[发明专利]采用超音速氧枪喷粉脱磷的转炉炼钢方法及超音速氧枪

权利要求书

1.一种采用超音速氧枪喷粉脱磷的转炉炼钢方法，所使用的设备包括供粉系统和供氧系统，其特征在于，所述方法使用供粉系统和供氧系统，通过顶吹超音速氧枪输送脱磷用粉状造渣材料，造渣材料以超音速粉气流状态喷入转炉熔池，使粉状造渣材料与熔池充分接触并增强熔池搅拌能力，改善转炉炼钢脱磷效果。

2.根据权利要求1所述的转炉炼钢方法，其特征在于，所述造渣材料为石灰粉、石灰石粉、萤石粉、铁矿粉及锰矿粉或上述多种粉状材料混合。

3.根据权利要求2所述的转炉炼钢方法，其特征在于，所述粉状造渣材料的喷粉流量控制在30-500kg/min，输送粉剂的载气流量为50-3000Nm³/h，压力0.4-1.4MPa，喷头马赫数为1.5-2.1。

4.根据权利要求3所述的转炉炼钢方法，其特征在于，所述转炉炼钢方法适用于30-350吨转炉炼钢脱磷工艺，所述供氧系统的喷吹氧气和供粉系统的粉状造渣材料采用分段控制：冶炼炉加完铁水和废钢摇正炉体后，开始喷吹氧气和粉状造渣材料，输送粉剂的载气为氧气、二氧化碳、氮气或氩气，采用高枪位操作；当转炉内化渣良好时，调节喷吹造渣材料流量，降低喷枪枪位，利于脱磷脱碳反应进行，当脱磷期结束且炉渣状况良好时，停止喷吹造渣材料，出钢过程载气和氧气均停吹。

5.根据权利要求1-4所述的转炉炼钢方法，其特征在于，所述转炉炼钢方法用于120吨转炉和喷吹石灰石粉，冶炼分段控制过程为：

冶炼前期：喷吹石灰石粉流量为200～220kg/min，输送载气流量为1500Nm³/h，同时加入部分石灰，加完镁球、化渣剂、萤石造渣材料，采用高枪位1.8-2.0m操作；

冶炼中期：喷吹石灰石粉流量为100～150kg/min，载气流量为1200Nm³/h，采用低枪位1.6-1.8m操作，当脱磷期结束且炉渣状况良好时停止喷吹石灰石粉；

冶炼后期：载气流量为1200Nm³/h，降低枪位至1.4-1.6m，强化搅拌，均匀熔池温度及成分，降低炉渣铁损，提高金属收得率；

出钢过程载气和氧气均停吹；

其中，所述供粉管8采用φ60×5mm的耐磨不锈钢管，通过弧形弯道引入吹氧中心管6；所述供粉管8出口位于氧枪喷头14处；氧枪喷头14马赫数为1.9；氧气流量为25000-28000Nm³/h，压力为0.65-0.85MPa；所述粉状造渣材料为石灰石粉，粒径小于2mm。

6.根据权利要求1-4所述的转炉炼钢方法，其特征在于，所述转炉炼钢方法用于300吨转炉，冶炼分段控制过程为：

冶炼前期：喷吹石灰粉流量为450～500kg/min，输送石灰粉的载气流量为3000Nm³/h，同时加入部分石灰，加完镁球、化渣剂造渣材料，采用高枪位2.4-2.6m操作；

冶炼中期：喷吹石灰粉流量为400kg/min，输送石灰粉的载气流量为2800Nm³/h，当炉渣化好且脱碳反应剧烈进行时，停止喷吹石灰粉，操作枪位为2.0-2.4m；

冶炼后期：气体流量为1500Nm³/h，降低枪位至1.8-2.0m，加强熔池搅拌，均匀钢液温度及成分，降低炉渣铁损，提高金属收得率；

其中，供粉管8采用耐磨不锈钢材质，尺寸φ120×5mm，通过弧形弯道引入氧枪内管，长度180mm，供粉管8的进粉口位于进氧管下端100mm处；所述氧枪喷头14具有采用钨铜合金材料的收缩段15和喉口16；喷头马赫数为2.05。进氧管氧气流量为65000-69000Nm³/h，压力为0.80-0.95MPa，喷吹石灰粉粒径小于5mm。

7.一种喷粉脱磷的转炉炼钢方法中使用的超音速氧枪，其特征在于，所述超音速氧枪包括吹氧中心管(6)、供粉管(8)、氧枪喷头(14)、进水管(7)和回水管(13)，其中，所述供粉管(8)与氧枪吹氧中心管(6)连接，供粉管(8)的出口在位于吹氧中心管(6)上部到氧枪喷头(14)的出口之间设置，所述供粉管(8)的内径为10-150mm；所述氧枪喷头14具有采用钨铜合金材料的收缩段15和喉口16。

8.根据权利要求7所述的超音速氧枪，其特征在于，所述氧枪喷头(14)的易损处采用包括钨铜合金、刚玉质、铬质或不锈钢的耐磨材料。