專利名稱：轉(zhuǎn)爐煉鋼雙流道集束射流氧槍冶煉工藝及噴頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋼鐵冶金領(lǐng)域，特別涉及一種轉(zhuǎn)爐煉鋼氧槍吹煉工藝。
背景技術(shù)：
目前，轉(zhuǎn)爐煉鋼吹氧主要采用超音速水冷氧槍進行吹氧脫碳煉鋼，即從轉(zhuǎn)爐的爐頂安裝可升降的氧槍，對熔池進行吹煉。由于傳統(tǒng)超音速氧槍的氧氣射流受爐內(nèi)氣流卷吸的影響，氧氣射流衰減加快，降低了氧氣射流對熔池的穿透深度及攪拌強度，同時為彌補氧氣射流衰減快帶來的負面作用，氧槍的吹煉位置需降低，這樣氧槍的使用條件更加惡劣，氧槍噴頭壽命下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是引入轉(zhuǎn)爐煉鋼雙流道集束射流氧槍冶煉工藝及設(shè)備，通過外層氧氣射流與爐內(nèi)碳氧反應(yīng)產(chǎn)生的CO燃燒產(chǎn)生的高溫稀薄氣體包裹中心氧氣，達到減緩氧氣射流，提高氧氣的使用效率，使氧槍在爐內(nèi)的冶煉位置提高，提高氧氣射流的脫碳速度和冶煉速度，延長氧氣噴頭的壽命。
一種轉(zhuǎn)爐煉鋼雙流道集束射流氧槍冶煉工藝，其特征在于本工藝通過氧槍噴頭的分流套管將氧氣分為中心氧射流及外層環(huán)形氧射流，其中中心主氧氣射流為超音速射流，射流的馬赫數(shù)設(shè)計為1.6-2.5；外層環(huán)形氧射流，射流速度為50-300m/s。
本發(fā)明設(shè)定中心主射流的氧氣流量是外層環(huán)形射流的1-10倍。中心主氧氣射流的流量范圍為1000-80000Nm3/h。外層環(huán)形射流流量為50-10000Nm3/h。管道氧氣壓力保持在0.7Mpa-1.5Mpa，氧氣流量及壓力可根據(jù)冶煉過程進行調(diào)整。
一種轉(zhuǎn)爐煉鋼集束射流雙流道氧槍噴頭，由進水口1、出水口2、環(huán)氧入口3、主氧入口5構(gòu)成，其特征在于氧槍噴頭增加了氧氣導(dǎo)流管4，氧氣從氧氣總管經(jīng)導(dǎo)流管4分流，分為主射流氧氣和環(huán)氧。
氧氣噴頭的射流孔數(shù)為1-8個，氧槍的外管直徑為20-1100mm。中心氧管直徑為10-1000mm，環(huán)氧管道的直徑一般為中心主氧氣管道直徑的1.01-1.50倍。插入環(huán)管出口距噴頭出口的距離為0-200mm。
本發(fā)明通過環(huán)氧的設(shè)計，可擴大氧氣射流對熔池攪拌反應(yīng)的表面積，提高冶煉的化渣速度，加速脫磷反應(yīng)的進行。
采用轉(zhuǎn)爐煉鋼雙流道集束射流氧槍冶煉工藝及設(shè)備，可緩解氧氣射流的衰減速度，提高氧氣射流對熔池的穿透深度及攪拌強度，同時由于射流速度衰減延緩，可提高氧槍的吹煉槍位，而不影響射流對鋼液的沖擊深度，這樣延長了氧氣噴頭的使用壽命。


圖1為集束射流雙流道氧槍噴頭的剖面圖。
1、進水口 2、出水口 3、環(huán)氧入口 4、氧氣導(dǎo)流裝置 5、主氧入口圖2為集束射流雙流道氧槍噴頭的仰視圖。
1.80噸轉(zhuǎn)爐煉鋼雙流道集束射流氧槍的工藝參數(shù)為氧槍的設(shè)計參數(shù)為中心主氧氣射流的流量為17000Nm3/h。外層環(huán)形射流流量為1000Nm3/h。管道氧氣壓力保持在1.2Mpa。氧氣管道的外徑為219mm，噴頭孔數(shù)為4個，中心主氧氣噴口直徑為45mm，馬赫數(shù)為2.1。噴孔夾角θ為13°，環(huán)氧直徑為60mm，氧槍進出水流量140t/h。
2.150噸轉(zhuǎn)爐煉鋼雙流道集束射流氧槍的工藝參數(shù)為氧氣射流采用超音速射流，馬赫數(shù)為2.2，氧槍噴孔個數(shù)為5孔拉瓦爾，氧氣流量為34000Nm3/h，氧氣壓力1.2Mpa。氧槍進出水流量200t/h。氧槍外徑φ300，氧槍內(nèi)徑φ210。氧氣中心主孔出口直徑55mm，噴孔夾角θ為14°。環(huán)形氧氣出口直徑75mm。
吹煉工藝為第一階段化渣階段。0-5分鐘，氧槍開始工作，中心主氧采用設(shè)計供氧量的70％流量噴吹，環(huán)形氧采用設(shè)計氧量的100％噴吹?？焖賹⒁睙挸踉刍?，造渣速度比常規(guī)氧槍縮短1-2min，脫磷速度提高10％，達到快速脫磷及冶煉低P鋼的目的。
第二階段脫碳階段。5-10min，根據(jù)爐內(nèi)熔渣的情況，中心主氧采用設(shè)計供氧量的100％流量大小噴吹，環(huán)形氧采用設(shè)計氧量的50％噴吹。快速脫碳升溫脫碳速度達到0.3％/min以上。
第三階段爐渣及溫度調(diào)整階段。根據(jù)爐內(nèi)熔渣的情況，中心主氧采用設(shè)計供氧量的80％流量大小噴吹，環(huán)形氧采用設(shè)計氧量的50％噴吹。
權(quán)利要求
1.一種轉(zhuǎn)爐煉鋼雙流道集束射流氧槍冶煉工藝，其特征在于本發(fā)明工藝通過氧槍噴頭的分流套管將氧氣分為中心氧射流及外層環(huán)形氧射流，其中中心主氧氣射流為超音速射流，射流的馬赫數(shù)設(shè)計為1.6-2.5；外層環(huán)形氧射流，射流速度為50-300m/s。
2.如權(quán)利要求1所述轉(zhuǎn)爐煉鋼集束射流雙流道氧槍冶煉工藝，其特征在于本發(fā)明工藝設(shè)定中心主射流的氧氣流量是外層環(huán)形射流的1-10倍；中心主氧氣射流的流量范圍為1000-80000Nm3/h，外層環(huán)形射流流量為50-10000Nm3/h；管道氧氣壓力保持在0.7Mpa-1.5Mpa。
3.一種轉(zhuǎn)爐煉鋼集束射流雙流道氧槍噴頭，由進水口(1)、出水口(2)、環(huán)氧入口(3)、主氧入口(5)構(gòu)成，其特征在于氧槍噴頭增加了氧氣導(dǎo)流管(4)；氧氣從氧氣總管經(jīng)導(dǎo)流管(4)分流，分為主射流氧氣和環(huán)氧。
4.如權(quán)利要求3所述轉(zhuǎn)爐煉鋼集束射流雙流道氧槍噴頭，其特征在于氧氣噴頭的射流孔數(shù)為1-8個，氧槍的外管直徑為20-1100mm，中心氧管直徑為10-1000mm，環(huán)氧管道的直徑為中心主氧氣管道直徑的1.01-1.50倍；插入環(huán)管出口距噴頭出口的距離為0-100mm。
全文摘要
一種轉(zhuǎn)爐煉鋼集束射流雙流道氧槍冶煉工藝及噴頭，屬于鋼鐵冶金領(lǐng)域。本發(fā)明工藝通過氧槍噴頭的氧氣導(dǎo)流管(4)將氧氣分為中心氧射流及外層環(huán)形氧射流，其中中心主氧氣射流為超音速射流，射流的馬赫數(shù)設(shè)計為1.6－2.5；外層環(huán)形氧射流，射流速度為50－300m/s。中心主射流的氧氣流量是外層環(huán)形射流的1－10倍；中心主氧氣射流的流量范圍為1000－80000Nm
文檔編號B05B1/14GK1644712SQ20051001120
公開日2005年7月27日 申請日期2005年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月19日
發(fā)明者朱榮, 王振宙, 薛立秋, 張紅兵, 張貴, 仇永全, 白地 申請人:北京科技大學(xué)