CN109609717A - 一种应用多孔氧燃枪的转炉炼钢新工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种应用多孔氧燃枪的转炉炼钢新工艺，多孔氧燃枪是一种具有燃烧和吹氧两种功能的转炉炼钢设备。它由四层套管组成，往转炉内喷吹燃气和氧气，燃气与一部分氧气燃烧，形成高温火焰，发出大量的热，熔化废钢，加热熔池；氧气中的超音速核心流股，喷吹熔池炼钢。多孔氧燃枪的燃气喷孔和氧气喷孔的数目相同或呈一定倍数，有三孔、四孔、五孔、六孔及其一定倍数。应用多孔氧燃枪的转炉炼钢新工艺，转炉的废钢比可以达到40％以上，甚至100％的废钢，也可以炼钢。新工艺可以降低炼钢成本，增加钢的产量，提高钢的质量。通过本发明，以解决现有技术存在的传统转炉炼钢废钢比不能大幅度提高的问题。

Description

一种应用多孔氧燃枪的转炉炼钢新工艺
技术领域
本发明涉及一种转炉炼钢技术领域，具体涉及一种应用多孔氧燃枪的转炉炼钢新工艺。
背景技术
氧枪顶吹转炉是目前世界上最主要的炼钢设备。通过设置在转炉上方的转炉氧枪，向转炉内吹氧，精炼钢水进行炼钢。
目前，各国通用的转炉氧枪是由三层套管组成，这种氧枪只有吹氧的功能。通过氧气与铁水中的碳、硅、锰、磷、硫及铁等元素，进行化学反应，放热进行炼钢。除了铁水的内能之外，不能带入外部热源。
我国的钢产量每年已达八亿吨以上，随着工业化的发展，社会上的废钢越来越多。另一方面，由于国家对钢铁产能的限制，炼铁能力不可能增加。
转炉炼钢的原料，由铁水和废钢组成。铁水和废钢按比例加入转炉内。常规的转炉炼钢工艺，废钢比15％左右时，碳温比平衡，出钢时，达到要求的出钢温度。
炼铁能力有限，社会上的废钢又越来越多，“高废钢比炼钢工艺”和“全废钢炼钢工艺”是转炉炼钢工艺的发展方向和科研的重点。
往转炉内加入大量废钢，钢水温度就要降低，达不到出钢温度要求，转炉炼钢无法进行。
目前，国内外转炉炼钢增加废钢装入量，主要采取下列措施：
1、在转炉外将废钢加热，将加热后的废钢装入转炉内，再兑铁水，用通用的转炉氧枪炼钢。这种工艺可以提高转炉废钢装入量，但废钢在炉外加热，数量有限，加热的温度有限，废钢比不能大幅度提高。
2、将废钢装入转炉内，用燃烧器的高温火焰加热废钢。这种工艺可以大幅度的提高转炉废钢装入量，但废钢在转炉内加热，要占用很多时间，降低了转炉的作业率，影响钢的产量。
发明内容
针对现有转炉炼钢工艺功能上的不足，本发明提供一种应用多孔氧燃枪的转炉炼钢新工艺。
本发明提供一种应用多孔氧燃枪的高废钢比转炉炼钢新工艺，采用多孔氧燃枪在转炉上炼钢，而不是采用通用的普通转炉氧枪来炼钢，其工艺操作过程如下：
a、根据废钢数量、铁水数量、燃气发热值和吹炼时间参数，进行设计计算多孔氧燃枪的孔数、燃气流量和氧气流量；
b、转炉装废钢，兑铁水，加造渣剂，然后应用多孔氧燃枪下枪吹炼；在设定的吹炼时间内，吹炼完毕，碳温合格，金属成分合格，出钢。
高废钢比转炉炼钢新工艺的废钢比为30％、或40％、或50％、或60％、或70％、或80％。
本发明提供还一种应用多孔氧燃枪的全废钢转炉炼钢新工艺，采用多孔氧燃枪在转炉上炼钢，而不是采用通用的普通转炉氧枪来炼钢，其工艺操作过程如下：
a、根据废钢数量、燃气发热值和吹炼时间等参数，进行设计计算多孔氧燃枪的孔数、燃气流量和氧气流量；
b、转炉装废钢和一定的发热材料，加造渣剂，然后应用多孔氧燃枪下枪吹炼，将多孔氧燃枪的燃气流量和氧气流量开至设计的最大值，当全部废钢熔化，转炉内形成熔池之后，将燃气流量调小，相应的氧气流量也要进行适当的调整，继续吹炼，直至碳温合格，金属成分合格，出钢。
工艺对燃气的要求为：燃气为天然气、液化石油气或焦炉燃气，压力≥0.3Mpa。
所述发热材料是指煤块或焦炭块，其作用是在废钢熔化之后，钢水中含有一定量的含碳量。
高废钢比和全废钢转炉炼钢新工艺所采用的多孔氧燃枪具有燃烧和吹氧两种功能，由四层套管组成，四层套管由内向外依次形成进氧气通道、燃气通道、冷却水进水通道和冷却水的回水通道，氧燃枪喷头于进氧气通道、燃气通道头部出口对应处分别设氧气喷孔和燃气喷孔，进水通道和回水通道之间通过氧燃枪喷头连通，往转炉内喷吹燃气和氧气，燃气与一部分氧气燃烧，形成高温火焰，发出大量的热，熔化废钢，加热熔池；氧气中的超音速核心流股，喷吹熔池炼钢。
所述的氧气喷孔和燃气喷孔的数目相同或呈一定倍数，氧气喷孔在里，燃气喷孔环绕在氧气喷孔的周围或者燃气喷孔在里，氧气喷孔环绕在燃气喷孔的周围，喷孔数目为三孔、四孔、五孔、六孔及其一定倍数。
本发明带来的有益效果：本发明提供一种应用多孔氧燃枪的转炉炼钢新工艺，多孔氧燃枪是一种具有燃烧和吹氧两种功能的转炉炼钢设备，它由四层套管组成，往转炉内喷吹燃气和氧气，燃气与一部分氧气燃烧，形成高温火焰，发出大量的热，熔化废钢，加热熔池；氧气中的超音速核心流股，喷吹熔池炼钢。本发明提供的应用多孔氧燃枪的转炉炼钢新工艺，转炉的废钢比可以达到40％以上，甚至100％的废钢，也可以炼钢。新工艺可以降低炼钢成本，增加钢的产量，提高钢的质量。
附图说明
图1是本发明实施例的多孔氧燃***构示意图。
其中，1-进氧气通道，2-燃气通道，3-进水通道，4-回水通道，5-氧燃枪喷头，6-燃气喷孔，7-氧气喷孔，8-进氧气支管，9-进燃气支管，10-进水支管，11-回水支管。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步地详细说明。
图1是本发明实施例的多孔氧燃***构示意图。
本发明提供一种应用多孔氧燃枪的转炉炼钢新工艺，多孔氧燃枪是一种具有燃烧和吹氧两种功能的转炉炼钢设备。它由四层套管组成，四层套管由内向外依次形成进氧气通道1、燃气通道2、冷却水进水通道3和冷却水的回水通道4，氧燃枪喷头5于进氧气通道、燃气通道头部出口对应处分别设氧气喷孔7和燃气喷孔6，进水通道和回水通道之间通过氧燃枪喷头连通，氧燃枪枪体上依次设置有与进氧气通道1连通的进氧气支管8、与燃气通道2连通的进燃气支管9，与冷却水进水通道3连通的进水支管10，与回水通道4连通的回水支管11，往转炉内喷吹燃气和氧气，燃气与一部分氧气燃烧，形成高温火焰，发出大量的热，熔化废钢，加热熔池；氧气中的超音速核心流股，喷吹熔池炼钢。多孔氧燃枪的燃气喷孔和氧气喷孔的数目相同或呈一定倍数，有三孔、四孔、五孔、六孔及其一定倍数，氧气喷孔在里，燃气喷孔环绕在氧气喷孔的周围或者燃气喷孔在里，氧气喷孔环绕在燃气喷孔的周围。
新工艺是往转炉内加入大量废钢，废钢不用在炉外加热，也不用在炉内加热，兑铁水，加造渣料，随即应用多孔氧燃枪下枪熔化废钢，同时也加热铁水和炉渣。氧气流股中心的超音速核心氧气流，喷吹铁水和炉渣，氧气与铁水中的碳、硅、锰、磷、硫及铁等元素，进行化学反应，搅拌铁水和炉渣，放热进行炼钢。
根据转炉吨位的大小，多孔氧燃枪的孔数，有多有少，有3孔、或4孔、或5孔、或6孔。每孔中喷出一股氧气流股和燃气流股的伴随流。
应用多孔氧燃枪的转炉炼钢新工艺，根据转炉废钢装入量的多少，可分为两种炼钢工艺：
1、高废钢比炼钢工艺
废钢比为30％、或40％、或50％、或60％、或70％、或80％。
多孔氧燃枪的孔数、燃气流量和氧气流量，要根据废钢数量、铁水数量、燃气发热值和吹炼时间等参数，进行设计计算。
转炉装废钢，兑铁水，加造渣剂，然后应用多孔氧燃枪下枪吹炼。在设定的吹炼时间内，吹炼完毕，碳温合格，金属成分合格，出钢。
无需先加热废钢，炼钢各工序时间按要求进行，转炉作业率得到保证。
2、全废钢炼钢工艺
多孔氧燃枪的孔数、燃气流量和氧气流量，要根据废钢数量、燃气发热值和吹炼时间等参数，进行设计计算。
转炉装废钢和一定的发热材料，加造渣剂，然后应用多孔氧燃枪下枪吹炼。将多孔氧燃枪的燃气流量和氧气流量开至设计的最大值，当全部废钢熔化，转炉内形成熔池之后，将燃气流量调小，相应的氧气流量也要进行适当的调整，继续吹炼，直至碳温合格，金属成分合格，出钢。
对燃气要求：天然气、液化石油气、焦炉燃气等高发热值的燃气，压力≥0.3Mpa
发热材料，指煤块、焦炭块等，作用是在废钢熔化之后，钢水中含有一定量的含碳量。
本发明提供的应用多孔氧燃枪的转炉炼钢新工艺，转炉的废钢比可以达到40％以上，甚至100％的废钢，也可以炼钢。新工艺可以降低炼钢成本，增加钢的产量，提高钢的质量，并具有以下优点：
1、转炉应用多孔氧燃枪，氧气和燃气燃烧形成高温火焰，并发出大量的热量，加热熔化大量的废钢。
转炉的废钢比可以达到40％以上，甚至100％的废钢，也可以炼钢。这对铁水不足，甚至没有铁水的钢厂，可以大量的增加钢的产量。
2、由于废钢比铁水环保，炼钢流程短，增加废钢装入量，减少铁水装入量，可以降低炼钢成本。
3、由于火焰温度高，炉渣熔化快，可以缩短炼钢时间，增加钢产量。
4、由于化渣快，化渣好，有利于去除钢中杂质，提高钢的质量。
5、由于具有加热功能，当钢水温度低时，可以快速升温，有利于炼钢的顺利进行。
6、燃气伴随氧气一起喷出，火焰温度高，氧气流股刚性好，对熔池的穿透能力强，搅拌能力强，有利于转炉内钢水上下温度均匀。
7、氧气对熔池的穿透能力强，则喷溅小，有利于提高转炉的炉衬寿命。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (7)

1.一种应用多孔氧燃枪的高废钢比转炉炼钢新工艺，其特征在于，采用多孔氧燃枪在转炉上炼钢，而不是采用通用的普通转炉氧枪来炼钢，其工艺操作过程如下：
a、根据废钢数量、铁水数量、燃气发热值和吹炼时间参数，进行设计计算多孔氧燃枪的孔数、燃气流量和氧气流量；
b、转炉装废钢，兑铁水，加造渣剂，然后应用多孔氧燃枪下枪吹炼；在设定的吹炼时间内，吹炼完毕，碳温合格，金属成分合格，出钢。
2.如权利要求1所述的应用多孔氧燃枪的高废钢比转炉炼钢新工艺，其特征在于，高废钢比转炉炼钢新工艺的废钢比为30％、或40％、或50％、或60％、或70％、或80％。
3.一种应用多孔氧燃枪的全废钢转炉炼钢新工艺，其特征在于，采用多孔氧燃枪在转炉上炼钢，而不是采用通用的普通转炉氧枪来炼钢，其工艺操作过程如下：
a、根据废钢数量、燃气发热值和吹炼时间等参数，进行设计计算多孔氧燃枪的孔数、燃气流量和氧气流量；
b、转炉装废钢和一定的发热材料，加造渣剂，然后应用多孔氧燃枪下枪吹炼，将多孔氧燃枪的燃气流量和氧气流量开至设计的最大值，当全部废钢熔化，转炉内形成熔池之后，将燃气流量调小，相应的氧气流量也要进行适当的调整，继续吹炼，直至碳温合格，金属成分合格，出钢。
4.如权利要求3所述的应用多孔氧燃枪的全废钢转炉炼钢新工艺，其特征在于，工艺对燃气的要求为：燃气为天然气、液化石油气或焦炉燃气，压力≥0.3Mpa。
5.如权利要求3所述的转炉炼钢新工艺，其特征在于，所述发热材料是指煤块或焦炭块，其作用是在废钢熔化之后，钢水中含有一定量的含碳量。
6.如权利要求1或3所述的转炉炼钢新工艺，其特征在于，工艺中所采用的多孔氧燃枪具有燃烧和吹氧两种功能，由四层套管组成，四层套管由内向外依次形成进氧气通道(1)、燃气通道(2)、冷却水进水通道(3)和冷却水的回水通道(4)，氧燃枪喷头于进氧气通道、燃气通道头部出口对应处分别设氧气喷孔(7)和燃气喷孔(6)，进水通道和回水通道之间通过氧燃枪喷头连通，往转炉内喷吹燃气和氧气，燃气与一部分氧气燃烧，形成高温火焰，发出大量的热，熔化废钢，加热熔池；氧气中的超音速核心流股，喷吹熔池炼钢。
7.如权利要求6所述的转炉炼钢新工艺，其特征在于，所述的氧气喷孔和燃气喷孔的数目相同或呈一定倍数，氧气喷孔在里，燃气喷孔环绕在氧气喷孔的周围或者燃气喷孔在里，氧气喷孔环绕在燃气喷孔的周围，喷孔数目为三孔、四孔、五孔、六孔及其一定倍数。
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