[实用新型]用于90吨转炉冶炼的低温低硅铁水氧枪喷头

说明书

技术领域

本实用新型涉及转炉冶炼专用喷头，具体涉及一种用于90吨转 炉冶炼的低温低硅铁水氧枪喷头。

背景技术

对于以高炉-转炉-炉外精炼为核心流程的钢铁冶金流程来说，合 适的高炉铁水温度和成分是保证该流程顺行的基础。然而，随着当前 钢铁企业原料来源日渐多样化、成本控制压力越来越大，高炉冶炼所 生产的铁水温度和成分波动范围明显加大、频次也逐渐增多，特别是 低温低硅的铁水条件，属于极端劣等的原料条件，对转炉冶炼过程及 效果均可产生重大影响，是目前转炉冶炼所要面对的最突出难题之 一，各钢铁企业也针对性的在设备、工艺等方面进行了控制，以期达 到过程平稳、终点受控的目标。

90吨级转炉属于中型转炉，在国内炼钢企业应用最为普遍，该级 别转炉与150吨级、200吨以上级中大型和大型转炉相比，炉容较小、 冶炼过程热耗散率高，因此，在冶炼初期，炉渣铺展条件较差，如果 冶炼低温低硅铁水(铁水兑入转炉前温度≤1220℃，同时硅含量≤ 0.25％)，一方面，铁水温度低，加上作为炉渣熔化主要热量来源的硅 氧化放热量不足，将对熔化过程造成直接不利影响，另一方面，过少 的SiO₂进入渣中易与石灰形成高熔点的(CaO)₂(SiO₂)、(CaO)₃(SiO₂) 化合物，进一步延迟炉渣熔化，严重影响转炉冶炼效率，同时，如果 仍旧按照常规冶炼时的顶吹供氧模式，在化渣效果明显不佳、炉内空 间不足的情况下，极易产生炉渣喷溅现象，给冶炼过程、设备安全和 人身安全均带来重大隐患。

目前，为提高低温低硅铁水冶炼过程稳定性和终点可控性，特别 是冶炼初期的稳定性，各大钢铁企业均采取了系列措施，主要包括渣 料分批多次加入、降低初期氧枪供氧强度、改进氧枪喷头等方式，前 二者实际以牺牲冶炼效率为代价，且不能根本解决喷溅问题，改进氧 枪喷头结构也已有较多的研究和时间。申请号为98252198.7中国实 用新型专利公开了一种大型转炉氧枪喷头，该喷头除了基本的氧道、 冷却水路等与普通氧枪相似外，其主要特点是设置了均匀交错分布于 喷头端面同一圆周上、两种口径、不同马赫数、不同倾角的6个喷孔， 其目的是加速脱碳反应、改善化渣条件、减少喷溅等，且对低硅铁水 冶炼控制有一定好处。

申请号为93241828.7的中国实用新型专利公开了一种大型转炉 高强度供氧喷头，该喷枪除外圈分布的4～6个与端部中心线呈 12°～15°夹角的喷孔以外，中心部位增加了小直径喷孔，但中心喷 孔的马赫数比周边高0.2马赫左右，此种喷头的目的也是兼顾脱碳与 化渣两方面需要，提高冶炼效率。

上述两种喷头方案虽然目标是提高低硅铁水冶炼的稳定性，但实 际应用中均存在以下问题：

1)前者，在供氧强度保持稳定的情况下，喷孔数量将会增加， 喷孔喉口面积增加，最终氧气射流穿深比会减小，对熔池的搅拌作用 减弱，则不同区域钢液均匀性受到影响，冶炼效率也同时降低，同时， 不同喷孔不同马赫数的设计，还会造成射流之间存在一定的相对压 差，相互干扰现象加重，影响冶炼过程的稳定性，在冶炼低温低硅铁 水这种极端条件下，易出现突发性喷溅等事故；

2)后者的中心加外圈均匀分布喷孔的设计，可有效减少纯外圈 喷孔高速氧气射流喷出时，在喷头端部中央部位产生的相对负压区， 减少喷头粘渣现象的发生，提高氧枪寿命，但该专利中心喷孔的马赫 数比周边高0.2马赫左右，这同样会造成不同射流之间的相互干扰， 对熔池搅拌的合力将会减弱，也不利于提高冶炼效率。

针对中型转炉冶炼低温低硅铁水的情况，多数是在操作工艺上进 行一定调整优化，效果并不明显，如果在氧枪喷头设计方面进行重大 改进，将会利于钢铁企业应对该类极端铁水条件，提高冶炼效率和控 制稳定性。

发明内容

本实用新型的目的是提供了一种用于90吨转炉冶炼的低温低 硅铁水氧枪喷头，该喷头解决了一下问题：

1)冶炼初期钢渣间热通量小，炉渣熔化和铺展速度缓慢，钢渣 反应效率低，冶炼效率相应降低，同时容易发生炉渣喷溅事故。