一種雙流股氧槍及其使用方法與流程

本發明屬于轉爐煉鋼技術領域，特別涉及一種轉爐氧槍噴頭的結構設計及其使用方法。

背景技術：

目前許多鋼廠通過增加廢鋼和鐵礦石加入量的方法，來增加鋼產量。但隨著廢鋼和鐵礦石加入量的增多，熔池的熱量明顯不足，不能滿足冶煉終點對鋼水溫度的要求。通常采用加入熱補償劑來緩解這一問題，如無煙煤或硅鐵合金等。便在加入熱補償劑后不僅增加了噸鋼成本和鋼水的硫負荷，而且延長了冶煉時間，從經濟和生產效率方面都是得不償失的。同時這一技術的采用，也受得了設備上的制約。

采用二次燃燒氧槍技術，可以在一定程度上，解決了熔池熱量不足的問題。其原理是在傳統氧槍上增加副氧流孔，讓主副孔按照一定的比例向爐內供氧，把爐氣的CO更多地燃燒成CO₂，將產生的熱量傳遞給熔池以達到多吃廢鋼，降低鐵耗的目的。而且，二次燃燒氧槍還可以提高供氧強度，改變熔池中化學反應的熱力學和動力學條件，促使熔池提前化渣，對脫硫去磷均有較好的效果。同時可以減少粘槍、提高槍齡和縮短吹煉時間。

但是由于目前所應用的二次燃燒氧槍有其結構及使用工藝上的不足，導致目前的應用受到一定的限制，主要體現在：

(1)副氧孔通道占據噴頭的較大的水冷空間，降低了其噴頭使用壽命；

(2)由于噴頭內腔冷卻空間的限制，制約了副孔出口數量的增加，影響了二次燃燒效果的發揮；

(3)二次燃燒產生大量的CO₂，降低了轉爐煤氣的濃度，影響了轉爐煤氣的回收的氣量；

(4)二次燃燒氧槍，特別是雙流道氧槍，副孔占據較多的流量，導致轉爐濺渣效果不好。

以上原因限制了二次燃燒氧槍在轉爐中的應用。因此，克服以上二次燃燒氧槍在吹煉工藝上的問題，本發明開發了一種新型雙流股氧槍結構及其使用方法。

技術實現要素：

為了達到上述技術目標，本發明的技術方案具體如下：

一種適合于轉爐正常吹煉的雙流股氧槍結構，由外管、中管和進氧管組成，中管進水，外管出水，進氧管輸送氧氣，氧氣出口分為主孔和副孔，包括氧槍主孔和副孔均在噴頭上。在噴頭的氧氣入口方向，氧氣入口的主、副孔數是相同的，在噴頭氧氣出口方向上，主孔個數不變，副孔出口個數是副孔入口的1-3倍，副孔的出口方向可是多方向的，氧氣流量分配給主孔和副孔，其中主孔流量占總供氧量85％以上，副孔流量占總供氧小于15％。

優選地，所述副孔出口方向為向下、水平和/或向上。

優選地，噴頭出口的主孔個數為3-6個，副孔個數為6-15個。

優選地，主孔4個，副孔入口4個，副孔出口8個，副孔的出口方向為4個向下，4個水平。

優選地，其特征在于雙流股氧槍噴頭的副孔尺寸為出口馬赫數為1的相同管徑或為出口馬赫數大于1的變徑管道。

優選地，副孔布置在主孔的周圍或布置在主孔的中心。

優選地，雙流股氧槍噴頭的副孔的形狀為直筒型、擴張型或螺旋形。

優選地，雙流股氧槍噴頭的主孔的馬赫數在1.85～2.5，中心夾角為10-15度。

進一步地，提供一種上述雙流股氧槍結構的使用方法，主孔流量占總供氧量85％以上，副孔流量占總供氧小于15％，采用恒壓變槍位操作工藝，氧壓控制在0.7-1.0Mpa，吹煉槍位高于傳統槍位100-200mm，濺渣時的氮氣壓力控制在1.0-1.3Mpa，濺渣槍位高于傳統氧槍槍位50-100mm。

優選地，加入生鐵200kg，感應爐升溫加熱，升至1350℃左右，取鐵水樣，對鐵水樣進行分析，結果為[P]0.099％、[Si]0.3％、[C]4.4％，降低氧槍進行吹氧，吹氧強度為3.0Nm³/t.min，槍位控制在0.5-0.8m，吹氧過程中加入石灰5kg，燒結礦4kg，白云石3kg，底吹氬氣強度為0.03Nm³/t.min，吹氧14min后，測溫取樣，其結果為[P]0.009％、[Mn]0.05％、[C]0.10％、T＝1630℃，吹煉后，倒出鋼水，剩下全部的爐渣，對爐渣濺渣護爐，濺渣氧槍氧壓為1.0Mpa，濺渣槍位0.5-0.7m。

優選地，氧氣流量Q＝W·T，其中Q為主孔和副孔的氧氣消耗量，Nm³；W為噸鋼氧氣消耗量，主孔取值為40-60Nm³/t，副孔取值為4-10Nm³/t；T為轉爐出鋼量，t。

本發明的有益效果是：

(1)與其他二次燃燒氧槍相比，本發明氧槍可以更好地適應目前轉爐高冷料比冶煉及正常吹煉的煤氣回收和濺渣護爐的要求。

本發明的氧槍的主孔的馬赫數和中心夾角是按照的傳統氧槍設計的，主孔供氧流量是傳統氧槍的85％，在保證使用壓力的前提下，完成轉爐濺渣護爐的要求是完全可行的。由于副孔的流量只占主孔流量的15％，產生的CO₂量較少，完全可以滿足轉爐煤氣柜回收的要求。這是其他專利，如中國專利(申請號CN 200920016924.5一種雙流氧槍噴頭)和中國專利(申請號CN 03228984.7轉爐氧槍噴頭)，所不能實現的。

(2)與傳統氧槍相比，本發明的氧槍具有較好的化渣和提高轉爐終點溫度的能力，并能適應轉爐高冷料比的需求。

本發明的氧槍同時具有二次燃燒氧槍的化渣好，增加熔池溫度的優點，這一方面是傳統氧槍，如中國專利(申請號CN 200720069253.X一種煉鋼用氧槍噴頭)，所不及的。

(3)與單道雙流股氧槍相比，本發明的氧槍具有較好的二次燃燒效果。

本發明設計的副孔出口方向，不受副孔入口方向的制約，而可是多變的，即有向下、水平的還有向上的，這樣增加了副孔的二次燃燒的面積，提高二次燃燒的應用效果，具有類似于雙流道氧槍，優于單道雙流股氧槍，如中國專利(申請號CN 93228612.7轉爐煉鋼用分流式氧槍噴頭)的效果。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1-1、圖1-2為雙流股氧槍結構示意圖一，其中主孔4個，副孔入口4個，副孔出口8個，副孔的出口方向為4個向下，4個水平；

圖2-1、圖2-2為雙流股氧槍結構示意圖二，其中主孔4個，副孔入口4個，副孔出口8個，副孔出口的方向為4個向上，4個水平。

圖3-1、圖3-2為雙流股氧槍結構示意圖二，其中主孔出口4個，副孔入口4個，副孔出口8個，副孔出口的方向為4個向下，4個向上。

其中：1氧氣通道；2主氧流道入口；3副氧流道入口；4氧槍前端面；5第一副孔出口；6第二副孔出口。

具體實施方式

下面結合附圖來具體描述本發明的優選實施例，其中，附圖構成本申請一部分，并與本發明的實施例一起用于闡釋本發明的原理。

在500kg感應爐對本發明氧槍的吹煉及濺渣效果進行實踐。分別試驗了三種噴頭：噴頭Ⅰ、噴頭Ⅱ和噴頭Ⅲ，見附圖中的圖1-1、1-2、2-1、2-2、3-1、3-2。模擬冶煉鐵水的吹煉和濺渣方式，以獲得較好的吹煉終點控制和濺渣效果。

實施例1

該實施針對500kg感應爐的鐵水吹煉和濺渣效果。采用噴頭Ⅰ，加入生鐵200kg，感應爐升溫加熱，升至1350℃左右，取鐵水樣1。降低氧槍進行吹氧，吹氧強度為3.0Nm³/t.min，槍位控制在0.5-0.8m。吹氧過程中加入石灰5kg，燒結礦4kg，白云石3kg，底吹氬氣強度為0.03Nm³/t.min。吹氧14min后，測溫取樣2。吹煉后，倒出鋼水，剩下全部的爐渣。對爐渣濺渣護爐，濺渣氧槍氧壓為1.0Mpa，濺渣槍位0.5-0.7m，濺渣效果較好。

試驗后對取樣進行分析，結果為：樣品1[P]0.099％、[Si]0.3％、[C]4.4％；樣品2[P]0.009％、[Mn]0.05％、[C]0.10％、T＝1630℃，終點[C]、T、[P]都達到預期的指標。

實施例2

該實施針對500kg感應爐的鐵水吹煉和濺渣效果。采用噴頭Ⅱ，加入生鐵220kg，感應爐升溫加熱，升至1350℃左右，取鐵水樣1。降低氧槍進行吹氧，吹氧強度為3.0Nm³/t.min，槍位控制在0.5-0.8m。吹氧過程中加入石灰5.2kg，燒結礦4.1kg，白云石3.3kg，底吹氬氣強度為0.03Nm³/t.min。吹氧15min后，測溫取樣2。吹煉后，倒出鋼水，剩下全部的爐渣。對爐渣濺渣護爐，濺渣氧槍氧壓為1.0Mpa，濺渣槍位0.5-0.7m，濺渣效果較好。

試驗后對取樣進行分析，結果為：樣品1[P]0.097％、[Si]0.33％、[C]4.5％；樣品2[P]0.01％、[Mn]0.05％、[C]0.09％、T＝1629℃，終點[C]、T、[P]都達到預期的指標。

實施例3

該實施針對500kg感應爐的鐵水吹煉和濺渣效果。采用噴頭Ⅲ，加入生鐵200kg，感應爐升溫加熱，升至1350℃左右，取鐵水樣1。降低氧槍進行吹氧，吹氧強度為3.2Nm³/t.min，槍位控制在0.5-0.8m。吹氧過程中加入石灰4.9kg，燒結礦3.6kg，白云石2.9kg，底吹氬氣強度為0.03Nm³/t.min。吹氧14.5min后，測溫取樣2。吹煉后，倒出鋼水，剩下全部的爐渣。對爐渣濺渣護爐，濺渣氧槍氧壓為1.0Mpa，濺渣槍位0.5-0.7m，濺渣效果較好。

試驗后對取樣進行分析，結果為：樣品1[P]0.12％、[Si]0.4％、[C]4.5％；樣品2[P]0.01％、[Mn]0.07％、[C]0.11％，T＝1639℃，終點[C]、T、[P]都達到預期的指標。

以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。