转炉五孔氧枪生产实践研究.pdf
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1、总第 期 年 月 南 方 金 属 .收稿日期:修订日期:作者简介:傅敏贵()男 年毕业于湖北工业大学材料成型与控制工程专业助理工程师 文章编号:()转炉五孔氧枪生产实践研究傅敏贵(福建三钢闽光股份有限公司福建 三明)摘 要:针对四孔锻压式氧枪喷头使用过程中出现的化渣效果差、喷溅等问题三钢引进了五孔氧枪在生产过程中根据五孔氧枪的工艺参数在冶炼枪位与供氧流量控制方面进行工艺优化 结果表明五孔氧枪过程控制与终点化渣情况变好炉口与氧枪粘钢现象明显改善冶炼前期喷溅比例降低%过程返干比例降低%氧枪枪龄由原 炉/支提高至 炉/支终点脱磷率升高了%钢铁料耗与金属料耗分别较四孔氧枪降低了 /和 /关键词:氧枪
2、化渣 脱磷率 钢铁料耗中图分类号:文献标志码:(.):.%/%./.:氧枪是转炉炼钢生产中的关键设备转炉氧枪是将低速高压的氧气通过喷头转换成高速低压喷射进熔池通过化学反应完成脱、等任务氧枪喷头工艺参数和性能直接影响炼钢生产的产量、钢水质量、炼钢造渣辅料消耗等重要经济技术指标 福建三钢闽光股份有限公司(以下简称“三钢”)转炉/铁耗以上生产过程中使用喉口直径为 的四孔锻压式氧枪喷头过程“返干”现象明显氧枪粘枪和炉口粘渣严重终渣化渣效果差氧枪烧损量大 通过对炉口粘渣取样化验发现炉口粘渣为铁、钢与未熔化的石灰的混合物说明使用四孔氧枪前期化渣较差 国内多数钢铁厂为提高过程和终点化渣效果均对在用氧枪进行过
3、相关改造主要对氧枪马赫数、喷头喉口、出口直径或喷孔夹角进行优化取得了较好的冶金效果为了减少炉口与氧枪粘钢现象降低转炉消耗提高氧枪枪龄三钢联合相关氧枪生产厂家根据三钢生产实际设计出喉口 的五孔氧枪喷头应用于生产摸索并固化了五孔氧枪的使用方案取得了较好效果 生产现状三钢生产螺纹钢、金属制品材、冷墩钢等分为品种钢与普钢两类其中品种钢工艺路线为:顶底复吹转炉 炉精炼 方坯连铸轧制普钢不过 精炼炉氩站出站后直上连铸进行浇注但品种钢因转炉与连铸的炉机匹配生产模式要求以及钢种工艺质控点要求装入制度和终点控制要求均有所区别如表 所示表 不同钢种装入制度与终点控制要求废钢/铁水/出钢量/终点温度要求/终点控制要
4、求/%普钢 .品种钢 .按照当前高铁水耗的冶炼装入制度铁水所提供的热量(物理热和化学热)远远大于炼钢终点所需的能量冶炼过程中需大量补加矿石平衡升温过程 铁水主要化学成分见表 生产过程中使用四孔氧枪时氧枪冲击深度大氧压高前期升温过快当加入调温的矿石量超过 时常出现前期大喷提枪现象喷溅炉次终点磷含量较高多次补吹倒炉处理钢水氧化性增强导致炉衬侵蚀加剧同时喷溅导致氧枪枪头粘钢及气体冲刷氧枪烧损量大 故需要优化工艺以保证转炉冶炼工序的平稳和终点成分 温度的双命中有效地防范过程喷溅、返干等造成的炉口粘渣、氧枪结钢和活动烟罩结钢渣等状况表 铁水主要化学成分/%项目成分范围.平均值.五孔氧枪设计参数顶吹氧枪是
5、转炉炼钢的核心装置可通过拉瓦尔型喷嘴将高压氧气转化为超音速射流高效吹入转炉熔池深处以提高熔池内的搅拌强度促进熔池内化学反应的进行 在实际生产中合适的氧枪枪位可以改善冶炼技术指标但氧枪的设计参数对于转炉的吹炼时间、过程状态和冶炼指标也至关重要为了加快转炉冶炼节奏、提高转炉冶炼效率优化氧枪喷头参数成为重要的技术手段之一国内多数钢铁厂根据不同冶炼工况使用不同的氧枪相关资料显示:武钢 转炉在高铁耗冶炼条件下五孔氧枪的使用效果远好于四孔氧枪 三钢炼钢厂二转炉车间委托相关氧枪生产厂家根据三钢生产实际设计出新五孔氧枪取代原四孔氧枪应用于生产新五孔氧枪与原四孔氧枪相比喷头夹角保持 未变喉口直径由原 增大至 出
6、口直径由原 增大至 以减小射流冲击深度增大射流冲击面积利于化渣新五孔氧枪具体参数见图 图 五孔氧枪喷头参数 氧枪出口断面上最重要的气体动力学参数是氧南 方 金 属 年第 期 流在出口断面上的速度和静压力 氧气流出速度与氧气喷孔的出口断面积(出)和临界断面积(临)有关而与压力无关 当 出/临为定值时改变进入喷孔前的氧气压力不能改变氧流的出口速度只能改变氧气的流量和出口压力 氧枪只有在喷孔前的全压等于给定的滞止压力下工作时氧气出口断面上的气流压力才恰好等于出口处的介质压力此时的射流不产生激波能使吹炼更加平稳 根据佛林公式计算新五孔氧枪的理论冲击深度如表 所示 五孔喷头氧枪在 /氧气流量下设计压力为
7、 与原四孔喷头相比同等氧气流量下设计压力均降低 有利于降低氧枪射流的冲击深度增大氧气冲击面积增加渣中 减少过程“返干”现象提高化渣效果表 五孔氧枪理论冲击深度压力冲击深度/枪位/滞止压力/.(/).(/).(/).五孔氧枪使用方案优化 五孔氧枪枪位与供氧制度当喷头结构与尺寸确定后提高氧压只能增加氧流量而不能再增大氧流股的出口速度 新五孔氧枪使用过程的枪位控制采用“低 高 高 低”的 段模式:开吹阶段低枪位有助于熔池均匀升温熔化废钢碳氧反应开始后适当提高枪位可维持反应过程稳定使熔池均匀升温中后期在炉渣出现返干征兆时进一步提高枪位增加渣中的 含量以防止炉渣返干吹炼末期压枪至最低枪位可均匀成分和温度
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