測氧儀在轉爐煉鋼廠的實踐應用

測氧儀在轉爐煉鋼廠的實踐應用 
通過測氧儀在轉爐煉鋼廠轉爐冶煉過程的試用，摸索出終點鋼水中C、ao、T的對應關系，并在H08A等鋼種的冶煉生產(chǎn)中進行推廣，取得了指導脫氧合金化操作的良好效果。 
1. 前言 
脫氧合金化是煉鋼過程中關鍵過程控制點。脫氧不足，鑄坯易產(chǎn)生氣泡，嚴重時會產(chǎn)生大量的皮下氣泡，影響鑄坯質量。在澆注過程中，加劇了對塞棒、水口的侵蝕。脫氧過度，不僅浪費資源，還會污染鋼水導致連鑄產(chǎn)生結瘤等事故，直接影響連鑄坯的質量和生產(chǎn)順行。因此，準確掌握鋼水中氧含量是科學指導脫氧合金化操作的前提，而測氧儀可以精確測定鋼水中的氧含量，為轉爐脫氧合金化及連鑄澆注操作、提高鑄坯質量有著重要指導意義。  溫濕度計| 沼氣檢測儀| 氣體檢測儀| 氣體分析儀| 一氧化碳檢測器| 可燃氣體檢測儀| 泄露氣體檢測儀| 毒性氣體| 氧氣檢測| VOC檢測儀| 煙氣分析儀| 臭氧檢測儀| 空氣品質監(jiān)測儀| 亮度計| 溫度記錄儀| 溫濕度記錄儀|
2. 測氧儀原理 
氧活度的測定原理是基于一種氧化鋯電化學電池應用（氧化物固體電解質的離子導電）。當固體電解質兩邊的氧活度不同時，按能斯特定律，電池產(chǎn)生電動勢（EMF）如下： 
EMF=(RT/nF)×Ln(Po2/Po1)  
式中：E ——電動勢（mv） 
T ——絕對溫度（K） 
R ——理想氣體常數(shù)（8.314j.mol-1K-1） 
F ——法拉第常數(shù)（96500C.mol-1） 
Po2 ——被測鋼液的氧分壓 
Po1 ——參比極的氧分壓 
3. 測氧儀的操作工藝要點 
轉爐煉鋼廠使用的是Multi-Celox測氧儀，它是一個工業(yè)化的、可編程微機化儀器，在測量時要獲得精確結果必須注意以下幾點：測氧探頭必須保持干燥，在使用前及使用時避免摔跌及撞擊；探槍和補償導線須保持干燥及良好連接，各極之間保證絕緣良好；測氧探頭必須可*地連接在探槍上并在鋼液較為穩(wěn)定時快速平穩(wěn)地進入液態(tài)金屬中30—50cm，避免爐襯及爐渣的影響；考慮到煉鋼廠現(xiàn)場電磁干擾的復雜性，從探槍到二次儀表的連接電纜必須嚴格屏蔽，二次儀表應接地良好。 
4. 測氧儀在轉爐煉鋼廠的測試及分析 
4.1 測試成功率分析 
在Q235鋼的測試中，共測38支，測成35支，剔除人為因素，測試成功率為94.7%； 
在H08A鋼的測試中，共測35支，測成32支，剔除人為因素，測試成功率為94.1%；； 
由于此系統(tǒng)有自動存儲功能，且可連接普通打印機將測試數(shù)據(jù)及相關的測試曲線進行打印。測量所得到的溫度曲線及氧電勢曲線在較好地反映了鋼水溫度、氧含量的同時也可反映出探頭的質量；同時，根據(jù)曲線及儀表的提示可分析測試失敗的原因�，F(xiàn)場測試中反映出設備的穩(wěn)定性及測試結果的準確性良好。 
4.2 測試結果分 
根據(jù)以上測試數(shù)據(jù)可以看出：C含量的測試基本準確，較好的與目測、光譜分析結果相符，溫度的測試值與爐前現(xiàn)有測溫系統(tǒng)測得數(shù)據(jù)的偏差也很小。 
因為在轉爐冶煉終點操作中，爐內(nèi)鋼液中C、ao、T存在一定的統(tǒng)計關系，為此根據(jù)上述C、ao、T測試數(shù)據(jù)，進行回歸分析，擬合公式如下： 
lgc%=2.236+(-1303)/T+(-1)*lgao ① 
應用此公式對測試數(shù)據(jù)進行復合，該擬合公式較為準確； 
鑒于此，可根據(jù)公式，由已知C、T推算出鋼液中氧活度值，并以此作為調(diào)整合金加入量的依據(jù)。 
5．測氧儀在轉爐煉鋼廠的使用效果 
轉爐煉鋼廠爐子容積小，出鋼量低（平均出鋼量在23噸左右），使用測氧儀成本較高，因此在普通鋼種進行小規(guī)模的試用成功后，又在H08A鋼上進行了試用，也取得了較好的效果，通過進一步的摸索后轉入了H08A鋼的大規(guī)模使用。現(xiàn)重點討論測氧儀在轉爐煉鋼廠冶煉H08A鋼所取得的實際效果。 
5.1 鋼水的氧性得到了有效的控制 
在1999年度H08A鋼的冶煉可以分為三個階段來看，年初（1—2月）開始批量生產(chǎn)時，由于冶煉工藝上存在的問題，脫氧度不能滿足生產(chǎn)需要，造成鋼水氧性強，15%的鑄坯具有非常明顯的氣泡；在第二階段（3—8月），改善了工藝制度，H08A鋼的質量及生產(chǎn)控制雖然有了一定的提高，鑄坯具有明顯氣泡的比例由15%下降到10%；在第三階段（9—12月），通過使用測氧儀在H08A鋼生產(chǎn)進行了工藝探索，鋼水的脫氧程度有了科學準確的數(shù)據(jù)，通過對終點鋼水氧含量與脫氧劑加入量的不斷對比、調(diào)整，摸索出了一套準確的脫氧工藝制度，鋼水的氧性得到了有效的控制，在此階段鑄坯具有明顯氣泡的比例降到了現(xiàn)在0.5%，取得了很好的效果。 
5.2 提高了鋼水的可澆性 
從1999年全年的連鑄澆鑄情況來看，在冶煉H08A鋼中主要的生產(chǎn)事故一是中包、大包水口結瘤；二是水口、塞棒侵蝕嚴重，注流失控；轉爐煉鋼廠中包、大包結瘤的主要原因是生產(chǎn)節(jié)奏快，在脫氧程度過大時，由于未采用保護澆注，低氧鋼水的脫氧產(chǎn)物在很短的時間內(nèi)難以積聚上浮，澆注時在水口富集，導致結瘤影響拉速。這兩種事故都影響了連鑄的拉速并最終導致生產(chǎn)中斷。使用了測氧儀后，由于鋼水脫氧程度得到了有效的控制，造成連鑄事故的因素也因此得到了有效的控制，連鑄的生產(chǎn)事故有未使用前的6%下降到現(xiàn)在的3%，平均壽命由4.5爐提高到現(xiàn)在的12爐，平均拉速由2.1米/分提高到2.9米/分，最高拉速達到3.5米/分。 
5.3 提高鋼水成分命中率 
冶煉H08A鋼中使用的脫氧劑在不同氧含量條件下有不同的增碳、增硅量；使用測氧儀后，鋼水的氧性有了量化的數(shù)據(jù)，配加脫氧劑更有針對性、科學性，減少了憑經(jīng)驗加入脫氧劑對成分的干擾，提高了對鋼水成分的控制水平；H08A鋼的成分判定率由過去的90%提高到99.12%；同時滿足了用戶低碳H08A鋼的需求，成品C≤0.08%的比例由60%提高到85%。 
5.4測氧對生產(chǎn)的影響 
在冶煉H08A鋼使用測氧儀之后，由于Celox定氧探頭既可用來測氧，同時還可測定爐內(nèi)鋼液的碳含量及溫度，這樣無須等取樣即可決定出鋼或后吹，節(jié)約了作業(yè)時間。 
6．結束語 
測氧儀可以準確地測量出轉爐鋼液中的氧含量。 冶煉H08A鋼，準確測量出鋼水氧含量，對冶煉及澆注具有重要的指導意義。在今后的品種鋼生產(chǎn)中，測氧儀有著廣泛的應用前景。