[發明專利]電爐煉鋼聚合射流吹氧方法

無效

• 申請號: 200810013371.8
• 申請日: 2008-09-26
• 公開（公告）號: CN101684512A
• 公開（公告）日: 2010-03-31
• 發明（設計）人: 劉坤;呂英華;庫文建;高茵
• 申請（專利權）人: 遼寧科技大學
• 主分類號: C21C5/52
• 分類號: C21C5/52
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所
• 代理人: 張 群

技術領域

本發明涉及煉鋼吹氧方法，尤其是一種應用于電爐煉鋼的聚合射流吹氧方法。

背景技術

目前電爐煉鋼是以爐門插入鐵管吹氧為主，供氧強度低，工人勞動強度大。經改進，氧槍燒咀可安裝在爐壁上，但由于燒咀火焰短，安裝的位置低，吹煉時金屬和爐渣會濺到燒咀上。在造泡沫渣的過程中，熔渣也可上升到足以灌入燒嘴的高度，使燒咀受損。另外現有的電爐吹氧方式對熔池的攪拌效果較差，影響電爐煉鋼的成本和鋼材質量。

關于電爐煉鋼技術進展，已有專利文獻報道。如公開(公告)號：CN1775959，名稱：一種電爐轉爐化煉鋼生產工藝；公開(公告)號：CN1598000，名稱：一種電弧爐轉爐化煉鋼生產工藝，這兩篇文獻注重了電爐轉爐化工藝上的變革，生產成本與轉爐鋼生產成本相當，減少了煙氣外冒，改善了操作環境。但是沒有從設備上解決電爐煉鋼的吹氧問題。公開(公告)號：CN2673879，名稱為一種新型超高功率電爐煉鋼用爐壁碳氧噴槍的專利文獻，該爐壁碳氧槍包含有集束射氧槍和噴碳槍，集束射氧包括有超音速氧氣噴嘴和環流氧噴嘴，集束射氧槍和噴碳槍都裝在水冷銅箱中。集束射氧槍噴嘴中心的主氧氣流指向熔池，主氧氣流的周圍外加環繞燃氣流或環氧流對主氧氣流起封套保護作用，使主氧氣流在較長的距離上保持集束狀態，從而具備強大的穿透能力。該文獻只介紹了爐壁碳氧槍的結構沒有涉及具體的使用方法。另外，爐壁碳氧噴槍的結構也比較復雜。

發明內容

本發明提供了一種電爐煉鋼聚合射流吹氧方法，通過設備與工藝改進相結合，有效地解決了電爐煉鋼的吹氧過程中燒咀受損問題，并且加強了對熔池的攪拌。

本發明提供的電爐煉鋼聚合射流吹氧方法包括以下內容：

a.選擇聚合射流吹氧裝置

將燒咀、氧槍和二次燃燒裝置三部分的功能集于一體，形成一個聚合射流吹氧裝置，該裝置由主氧噴吹系統、副氧噴吹系統、燃氣噴吹系統三部分組成。主氧噴吹系統位于聚合射流吹氧裝置的中心位置；燃氣噴吹系統設在主氧噴吹系統的外層；副氧噴吹系統位于燃氣噴吹系統外層。聚合射流吹氧裝置的噴頭結構由一個主氧噴孔，十六個燃氣孔及十六個副氧噴孔構成。燃氣噴孔與副氧噴孔按圓周方向成11.25°交錯設置、出口均布于端面的同一圓周上。燃氣噴孔和副氧噴孔均為直孔，主氧噴管為Laval噴管。

b.聚合射流吹氧工藝條件

主氧噴孔壓力調節范圍為0.8～1.2MPa，出口馬赫數為1.99～2.2，氧氣流量范圍為10000-60000Nm³/h，副氧噴孔壓力調節范圍為0.12～0.8MPa，氧氣流量范圍為2000-10000Nm³/h，出口馬赫數為0.5～1.0，主氧射流的流量是外層副氧流量的4-10倍；燃氣噴孔壓力調節范圍為0.12～0.2MPa，出口馬赫數為0.5～1.0，燃氣流量范圍為100-2000Nm³/h。

電爐煉鋼聚合射流吹氧方法包括以下步驟：首先開啟燃氣噴孔閥門，調節燃氣入口壓力至0.12MPa，在上述范圍內調節燃氣流量；再開啟副氧噴孔閥門，氧氣壓力由小逐漸增至0.8MPa；最后開啟主氧噴孔閥門，在上述范圍內調節主氧壓力和主氧射流的氧氣流量，并將燃氣壓力由0.12MPa逐漸增加到0.2MPa。

該吹氧裝置將主氧氣射流加速到超音速，高速射流從該吹氧裝置中出來在一個完整包圍它的燃氣罩的保護下被用于電爐冶煉，該燃氣罩是高溫低密度熱氣體，使中心的高速射流和熱氣體射流之間的相對速度和動量交換被最大程度地減小，近似于等動能輸送。即在同樣的噴槍高度上，其沖擊力比常規射流大得多，這樣，可以避免它像常規射流那樣過早地卷入周圍氣體而造成迅速衰減。

本發明提供的電爐煉鋼聚合射流吹氧方法，與現有的電爐煉鋼吹氧方法相比，其顯著的有益效果在于：

采用聚合射流技術應用于電爐冶煉，將燒嘴、氧槍和二次燃燒裝置三部分功能集于一體，減少電爐附屬設備，不需將任何槍移進或移出爐內，采用聚合射流吹氧裝置，產生的氧氣流與火焰可保持較長的距離，可將噴頭安裝在爐壁上部，不僅解決燒咀損壞問題，而且超音速聚合射流促進了碳氧反應，并且利用了其動能與化學能。特別是在留鋼、留渣或熱裝鐵水的情況下，可促進盡早進行富氧操作并加強熔池攪拌，從而縮短冶煉時間、提高生產效率、降低電耗，獲得滿意的脫碳和升溫效果，尤其適用于加入鐵水或生鐵比例較高，或者是冶煉低碳品種的情況。由于聚合射流的強烈攪拌作用，在氧化早期極大地改善了脫磷反應的動力學條件，增強了脫磷效果。本發明對提高廢鋼品質的適應性、提高鋼材產品的內部質量均有重大意義。

附圖說明