Q-BOP法

Q-BOP法是指氧气底吹转炉炼钢法的一种简称。Q代表这种炼钢方法快速(quick)、平稳(quiet)和质量好(quality)，BOP是碱性氧气炼钢(basic oxygen process)的缩写。

简介Q-BOP法是氧气底吹转炉炼钢法的一种简称。Q代表这种炼钢方法快速(quick)、平稳(quiet)和质量好(quality)，BOP是碱性氧气炼钢(basic oxygen process)的缩写。氧气底吹炉炼钢是指通过转炉底部的氧气喷嘴，把氧气吹入炉内熔池进行炼钢的方法。通过转护底部的氧气喷嘴，把氧气吹入炉内熔池进行练钢的方法1。

氧气顶吹转炉炼钢发展自50年代初投入工业生产以来，在世界范围内得到迅速推广，逐步取代空气转炉法和平炉炼钢法，成为现代炼钢的主要方法。最早建于奥地利的林茨(Linz)和多纳维茨（Donawiz），因而亦称LD法。在美国通常称为BOF法。顶吹氧气转炉的金属炉料主要是铁水，约占金属总装料量的70～85%,其余部分是废钢(个别厂采用富铁矿或球团矿)。通过氧枪从熔池上面垂直向下吹入高压（6～10大气压）的纯氧（含O299.5%以上），氧化去除铁水中的硅、锰、碳和磷等元素，并通过造渣进行脱磷和脱硫。各种元素氧化所产生的热量，加热了熔池中的液态金属（从铁到钢），使钢水达到规定的化学成分和温度1。

吹炼过程氧枪多数工厂氧枪使用三孔喷头。为使喷出的氧流具有足够的动能来搅动熔池，并在熔池表面具有适当的冲击半径，设计喷头时，一般采用下列参数：喷头氧流出口速度约为2.0马赫数(声速的2倍)，喷头前氧压应大于8.0绝对大气压,三孔喷头的小孔间夹角为9°～12°,供氧强度通常为3.0～4.5标米3/(吨·分)。

枪位操作枪位是指喷头端面到静止熔池金属液面的距离。由于氧气射流随射程增长而速度逐渐衰减，所以调整枪位可以控制射流对熔池的冲击力和冲击面积。在吹炼中熔池运动状况对杂质的氧化成渣、金属成分、温度、喷溅和炉龄等都有很大影响。由冷态模型实验可看出，氧气流股对熔池的作用有两种状况：

①浅吹或软吹。当枪位高或氧压低时，氧气射流的动能较小,只能在熔池表面冲击出一个“浅坑”,由于凹坑表面反射气流的作用, 带动附近的金属液向上运动,导致离凹坑较远处的金属液向下运动。这种状况称为”浅吹”或“软吹”。

②深吹或硬吹。当枪位低或氧压高时，氧气射流的动能较大,能将熔池冲击出一个“深坑”。这时,一部分金属被粉碎成小液滴，大部分随反射气流飞溅到炉渣中,某些金属液滴被吸入氧气射流中并被氧化。同时,射流本身撞击金属液面，形成气泡。被氧化了的金属液滴和氧气气泡以高速“冲入”金属熔池，共同参与熔池的循环运动。除在熔池中心处的金属液向下运动外，在凹坑周围的金属液由于泡沫上浮而向上运动，靠近炉衬的金属液又重新向下运动。这种状况称为“深吹”或“硬吹”。

在氧流和金属凹坑表面及其附近，发生激烈氧化反应,并放出大量热量,使该处温度高达2000～2600℃；此区域称为“一次反应区”。整个转炉炉膛内充满由炉渣-金属液滴-气泡组成的乳浊液 (通称泡沫渣)。从生产中的转炉取样表明，沿炉体高度方向，在靠近炉底处有少量单相金属液体，往上则炉渣液滴和气泡数量逐渐增加，越接近炉口，乳浊液中的金属滴越少。

调节氧气射流对熔池的作用状态，如调整氧枪喷口和液面的相对位置，是控制氧气顶吹转炉吹炼过程的重要手段。

吹炼中金属和炉渣成分的变化 氧气顶吹转炉吹炼时，由于一次反应区的温度很高，吹炼初期铁水中的碳就会被氧化。又由于氧气顶吹转炉能调整氧枪枪位，有效地控制成渣状况和渣中氧化铁含量，从而能在脱碳的同时进行脱磷，这是氧气顶吹转炉区别于底吹转炉的重要特点。

在炼钢热源中，铁水的物理热和化学热各占50%左右。化学热主要来自硅和碳的氧化，其次是铁的氧化。氧气顶吹转炉的总热效率约为70%。炉气不仅带出相当一部分物理热，而且炉气中一氧化碳本身所含的化学热，在炉内也未能利用起来。因此，炉气的回收和利用，是节能的重要课题2。

顶底复吹转炉炼钢从转炉炉顶吹氧的同时又向炉底吹入不同气体进行吹炼的转炉炼钢方法。这是在氧气顶吹转炉炼钢法和氧气底吹转炉炼钢法两种方法(简称顶吹法和底吹法)的基础上发展起来的一种方法。它发挥了氧气顶吹转炉和氧气底吹转炉两种炼钢方法的优点，从而在一定程度上弥补了这两种方法的不足之处1。

工艺特点复吹方法的吹炼特点是：从炼钢熔池上部通过顶吹氧枪供应炼钢主要用氧，同时从埋入炉底的喷嘴将氧或惰性气体，有时伴之必要的粉剂吹入熔池，以增强熔池的搅拌和相应的冶金反应。

顶吹和底吹方法可作互相补充的主要冶金特点分别是：顶吹法熔池上下温差大，渣中FeO高，易于发生喷溅;脱碳反应在泡沫渣内进行;通过调节氧枪位置，能将炉内部CO燃烧成CO2，可适当提高废钢比;顶吹法冶炼超低碳钢困难，过氧化现象严重。底吹法则具有搅拌力远大于顶吹法，熔池内温差小;CO燃烧率小，不生成泡沫渣，前期脱磷较困难;熔池接近平衡状态，过氧化程度低等特点3。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学