[發明專利]采用超音速氧槍噴粉脫磷的轉爐煉鋼方法及超音速氧槍

有效

• 申請號: 201210123055.2
• 申請日: 2012-04-24
• 公開（公告）號: CN102643946A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 朱榮;呂明;逯志方;董凱;劉潤藻;仇永全;林騰昌;劉文娟;劉福海;楊凌志;聶溪瑩;谷云嶺;魏孟宇
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C21C5/30
• 分類號: C21C5/30;C21C5/36;C21C5/46
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

技術領域

本發明屬于鋼鐵冶金技術領域，特別涉及一種采用超音速氧槍噴粉提高脫磷率的轉爐煉鋼方法以及所使用的超音速氧槍。

背景技術

脫磷是煉鋼過程最重要的任務之一，脫磷的關鍵是控制轉爐前期溫度和造渣速度，同時提供良好的動力學條件。隨著轉爐供氧強度的提高和底吹技術的應用，轉爐煉鋼的吹煉節奏不斷加快，如何快速成渣完成煉鋼脫磷任務已成為目前轉爐高效冶煉的關鍵問題。

脫磷主要采用CaO系造渣劑，石灰在熔渣中的渣化過程是由外表面到內部逐步進行的。冶煉初期，由各元素的氧化產物FeO、SiO₂、MnO、Fe₂O₃與加入的石灰等造渣材料形成了初期熔渣。氧化物從石灰表面向其內部滲透，并在高溫下與CaO作用，生成一些低熔點的化合物。

目前，為提高造渣材料的熔化速度，通常采用化渣劑及強化攪拌(頂吹或底吹)的方法。強化攪拌主要依靠頂吹氧氣射流，底吹作為輔助手段，但還是難以滿足快速成渣的脫磷要求。

本發明提出一種采用超音速氧槍噴粉的轉爐煉鋼方法，以達到提高脫磷率，降低造渣料消耗和金屬鐵損，滿足煉鋼過程脫磷要求。

發明內容

本發明的目的是通過頂吹超音速氧槍裝置輸送脫磷用造渣材料，造渣材料以超音速粉氣流狀態噴入轉爐熔池，超音速噴粉對煉鋼熔池產生強烈的沖擊攪拌作用，使粉狀造渣材料與熔池充分接觸，實現煉鋼過程快速化渣，為熔池鋼渣界面的脫磷反應創造良好的熱力學和動力學條件，有利于提高轉爐煉鋼脫磷率，降低造渣材料消耗和鐵損。

為了實現本發明的目的，提出一種采用超音速氧槍噴粉脫磷的轉爐煉鋼方法，所使用的設備包括供粉系統和供氧系統，所述方法使用供粉系統和供氧系統，通過頂吹超音速氧槍輸送脫磷用粉狀造渣材料，造渣材料以超音速粉氣流狀態噴入轉爐熔池，使粉狀造渣材料與熔池充分接觸并增強熔池攪拌能力，改善轉爐煉鋼脫磷效果。

所述造渣材料為石灰粉、石灰石粉、螢石粉、鐵礦粉及錳礦粉或上述多種粉狀材料混合。

所述粉狀造渣材料的噴粉流量控制在30-500kg/min，輸送粉劑的載氣流量為50-3000Nm³/h，壓力0.4-1.4MPa，噴頭馬赫數為1.5-2.1。

所述供氧系統的噴吹氧氣和供粉系統的粉狀造渣材料采用分段控制：冶煉爐加完鐵水和廢鋼搖正爐體后，開始噴吹氧氣和粉狀造渣材料，輸送粉劑的載氣為氧氣、二氧化碳、氮氣或氬氣，采用高槍位操作；當轉爐內化渣良好時，調節噴吹造渣材料流量，降低噴槍槍位，利于脫磷脫碳反應進行；當脫磷期結束且爐渣狀況良好時，停止噴吹造渣材料，出鋼過程載氣和氧氣均停吹。

本發明還提出實施例1，用于120噸轉爐，冶煉分段控制過程為：

冶煉前期：噴吹石灰石粉流量為200～220kg/min，輸送載氣流量為1500Nm³/h，同時加入部分石灰，加完鎂球、化渣劑、螢石造渣材料，采用高槍位1.8-2.0m操作；

冶煉中期：噴吹石灰石粉流量為100～150kg/min，載氣流量為1200Nm³/h，采用低槍位1.6-1.8m操作，當脫磷期結束且爐渣狀況良好時停止噴吹石灰石粉；

冶煉后期：載氣流量為1200Nm³/h，強化攪拌，均勻熔池溫度及成分，降低槍位至1.4-1.6m，降低爐渣鐵損，提高金屬收得率；

出鋼過程載氣和氧氣均停吹。

其中，所述供粉管8采用φ60×5mm的耐磨不銹鋼管，通過弧形彎道引入吹氧中心管6；所述供粉管8出口位于氧槍噴頭14處；氧槍噴頭14馬赫數為1.9；氧氣流量為25000-28000Nm³/h，壓力為0.65-0.85MPa；所述粉狀造渣材料為石灰石粉，粒徑小于2mm。

實施例2用于300噸轉爐，冶煉分段控制過程為：

冶煉前期：噴吹石灰粉流量為450～500kg/min，輸送石灰粉的載氣流量為3000Nm³/h，同時加入部分石灰，加完鎂球、化渣劑造渣材料，采用高槍位2.4-2.6m操作；

冶煉中期：噴吹石灰粉流量為400kg/min，輸送石灰粉的載氣流量為2800Nm³/h，當爐渣化好且脫碳反應劇烈進行時，停止噴吹石灰粉，操作槍位為2.0-2.4m；

冶煉后期：氣體流量為1500Nm³/h，降低槍位至1.8-2.0m，加強熔池攪拌，均勻鋼液溫度及成分，降低爐渣鐵損，提高金屬收得率；