧化速度最快的时期是:()

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氧气顶吹转炉炼钢的吹氧时间仅仅是十几分钟，在这短短的时间内要完成造渣、脱碳、脱磷、脱硫、去气、去除非金属夹杂物及升温等基本任务。
由于使用的铁水成分和所炼钢种的不同，吹炼工艺也有所区别。一炉钢的吹炼过程: 1)吹炼前期20％时间里，Fe、Si、Mn元素即被大量氧化，而且Si、Mn的含量降到很低，几乎为痕迹量（一般0.01%以下为痕量，0.01～1%为微量）。继续吹炼，它们不再氧化。其反应式如下：
[Fe]+ {O2}=(FeO)
2(FeO)+ {O2}=(Fe2O3)
(Fe2O3)+[Fe]=3(FeO)
[Si]+{O2}=(SiO2)
[Si]+2(FeO)={SiO2}+2[Fe]
(SiO2)+2(CaO)=(2CaO•SiO2)
[Mn]+ {O2}=(MnO)
[Mn]+(FeO)=(MnO)+[Fe]
[Mn]+[O]=(MnO)

Fe、Si、Mn的氧化均为放热反应。在碱性操作条件下，冶炼后期硅含量为痕迹量；冶炼的中、后期有回锰现象，为吸热反应，反应式如下：
(MnO•SiO2)＋2(Ca0)＝（2Ca0•SiO2）＋(MnO)
(MnO)+[Fe]＝［Mn］＋(FeO)
(2)Si、Mn被氧化的同时，碳也被少量氧化，当Si、Mn氧化基本结束后，炉温达到1450℃以上时，碳的氧化速度迅速提高。吹炼后期，脱碳速度又有所降低，反应式如下：
[C]＋ {O2}={CO}
[C]＋(FeO)={CO}＋[Fe]
[C]＋[O]＝{CO}
在碳氧反应中除了与渣中FeO的反应是吸热外，都是放热反应。冶炼中期碳氧反应速度最快。
(3)吹炼一开始，由于硅的迅速氧化，使渣中 （SiO2）高达20％。又因为石灰的逐渐渣化，渣中CaO的含量不断地升高。当硅的氧化基本结束后，渣中SiO2的含量又有所下降。炉渣碱度随石灰的渣化而迅速提高。
(4)渣中 （TFe）在开吹后不久，就可以达到20％～30％。随着脱碳速度的提高，渣中 （TFe）逐渐降低，吹炼后期又有所升高。
(5)由于碱性氧化性炉渣的迅速形成，大约在吹炼的40％时间内，磷已降至0.02％。脱P反应如下：
2[P]＋5(Fe0)＋3(CaO)＝（3CaO•P2O5）＋5[Fe]
2[P]十5(FeO)＋4(CaO)＝（4CaO•P2O5）＋5［Fe］
脱磷反应为放热反应。冶炼的中、后期若温度过高，也会发生回磷，脱氧合金加入不当也会发生回磷现象。其反应式如下：
（4CaO•P2O5）+2(SiO2) = 2（2CaO•SiO2）＋(P2O5)
2(P2O5)＋5[Si]＝5 (SiO2)＋4[P]
(P2O5)+5[Mn] = 5(MnO)十2[P]
3(P2O5)＋10[Al]＝5 (Al2O3)＋6[P]
硫在开吹后下降不明显，在吹炼中、后期，高碱度活性渣形成后，温度升高才得以脱除。其反应式如下:
[FeS]＋(CaO)＝(FeO)＋(CaS)
[FeS]＋(MnO)＝(FeO)＋(MnS)
(CaS)＋3(Fe2O3)＝{SO2}＋6(Fe0)＋(CaO)
(CaS)＋ {O2}= {SO2}＋(CaO)
(6)渣中MgO含量的变化与是否采用白云石或菱镁矿造渣工艺有关。如果加白云石或菱镁矿，还与加入的数量有关。图3-2是30t转炉吹炼过程渣中Mg0含量的变化情况。可以看出，未加白云石时，从开吹至7min左右Mg0含量逐渐上升,7至13minMg0变化不大，后期由于渣量的增加,MgO含量略有下降，这说明吹炼的前7min，初期酸性熔渣对炉衬的侵蚀较大，渣中Mg0含量增加。当加入800kg白云石造渣后，前期Mg0波动不大，后期Mg0上升后又下降。由此可见，由于加入了白云石造渣，保持一定Mg0含量，在冶炼过程中能减轻熔渣对炉衬的侵蚀。

图3－2 吹炼过程中炉渣中MgO含量的变化（30t转炉）
1－加白云石；2－未加白云石
(7)由于铁水中各元素氧化放出热量，熔池温度升高。元素的氧化速度与熔池的升温速度是一致的，但是由于吹炼过程还要加冷却剂，熔池的实际升温情况与冷却剂加入的种类、数量、时间以及其他因素有关。吹炼过程中熔池需要升温400～500℃。
根据一炉钢吹炼过程中金属成分、炉渣成分、熔池温度的变化规律，吹炼过程大致可以分为以下3个阶段：
(1)吹炼前期。吹炼前期也称硅锰氧化期。兑入铁水加废钢后，供氧的同时加入大部分造渣料。吹炼前期的任务是早化渣，多去磷，均匀升温。这样不仅对去除P、S有利，同时又可以减少熔渣对炉衬的侵蚀。为此，开吹时必须有一个合适的枪位，能够加速第一批渣料的熔化，及早形成具有一定碱度、一定TFe和MgO含量并有适当流动性和正常泡沫化的初期渣。
当Si、Mn氧化基本结束，第一批渣料基本化好，碳焰初起时，加入第二批渣料。第二批渣料可以一次加入，也可以分小批多次加入。
(2)吹炼中期。吹炼中期也称碳的氧化期，由于碳激烈氧化，渣中TFe含量往往较低，容易出现熔渣“返干”现象，由此而引起喷溅。在这个阶段内主要是控制碳氧反应均衡进行，在脱碳的同时继续去除P和S。操作的关键仍然是合适的枪位。这样不仅对熔池有良好的搅拌，又能保持渣中有一定的TFe含量，并且还可避免熔渣严重的“返干”和喷溅。
(3)终点控制。终点的任务是在拉准碳的同时确保钢中P、S含量合乎要求；钢水温度达到所炼钢种要求的范围；控制好熔渣的氧化性；使钢水中氧含量合适，以保证钢的质量。为完成上述任务，确定一个合适的枪位同样是很重要的。
拉碳后，测温、取样。若成分和温度合格，便可以出钢。在出钢过程中进行脱氧合金化。
出钢完毕，检查炉衬损坏情况，进行溅渣或喷补后，便组织装料，继续炼钢。炼好一炉钢必须抓住各阶段的关键、精心操作，才能达到优质、高产、低耗、长寿的目标。

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