[发明专利]喷枪和使用喷枪的操作方法

说明书

本发明涉及一种喷枪和使用该喷枪的操作方法。本发明包括吸入孔，该吸入孔使得能够将源气体喷入其中生成有反应气体容器中，并且吸入孔形成在源气体穿过的通道中使得反应气体流到该通道中，因此喷入容器中的气体的温度能够在没有任何额外的加热装置的情况下被容易地提高，并且可以提高二次燃烧率。此外，提供在高温下喷射的气体，并因此可将额外的热供应到容器中。由此，可以抑制过多地使用用来提高容器的温度的燃料，因此可以降低操作成本并提高效率和生产率。

技术领域

本发明涉及喷枪和使用喷枪的操作方法。更具体地，涉及能够增加产生CO气体的容器内的二次燃烧率的喷枪以及使用该喷枪的操作方法。

背景技术

通常，在转炉中提供铁水，使得氧气被供应到铁水中以氧化铁水中所含的碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)等。铁水的温度由于在上述成分被氧化时生成的热而自动增加。这里，通常，能够利用铁水自己产生的热进行运转的废钢比(scrap ratio)为约20％。

相应地，为增加废料的运转率(operation ratio)，已经使用了将能够通过与氧气进行反应而产生热量的材料(例如，硅(Si)或碳(C))添加到铁水中的方法。

可替代地，还使用了利用二次燃烧热的方法，该二次燃烧热在于转炉中进行脱碳精炼期间产生的CO气体再次与氧气发生反应变成CO₂时产生。更具体地，在转炉中所含铁水的上方定位有喷枪，并且氧化性气体随后被供应到铁水中，由此通过铁水的脱碳处理而产生热量。

在脱碳处理中，铁水中的碳(C)与氧化性气体中的氧气(O₂)反应生成CO的反应如以下化学式1中所述进行。随后，进行以下化学式2的反应(下文中，被称为二次燃烧)，在化学式2中，上述一次燃烧产生的CO与氧化性气体中的氧体再次反应生成CO₂。

【化学式1】

C+1/2O₂→CO

【化学式2】

CO+1/2O₂→CO₂

这样，发生二次燃烧，使得从喷枪吹出的氧气与转炉中生成的CO气体混合并反应，并且所吹出的氧气通常具有低于音速的速度。因此，为了使二次燃烧加速，需要一种以等于或小于音速的速度吹氧的方法。另外，有利的是，氧气射流至铁水的移动距离形成得较长，以允许氧气的反应能够长时间保持。

相应地，在相关技术中，用于减小氧气射流的流速以增强二次燃烧的方法例如为：1)提升在铁水上方的喷枪高度的方法；2)利用多孔喷枪喷嘴来分布氧气射流的方法；3)改变喷枪喷嘴的形状的方法。这里，方法3)是用于增强二次燃烧的最简单的方法，因此使用通过将喷嘴变成不同形状以使氧气射流的速度等于或小于音速来使二次燃烧加速的方法。

例如，通过使用喷枪来加速二次燃烧，该喷枪具有非圆形截面的扩张部，使得气体的流速在设置在喷枪中的喉部之前变得等于或大于音速，而在喉部的下方部分中变得等于或小于音速。

可替代地，在形成在喷枪中的普通多孔氧喷嘴的排气孔的侧壁处设置有多个单独供气孔。这里，使用了通过向供气孔供应气体以为氧气射流提供旋流来降低气体射流的流速的方法。

可替代地，提出了一种喷枪，该喷枪在未降低从喷枪喷射出的氧化性气体的流速且未改变喷嘴的倾斜角度的情况下改变喷射气体的喷射方向。即，提出了下述方法：在该方法中，设置有至少两个气体喷射喷嘴的喷枪中的至少一个喷嘴沿着与连接气体喷射喷嘴的中心点与喷枪的横截面的中心点的直线相交的方向周期性地喷射气体。肯定地说，这种方法能够改善二次燃烧，并允许附接至转炉的壁的贱金属被均匀地熔化。

可替代地，在超音速喷嘴的扩张部的侧表面处形成有孔，可以穿过该孔供应控制气体，并且穿过该孔吹送控制气体。相应地，还使用了用于改变所吹送的氧化性气体的方向并减小速度的方法。