專利名稱：：一種煉鋼爐用氧槍噴頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型涉及一種氧槍噴頭，尤其涉及一種煉鋼爐用氧槍噴頭。技術(shù)背景不銹鋼冶煉時(shí)，合金加入量大，需要補(bǔ)充大量的熱量。一般情況下，都需要以電爐為供熱裝置，熔化全部廢鋼和大部分合金。作為最常用的不銹鋼生產(chǎn)裝置，A0D(氬氧脫碳法)爐完成吹氧脫碳、還原合金化和造渣脫硫等處理。當(dāng)繞過電爐采用全鐵水和合金為主要原料冶煉不銹鋼時(shí)，與采用電爐母液冶煉不銹鋼工藝流程相比較，除脫碳任務(wù)加重外，AOD爐內(nèi)的熱量不平衡度高達(dá)15%以上。為盡快將熔池中的碳降至規(guī)格水平，充分利用脫碳過程的化學(xué)熱，合理的A0D供氧方式和供氧制度起著決定性的作用。對(duì)僅采用埋入式側(cè)吹套管供氧的AOD爐而言，進(jìn)一步提高供氧量，氧氣流股對(duì)爐襯的反沖作用加劇，爐襯壽命急劇降低，爐體振動(dòng)明顯，其支撐設(shè)備破損頻繁，此外，熔池內(nèi)形成的氣液兩相流中氣體的含氣率呈飽和狀態(tài)，氣體的脫碳利用率下降。為縮短冶煉時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，采用頂側(cè)復(fù)合氧槍向AOD爐內(nèi)供氧。常用的頂槍為單孔Laval型，一定操作條件下，氧流量過高時(shí)，氧氣射流對(duì)熔池的沖擊太深，爐底所受的機(jī)械沖擊太大，易造成噴濺，且爐膛內(nèi)C0的二次燃燒效率將顯著降低。當(dāng)以鉻礦為原料冶煉不銹鋼時(shí)，過程的熱量不平衡加劇，脫碳任務(wù)更重，為此，日本JFE采用直筒氧槍向熔池供氧，以提高CO的燃燒效率，增加爐內(nèi)的熱量供給。專利93230007.3公開了一種平爐單流道分流吹氧噴頭，由主氧噴頭、副氧噴頭和連接鋼管組成，主氧噴頭和副氧噴頭是通過外套鋼管及中套鋼管連接起來的，內(nèi)套鋼管與主氧噴頭連接，主氧噴頭設(shè)置有主氧孔，副氧噴頭設(shè)置有副氧孔，選擇連接鋼管的長(zhǎng)度來實(shí)現(xiàn)主、副氧孔高度差，可充分滿足平爐吹煉的工藝要求，加工方便，降低噴頭材料和加工等制造成本。該發(fā)明存在脫碳效率較低的缺點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種煉鋼爐用氧槍噴頭，它不僅保證冶煉過程的平穩(wěn)、延長(zhǎng)噴頭的壽命，而且提高氧氣脫碳利用效率、co二次燃燒效率和終點(diǎn)碳的命中率。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種煉鋼爐用氧槍噴頭，包括噴頭體，噴頭體的分布圓直徑上設(shè)有多個(gè)均布的噴孔，多個(gè)噴孔與噴頭體中心線成一傾角。優(yōu)選地，所述多個(gè)噴孔的個(gè)數(shù)為3-5個(gè)。優(yōu)選地，所述噴孔的喉口直徑^為20-22,，噴孔的出口直徑A為25-29mm，噴孔的擴(kuò)張角《為3-4度。優(yōu)選地，所述噴孔的傾角0為10-15度。優(yōu)選地，所述噴孔的分布圓直徑A為90-100mm。本實(shí)用新型由于采用了上述的技術(shù)方案，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果能夠在增大供氧強(qiáng)度的同時(shí)，保證噴頭壽命，維持氧氣脫碳利用效率，提高CO二次燃燒效率，使得供氧操作更穩(wěn)定，從而提高了氧氣的總利用效率，鉻的收得率和終點(diǎn)碳命中率。圖1為本實(shí)用新型煉鋼爐用氧槍噴頭的剖視圖。具體實(shí)施方式如圖1所示，為滿足AOD轉(zhuǎn)爐CO二次燃燒和快速脫碳的要求，采用Laval型噴槍是一個(gè)較好的方案。根據(jù)轉(zhuǎn)爐噸位和實(shí)際條件，在該噴槍噴頭體的分布圓直徑上設(shè)多個(gè)均布的噴孔，孔數(shù)可定為35孔?？讛?shù)增加雖然使沖擊深度減小，但面積加大，有利于改善熱效率，能使熔池?cái)嚢韬湍芰總鬟f兩者達(dá)到良好的平衡，并使冶煉更加平穩(wěn)，更為高效地進(jìn)行。為減輕噴孔出口氧射流互相摻混，減小氧射流對(duì)熔池的疊加沖擊，分布圓直徑取為丄二90100mm。AOD爐冶煉不銹鋼時(shí)，需要在盡可能減少鉻燒損的情況下，將鋼液中的碳降至規(guī)格水平。為此，在頂側(cè)復(fù)合吹煉的條件下，必須保證氧氣射流對(duì)熔池有足夠的穿透深度，使得熔池獲得足夠的攪拌能，促進(jìn)頂吹氧氣射流與鋼液接觸熱頂區(qū)處的富氧熔體能夠盡快傳遞到熔池內(nèi)部，加速熔池的混合和脫碳，從而獲得較高的碳脫氧利用效率。基于此，選用稍高的射流出口馬赫數(shù)。結(jié)合實(shí)際情況，取M4.92.5?？紤]到實(shí)際過程中的壓力損失，相應(yīng)的工況氧壓為0.711.77Mpa之間。根據(jù)具體爐容量和工藝條件，考慮到供氧強(qiáng)度和供氧比分別在2.002.25和0.540.59時(shí)，對(duì)應(yīng)的頂槍供氧流量分別為7800NmVhr9600Nm7hr。噴頭喉口直徑的確定需考慮在所提供的供氧強(qiáng)度下，氧氣射流能夠?qū)θ鄢匦纬勺銐虻臎_擊能量?；诖耍瑖婎^的喉口直徑可定為0,=1922腿。相應(yīng)的出口直徑為A二25.129.0mm。對(duì)Laval噴頭，擴(kuò)張段的作用是將音速氣流加速到超音速氣流，小擴(kuò)張角具有控制膨脹作用，此時(shí)出口流股會(huì)有輕微膨脹，氧流貼近孔壁流動(dòng)會(huì)出現(xiàn)層流，從而加重射流表面與爐氧混合，有利于提高熱效率。大擴(kuò)張角控制膨脹作用小，擴(kuò)張段短，受孔壁粗糙度影響小，有利于減小氧射流的能量損失，提高作用熔池貫穿力?？紤]噴頭的穿透能力，應(yīng)取較大的擴(kuò)張角，定為=34°，擴(kuò)張段長(zhǎng)度為厶=5565腿。一般而言，當(dāng)噴頭孔傾角過大時(shí)，氧氣射流可能沖擊爐襯；過小時(shí)，流股的相互吸引可能導(dǎo)致流股在熔池面上匯合，流股對(duì)熔池的沖擊動(dòng)能不夠，氧氣脫碳效率下降。配以合理的氧槍操作方式，綜合考慮轉(zhuǎn)爐噸位和爐型，保證射流的各流股不發(fā)生交匯，并要求噴頭對(duì)熔池具有一定的沖擊面積，選取的孔傾角為0=1015°。至于氧槍的使用，合理的氧槍槍位關(guān)系到氧槍的壽命、氧氣流股對(duì)熔池的沖擊效應(yīng)及氧氣的綜合利用效率。本專利基于120tA0D爐，確定的氧槍槍位為20002800mm，射流沖擊比為0.3010.383。通過上述參數(shù)的設(shè)定，使得頂槍供氧強(qiáng)度最高可達(dá)1.33Nm7(mirvt);氧槍噴頭壽命達(dá)到9001100爐；氧氣脫碳利用率為0.780.83;平均氧氣脫碳利用效率可達(dá)0.80;CO二次燃燒效率為15%以上，終點(diǎn)溫度可提高310°C;鉻收得率提高0.10.3%;供氧操作更穩(wěn)定，終點(diǎn)碳命中率提高10%左右。下面給出兩種噴頭規(guī)格及其使用效果-<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>當(dāng)采用噴頭A時(shí)，操作槍位為20002500mm和總供氧強(qiáng)度為2.002.25NmV(mhvt)，在120tAOD爐上共試用了3個(gè)噴頭，噴頭平均壽命為930爐，平均氧氣脫碳利用率為0.79，CO二次燃燒效率為16.3%，鉻收得率提高0.15%，終點(diǎn)碳命中率提升約5%。當(dāng)采用噴頭B時(shí)，操作槍位為21002800mm和總供氧強(qiáng)度為2.002.15NmV(mirrt)內(nèi)，在120tAOD爐上共試用了4個(gè)噴頭，噴頭平均壽命為1030爐，平均氧氣脫碳利用率為0.81，CO二次燃燒效率為13.2%，鉻收得率提高0.21%，終點(diǎn)碳命中率提升約12%。權(quán)利要求1.一種煉鋼爐用氧槍噴頭，包括噴頭體，其特征在于噴頭體的分布圓直徑上設(shè)有多個(gè)均布的噴孔，多個(gè)噴孔與噴頭體中心線成一傾角。2.如權(quán)利要求l所述的一種煉鋼爐用氧槍噴頭，其特征在于所述噴孔的個(gè)數(shù)為3-5個(gè)。3.如權(quán)利要求2所述的一種煉鋼爐用氧槍噴頭，其特征在于所述噴孔的喉口直徑^為20-22mm，噴孔的出口直徑么為25-29mra，噴孔的擴(kuò)張角"為3-4度。4.如權(quán)利要求3所述的一種煉鋼爐用氧槍噴頭，其特征在于所述噴孔的傾角0為10-15度。5.如權(quán)力要求4所述的一種煉鋼爐用氧槍噴頭，其特征在于所述噴孔的分布圓直徑&為90-100mm。專利摘要本實(shí)用新型公開了一種煉鋼爐用氧槍噴頭，包括噴頭體，噴頭體的分布圓直徑上設(shè)有多個(gè)均布的噴孔，多個(gè)噴孔與噴頭體中心線成傾角。它能夠在增大供氧強(qiáng)度的同時(shí)，保證噴頭壽命，維持氧氣脫碳利用效率，提高CO二次燃燒效率，使得供氧操作更穩(wěn)定，從而提高了氧氣的總利用效率，鉻的收得率和終點(diǎn)碳命中率。文檔編號(hào)C21C7/068GK201031238SQ20072006925公開日2008年3月5日申請(qǐng)日期2007年4月24日優(yōu)先權(quán)日2007年4月24日發(fā)明者李冬剛,池和冰,胡漢濤,邵世杰,黃宗澤申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司