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鐵水包:三種沸爐現象的發生原因與解決辦法(一)
一、沸爐與炸爐的區別
沸爐是指在熔煉過程中由于各種原因導致鐵液劇烈沸騰的現象,表現為鐵液不斷從爐體內涌出,并帶有輕微的爆炸,其表現特征和火山噴發熔漿極為相似。
炸爐是由于加入的爐料中含有水,爐料浸入到已熔化的鐵液中時,水在1000℃左右高溫下汽化,產生的氣體在金屬液體的空間內得不到膨脹,隨即產生爆炸,同時將鐵液帶出爐體外。炸爐是瞬時性的,而沸爐持續的時間長,兩者都具有一定的破壞性和危險性。
沸爐和炸爐即有相同之處,也有不同之處。炸爐主要爐料潮濕。而沸爐主要是由爐料銹蝕、爐料中含有低熔點金屬或穿爐造成的。
第一種沸爐
1、現象及成因:當加入爐料帶有銹蝕且未經烘烤時易發生沸爐,由于操作人員的粗心或不按操作規范操作往往引發此類爐前事故;當加入帶有銹蝕且未經烘烤的爐料時,鐵液立即沸騰并不斷地涌出,帶有輕微的爆炸聲,沸爐停止后爐體內的鐵液一多半溢出,溢出的鐵液氧化嚴重。由此可見,鐵液的沸出有巨大的長時間動力,同時有大量氧化性氣體存在。
分析原因認為這是由于氣在鐵液中存在的形與氫、氮不同,它不是以原子的形態存在,而以它和鐵的氧化物(氣化鐵)的分子形態存在。在鐵液中,含碳量和含氣化鐵量之間存著一定的平衡關系,而平衡態是隨著溫度的變化而變化的。
當未經烘烤的爐料加入時,引起已熔化鋼液的局部溫度降低,溫度降低后鐵液的碳、氧失去平衡,平衡常數m降低,就會使得含氧量超過平衡值,原來的平衡狀態被破壞,從而發生反應FeO+C==Fe+CO↑,同時,由于溫度的突然降低促使反應{C}+{O}==CO↑劇烈發生,鐵與氧形成三種氧化物:氧化鐵、三氧化二鐵、四氧化三鐵(即磁性氧化鐵)。由于氧化鐵只是在570℃以上的溫度條件下存在,所以室溫下的銹蝕主要成分為三氧化二鐵。當帶銹蝕的爐料進入鐵液時,三氧化二鐵和四氧化三鐵在高溫下分解,由此產生大量氧氣,回爐料表面銹斑為產生氣泡提供良好的條件。正如燒開水一樣,氣泡不是從水里冒出來,而是在壺底、鍋底產生。這是由于鐵液與固體接觸不良,在這些地方有現存的氣體,因而成為氣泡形成的核心。由于反應的持續進行,產生大量一氧化碳和氧氣,從而使鋼液獲得了不斷外涌的動力,形成火山熔漿外溢的景象。
2、解決措施:在實際生產中必須嚴格按照工藝要求進和操作,加入爐料要經過烘烤,且無銹蝕,一旦發生沸爐,應立即斷電,以防溢出的鐵液使感應圈短路,造成設備的損壞或發生更大的事故;斷電后向爐內加入適量脫氣劑,并用除渣劑覆蓋液面,可緩解反應的發生。如果沸爐較為劇烈,必要時可將鐵液直接傾倒在翻爐坑內。
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