CN85108323A - 带有副吹口的转炉炼钢氧枪 - Google Patents

Abstract

带有副吹口的转炉炼钢氧枪，是一种纯氧顶吹的炼钢方法，通过在一个铜铸件(7)内分流的方法向主副吹口分别供氧，实现碳的完全燃烧，使碳的热冷ΔH提高为传统炼钢方法的3.4倍。可以大量利用废钢，在没有高炉热装铁水情况下可以不用化铁炉直接用铁锭在转炉内炼钢，采用本技术可以不中断生产，不需基建投资。本氧枪不损坏转炉炉墙，氧枪寿命长，可做为炼钢生产中的实用氧枪。

Description

“带有付吹口的转炉炼钢氧枪”

本技术是一种纯氧顶吹转炉炼钢方法。传统的氧气顶吹炼钢方法只有主吹口，虽然有所谓的四孔乃至多孔喷枪，这些孔都分布在一个表面——端面上，其原理和效能都与本技术的付吹口完全不同。现今的生产厂家普遍使用的就是该传统方法。

底吹、顶底复合吹等炼钢方法虽然表现出某些优点，但存在许多问题，所以很少被生产厂家采用。卡耳多法经过实验也未能被生产厂家采用。双枪法(在没有高炉热装铁水的情况下试图用双枪法实现无化铁炉炼钢称为K.S法)和由外部专门为付吹口供氧的带付吹口的氧枪存在许多问题。双枪法存在的问题是平台空间难以布置。原因是转炉一侧有倾动机构和原供氧机构，另一侧是加料机构，没有布置付枪的空间。已有的炼钢车间若采用此法。只能拆除原有的设备，重新布置建设倾动机构，上料机构及双枪本身的机构。付枪的氧气流必然会损坏主枪的枪体。为了使双枪能够进入炉内且保证主枪占有中心位置，炉口必须扩大，势必增加热量损失。同时增加喷溅。二次供氧不能均匀的分布在炉内，使得燃烧不充分不均匀，化渣效果欠佳。在枪体外为付吹口供氧的带有付吹口的氧枪，需要从供氧***另引出一个供氧管道向付吹口供氧，而且付吹口也需要水冷***，结构相当复杂。最严重的问题是资料报导付吹口角度为15°～35°。在此范围内无论选择任何角度，付吹口的气流必然同时吹损转炉炉壁和主枪枪体。由于存在以上问题，上述诸方法都没有成为生产上实用的炼钢方法，至今未被生产厂家采用。

本发明是设计制造一种可以消除上述缺陷因而能够为实际生产所采用的实现碳的完全燃烧的实用氧枪。通过热力学讨论和对返干现象的观察，转炉熔池内的碳氧平衡处于δ-δ反应范围。在这个区域，即使增加供氧量，也不能实现碳的完全燃烧，只能增加δ-δ反应数量。平衡气相组成中反应产物只能是以CO为主，而不是CO₂对炉渣以上的炉内空间进行的热力学讨论结果表明，在这个区域可以实现CO的充分燃烧，CO₂的离解系数α极小，平衡气相组成中的CO₂在转炉炼钢温度下接近100％。在熔池内碳的氧化反应按如下方式进行：

    ΔH_298不完全＝-26700从转炉炉气分析看，转炉炉气成份在一炉钢的最初几分钟CO₂占20％，CO占80％，以后一直到出钢，CO占90％。说明转炉熔池内碳是按δ-δ反应进行的。在炉渣以上的炉内空间可充分进行如下反应：

    ΔH₂₉₈＝67500

状态函数决定于始末状态，与路径无关，对①和②作如下处理：

    ΔH_298不完全＝-26700    ΔH₂₉₈＝-67500                       ③      ΔH_298完全＝-94200将转炉内碳的氧化过程看做一个***，从热力学角度看，实现了碳的完全燃烧。对比两个反应的热焓可以看出实现完全燃烧的热效应约为原来不完全燃烧的3.4倍。

本发明是通过在一个装在氧枪上的整体铜铸件内分流的方法解决了向主付吹口分流供氧的问题。铸件内互有互成120°夹角的对称分布的三个通道。每个通道的入口与氧枪中心管相通，出口在氧枪外层管以外，可使中心管的氧气通过该孔道分流并导出，从三个付吹口喷出，实现二次供氧。各付吹口距主吹口的距离均为700mm，付吹口中心轴与氧枪中心轴平行，可以保证不吹损炉墙。付吹口以下的枪体表面覆盖AL₂O₃喷镀层。AL₂O₃具有耐氧化和耐高温的性能，能耐受付吹口氧气流的冲刷，以保证护氧枪枪体，保证氧枪的使用寿命。

本发明的优点在于不需预热废钢，可使废钢加入量高达35％前期可获得碱度高达2～2.5的高碱度的流动性良好的炉渣。能大幅度减弱返干作用，去除P、S的能力大为提高。S的去除可在前期与P同步进行。可迅速将钢水提高至出钢的温度。即使利用成份不好的生铁炼钢也不产生后吹。在没有高炉热装铁水的惰况下不必用化铁炉熔化铁锭。将铁锭直接加入转炉内，补加少量的焦碳就有足够的热源，顺利炼钢。这对我国的冶金工业具有突出的意义。另外还可以大幅度提高炉渣富集P₂O₅的能力，可生产优质的钢渣磷肥。冶炼过程中不需要用萤石调渣，可提高钢渣磷肥的枸溶率。本发明的一个很大优点是将特征部分全部置入工艺备件—氧枪内，只需在某一次换枪时换上本发明所述的氧枪即可。因此采用本发明所述的氧枪不需中断生产，也不要基建投资。

附图中有本发明的零件及其装配氧枪的原理示意图。

图1是完成主、付吹口分流的铜铸件的正视图。

图2是图1的B-B剖面图。

图3是将图1所示的铜铸件置入氧枪的装配图。

图4是橡胶密封垫圈剖面图。

图5是氧枪主、付吹口分流的原理示意图。

将铜铸件⑦的内口上端⑧与氧枪的内层管①用螺纹联接起来，利用内层管①上段端头上的斜面与铜铸件⑦上的斜面⑨密封，钢铸件⑦上的中口上端⑩与中层管②的上段滑动配合。用橡胶垫圈密封铜铸件⑦上的外口上端与外层管③的上段焊接，铜铸件⑦上的内口下端与内层管①的下段、铜铸件⑦上的中口下端与中层管②的下段分别用螺纹联接。利用内层管①的下段端头的斜面与铜铸件⑦上的斜面完成内层管①与铜铸件⑦的密封。中层管②的下段端头上的斜面与铜铸件⑦上的斜面完成中层管②的下段与铜铸件⑦的密封铜铸件⑦的外口下端

与外层管③的下段焊接。组成整体氧枪后，即可进入工艺过程。

由于该氧枪中的氧气在铜铸件⑦内分流后分别向主吹口

和各付吹口②供氧，所以利用该氧枪炼钢时一炉钢的全过程采用低枪操作。由主吹口

向熔池供氧，这是由于低枪操作可以迅速提温并加强搅拌付吹口⑤向炉内上部空间二次供氧使CO充分燃烧。付吹口⑤还承担化渣功能。

Claims (8)

1、纯氧顶吹炼钢转炉的氧枪，是由三层无缝钢管①、②、③组成，氧气经中心管①通过拉瓦良管⑥由端面向熔池喷射，其特征是在氧枪上，设置一个能从主通道——中心管①穿过三层钢管①、②、③的管壁对称分布的三个分流通道④实现向三个付吹口⑤二次供氧。

2、根据权项1所述的氧枪，其特征是能从中心管①构成的主通道穿过三层钢管①、②、③的管壁对称分布的三个分流通道④是由整体铜铸件⑦构成。分别与被铜铸件⑦分为上下两段的氧枪的各层钢管①、②、③联接组成氧枪整体。

3、根据权项1或2所述的氧枪，其特征在于，铜铸件⑦的内口上端⑧与组成氧枪的内层管①的上段通过螺纹联接，利用内层管①管壁端头上的斜面与铜铸件⑦上的斜面⑨密封，铜铸件⑦上的中口上端⑩与中层管②的上段滑动配合，用橡胶垫圈密封，铜铸件⑦上的外口上端与外层管③焊接，铜铸件⑦上的内口下端与内层管①的下段、铜铸件⑦上的中口下端与中层管②的下段分别用螺纹联接，利用内层管①的下段端头的斜面与铜铸件⑦上的斜面完成内层管①和铜铸件⑦的密封，中层管②的下段端头上的斜面与铜铸件⑦上的斜面完成中层管②与铜铸件⑦的密封，铜铸件⑦上的外口下端

与外层管③下段焊接。

4、根据权项1或2所述的氧枪，其特征是在氧枪的付吹口以下的枪体的全部表面覆盖耐高温、耐氧化的喷镀层

5、根据权项4所述的氧枪，其特征是氧枪所覆盖的喷镀层

是Al₂O₃

6、根据权项1或2所述的氧枪，其特征在于喷枪上覆盖有耐高温、耐氧化的Al₂O₃喷镀层

7、根据权项1或2所述氧枪，其特征在于氧枪的各付吹口⑤距主吹口

的距离为700mm。

8、根据权项4所述氧枪，其特征在于氧枪上的耐高温、耐氧化的喷镀层

是在付吹口⑤距主吹口 的距离为700mm内的枪体表面上覆盖。

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