测氧仪在转炉炼钢厂的实践应用

测氧仪在转炉炼钢厂的实践应用 
通过测氧仪在转炉炼钢厂转炉冶炼过程的试用，摸索出终点钢水中C、ao、T的对应关系，并在H08A等钢种的冶炼生产中进行推广，取得了指导脱氧合金化操作的良好效果。 
1. 前言 
脱氧合金化是炼钢过程中关键过程控制点。脱氧不足，铸坯易产生气泡，严重时会产生大量的皮下气泡，影响铸坯质量。在浇注过程中，加剧了对塞棒、水口的侵蚀。脱氧过度，不仅浪费资源，还会污染钢水导致连铸产生结瘤等事故，直接影响连铸坯的质量和生产顺行。因此，准确掌握钢水中氧含量是科学指导脱氧合金化操作的前提，而测氧仪可以精确测定钢水中的氧含量，为转炉脱氧合金化及连铸浇注操作、提高铸坯质量有着重要指导意义。  温湿度计| 沼气检测仪| 气体检测仪| 气体分析仪| 一氧化碳检测器| 可燃气体检测仪| 泄露气体检测仪| 毒性气体| 氧气检测| VOC检测仪| 烟气分析仪| 臭氧检测仪| 空气品质监测仪| 亮度计| 温度记录仪| 温湿度记录仪|
2. 测氧仪原理 
氧活度的测定原理是基于一种氧化锆电化学电池应用（氧化物固体电解质的离子导电）。当固体电解质两边的氧活度不同时，按能斯特定律，电池产生电动势（EMF）如下： 
EMF=(RT/nF)×Ln(Po2/Po1)  
式中：E ——电动势（mv） 
T ——绝对温度（K） 
R ——理想气体常数（8.314j.mol-1K-1） 
F ——法拉第常数（96500C.mol-1） 
Po2 ——被测钢液的氧分压 
Po1 ——参比极的氧分压 
3. 测氧仪的操作工艺要点 
转炉炼钢厂使用的是Multi-Celox测氧仪，它是一个工业化的、可编程微机化仪器，在测量时要获得精确结果必须注意以下几点：测氧探头必须保持干燥，在使用前及使用时避免摔跌及撞击；探枪和补偿导线须保持干燥及良好连接，各极之间保证绝缘良好；测氧探头必须可*地连接在探枪上并在钢液较为稳定时快速平稳地进入液态金属中30—50cm，避免炉衬及炉渣的影响；考虑到炼钢厂现场电磁干扰的复杂性，从探枪到二次仪表的连接电缆必须严格屏蔽，二次仪表应接地良好。 
4. 测氧仪在转炉炼钢厂的测试及分析 
4.1 测试成功率分析 
在Q235钢的测试中，共测38支，测成35支，剔除人为因素，测试成功率为94.7%； 
在H08A钢的测试中，共测35支，测成32支，剔除人为因素，测试成功率为94.1%；； 
由于此系统有自动存储功能，且可连接普通打印机将测试数据及相关的测试曲线进行打印。测量所得到的温度曲线及氧电势曲线在较好地反映了钢水温度、氧含量的同时也可反映出探头的质量；同时，根据曲线及仪表的提示可分析测试失败的原因。现场测试中反映出设备的稳定性及测试结果的准确性良好。 
4.2 测试结果分 
根据以上测试数据可以看出：C含量的测试基本准确，较好的与目测、光谱分析结果相符，温度的测试值与炉前现有测温系统测得数据的偏差也很小。 
因为在转炉冶炼终点操作中，炉内钢液中C、ao、T存在一定的统计关系，为此根据上述C、ao、T测试数据，进行回归分析，拟合公式如下： 
lgc%=2.236+(-1303)/T+(-1)*lgao ① 
应用此公式对测试数据进行复合，该拟合公式较为准确； 
鉴于此，可根据公式，由已知C、T推算出钢液中氧活度值，并以此作为调整合金加入量的依据。 
5．测氧仪在转炉炼钢厂的使用效果 
转炉炼钢厂炉子容积小，出钢量低（平均出钢量在23吨左右），使用测氧仪成本较高，因此在普通钢种进行小规模的试用成功后，又在H08A钢上进行了试用，也取得了较好的效果，通过进一步的摸索后转入了H08A钢的大规模使用。现重点讨论测氧仪在转炉炼钢厂冶炼H08A钢所取得的实际效果。 
5.1 钢水的氧性得到了有效的控制 
在1999年度H08A钢的冶炼可以分为三个阶段来看，年初（1—2月）开始批量生产时，由于冶炼工艺上存在的问题，脱氧度不能满足生产需要，造成钢水氧性强，15%的铸坯具有非常明显的气泡；在第二阶段（3—8月），改善了工艺制度，H08A钢的质量及生产控制虽然有了一定的提高，铸坯具有明显气泡的比例由15%下降到10%；在第三阶段（9—12月），通过使用测氧仪在H08A钢生产进行了工艺探索，钢水的脱氧程度有了科学准确的数据，通过对终点钢水氧含量与脱氧剂加入量的不断对比、调整，摸索出了一套准确的脱氧工艺制度，钢水的氧性得到了有效的控制，在此阶段铸坯具有明显气泡的比例降到了现在0.5%，取得了很好的效果。 
5.2 提高了钢水的可浇性 
从1999年全年的连铸浇铸情况来看，在冶炼H08A钢中主要的生产事故一是中包、大包水口结瘤；二是水口、塞棒侵蚀严重，注流失控；转炉炼钢厂中包、大包结瘤的主要原因是生产节奏快，在脱氧程度过大时，由于未采用保护浇注，低氧钢水的脱氧产物在很短的时间内难以积聚上浮，浇注时在水口富集，导致结瘤影响拉速。这两种事故都影响了连铸的拉速并最终导致生产中断。使用了测氧仪后，由于钢水脱氧程度得到了有效的控制，造成连铸事故的因素也因此得到了有效的控制，连铸的生产事故有未使用前的6%下降到现在的3%，平均寿命由4.5炉提高到现在的12炉，平均拉速由2.1米/分提高到2.9米/分，最高拉速达到3.5米/分。 
5.3 提高钢水成分命中率 
冶炼H08A钢中使用的脱氧剂在不同氧含量条件下有不同的增碳、增硅量；使用测氧仪后，钢水的氧性有了量化的数据，配加脱氧剂更有针对性、科学性，减少了凭经验加入脱氧剂对成分的干扰，提高了对钢水成分的控制水平；H08A钢的成分判定率由过去的90%提高到99.12%；同时满足了用户低碳H08A钢的需求，成品C≤0.08%的比例由60%提高到85%。 
5.4测氧对生产的影响 
在冶炼H08A钢使用测氧仪之后，由于Celox定氧探头既可用来测氧，同时还可测定炉内钢液的碳含量及温度，这样无须等取样即可决定出钢或后吹，节约了作业时间。 
6．结束语 
测氧仪可以准确地测量出转炉钢液中的氧含量。 冶炼H08A钢，准确测量出钢水氧含量，对冶炼及浇注具有重要的指导意义。在今后的品种钢生产中，测氧仪有着广泛的应用前景。