噴氧期間元素氧化監(jiān)測(cè)：
該研究利用廢氣和爐渣分析結(jié)果研究精煉期間元素的氧化過(guò)程。A點(diǎn)廢氣分析證實(shí)，溫度、濃度和體積流量在爐子徑向分布極不均勻。因此，只有利用B點(diǎn)的廢氣分析結(jié)果才能準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)元素的氧化。此外，利用B點(diǎn)的廢氣分析得到的CO2含量為基礎(chǔ)監(jiān)測(cè)參數(shù)有利準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)，因?yàn)锽點(diǎn)的CO含量接近于零值。
因?yàn)槟M僅僅以熱力學(xué)平衡條件為基礎(chǔ)，可見(jiàn)模擬結(jié)果和實(shí)測(cè)分析結(jié)果之間存在著明顯的差別。以熱力學(xué)為基礎(chǔ)的模擬結(jié)果表明，直到第一個(gè)臨界點(diǎn)到達(dá)時(shí)仍無(wú)碳氧化。其實(shí)，廢氣分析表明，在達(dá)到第一臨界點(diǎn)時(shí)碳的氧化雖不強(qiáng)烈，但早已開(kāi)始。差別是因?yàn)樵匮趸粌H取決于熱力學(xué)條件，還與其它許多過(guò)程有關(guān)。例如，與質(zhì)量和熱量傳輸、流動(dòng)機(jī)理和動(dòng)力學(xué)條件等。此外，溫度和元素分布不均也造成差別，特別是精煉期氧分布不均所致。實(shí)踐證明，噴氧區(qū)的溫度越高、噴氧濃度越高，碳的氧化越強(qiáng)烈。噴吹區(qū)的大小取決于氧槍位置、氧氣的質(zhì)量流量、鋼液密度及其化學(xué)成分。
然而，模擬結(jié)果與分析結(jié)果仍然存在著相似性。例如，廢氣分析結(jié)果與模擬結(jié)果均指出，碳的強(qiáng)烈氧化發(fā)生在噴氧中期。廢氣分析證實(shí)同樣存在著兩個(gè)臨界點(diǎn)。碳開(kāi)始強(qiáng)烈氧化是在噴氧到達(dá)第一臨界點(diǎn)在噴氧量為3.4kgO2/t鋼之后，即相當(dāng)于模擬結(jié)果的噴氧量為4.6kgO2/t鋼，硅強(qiáng)烈氧化末期。第二臨界點(diǎn)在噴氧量為10.5kgO2/t鋼，與模擬結(jié)果的脫碳速度開(kāi)始降低、噴氧量為18.1kgO2/t鋼相當(dāng)。
分析表明，硅的強(qiáng)烈氧化是在噴氧的早期階段。液相質(zhì)量傳輸決定著早期噴氧階段的脫硅速度。在此階段，脫硅速度取決于每個(gè)反應(yīng)位置的表面積（A），鋼液密度（P），鋼液重量（W），每一個(gè)反應(yīng)位置的硅傳輸系數(shù)（K），鋼液中的硅含量（WT%）和鋼液中接近于零的硅平衡含量（WT%）。
因此，強(qiáng)化反應(yīng)條件，例如鋼液良好混合，增大硅和氧之間的接觸面積是判斷這個(gè)時(shí)期鋼液脫硅速度的重要條件。
中期脫碳速度與噴氧量成線(xiàn)性關(guān)系，因?yàn)檫@時(shí)的脫碳速度受化學(xué)反應(yīng)控制。噴氧量達(dá)到第二個(gè)臨界點(diǎn)后，脫碳速度隨著噴氧量的增加而降低。這說(shuō)明過(guò)剩氧量的脫碳作用很小，這是由于碳在鋼液中的濃度降到臨界點(diǎn)以下，使碳的活性已經(jīng)變得很低的緣故。末期脫碳速度降低是由于鋼液中碳含量的降低，這是脫碳動(dòng)力學(xué)驅(qū)動(dòng)力不足的原因。
末期，碳的質(zhì)量傳輸控制脫碳。脫碳速度取決于鋼液中的含碳量，特殊反應(yīng)位置的質(zhì)量傳輸系數(shù)（K）以及接近于零的平衡碳含量。
在缺碳條件下，氧氣氧化鉻和鐵。這時(shí)可減少10%的噴氧量，即相當(dāng)于降低氧消耗1.5kgO2/t。
脫碳末期，可噴入氬氣促使鋼液內(nèi)部良好混合以強(qiáng)化脫碳。此外，噴入氬氣還可降低鋼液中的平衡碳濃度水平，提高脫碳速度。
到達(dá)第二臨界點(diǎn)后停止噴氧，可節(jié)約氧氣的消耗，還可使鐵和鉻的氧化降至最低。因?yàn)槊撎寄┢贔eO和Cr2O3的生成變得更強(qiáng)烈。通過(guò)回歸分析后發(fā)現(xiàn)，直線(xiàn)截距為0.7kg/t可知，雖然早期和中期鐵的氧化不嚴(yán)重，但已經(jīng)開(kāi)始氧化。末期開(kāi)始前，由于Cr2O3回歸直線(xiàn)的截距較高（12.3kg/t，可見(jiàn)這時(shí)鉻的氧化比鐵氧化更強(qiáng)烈，計(jì)算結(jié)果也與模擬結(jié)果一致。
實(shí)踐與分析指出，鉻的氧化與鐵略有不同。即鐵氧化表明渣中一氧化鐵含量與末期噴氧過(guò)剩量之間存在著關(guān)系。有研究報(bào)導(dǎo)，鋼液中鉻的活性與鋼液中鉻的含量成非線(xiàn)性關(guān)系。超過(guò)最佳鉻含量，鉻的活性與鉻在鋼液中的含量成負(fù)相關(guān)。
在第二臨界點(diǎn)中止，噴氧不僅可防止鉻和鐵的進(jìn)一步氧化，還可使鉻被鋼渣界面間的一氧化鐵氧化造成的損失減至最小，同時(shí)改善氧化鉻的還原效率。
永久性的廢氣分析裝置：
通過(guò)在電爐除塵系統(tǒng)中安裝永久性廢氣分析裝置，成功開(kāi)發(fā)了一套動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)工藝控制裝置。它可將在B點(diǎn)的廢氣中的CO2含量，直觀(guān)地顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上，以便到達(dá)第二臨界點(diǎn)后。B點(diǎn)的CO2含量顯示降低時(shí)電爐操作者能夠及時(shí)中止噴氧。此系統(tǒng)除了可用于電爐，還可用于其它與此相關(guān)的脫碳工藝，例如，還可用于氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐（BOF），氬氧脫碳爐（AOD）和真空吹氧脫碳爐（VOD）。
應(yīng)用廢氣分析系統(tǒng)可直接減少鐵和鉻的氧化，提高金屬收得率，增加鋼產(chǎn)量，有利于降低噸鋼電耗，節(jié)約氧氣，減少石灰和硅鐵用量。
DEW鋼廠(chǎng)在熱力學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)和爐渣、鋼液與廢氣分析的基礎(chǔ)上，成功開(kāi)發(fā)出一套用于電爐煉鋼監(jiān)測(cè)爐內(nèi)各元素氧化的廢氣分析裝置。實(shí)驗(yàn)證明，它不僅可監(jiān)測(cè)和掌控爐內(nèi)元素氧化，且能使?fàn)t子冶煉不銹鋼時(shí)實(shí)現(xiàn)最大的硅、碳氧化和最小的鐵、鉻氧化。從而有效縮短冶煉時(shí)間，噴氧時(shí)最大限度減少貴重金屬損失，有利于增加金屬收得率和爐子生產(chǎn)率，全面提高電爐冶煉不銹鋼的經(jīng)濟(jì)效益。
(鋼訊)
