[发明专利]吹气聚渣用顶部斜插式喷枪、制备方法及使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及铁水吹气辅助扒渣用聚渣吹气器件技术领域，具体 涉及一种吹气聚渣用顶部斜插式喷枪、制备方法及使用方法。

背景技术

铁水预处理与扒渣技术是洁净钢生产平台的关键技术之一，也 是现代钢铁工业生产流程中的必备工序。目前，国内外钢铁企业普 遍采用扒渣机进行预处理后铁水液面上铁水渣的扒除；由于铁水罐 与扒渣板形状的限制，扒渣板不能伸到铁水罐后壁，导致该区域铁 水渣难以扒出；同时，由于铁水液面上铁水渣的分散与漂浮，扒渣 板单次动作的扒渣量少，导致扒渣板动作次数多，扒渣时间长、扒 渣效率低、扒渣铁损大、运行成本高，制约了预处理工序技术经济 指标的改善与生产效益的发挥。针对上述问题，一些技术先进国家 的钢铁企业，先后于上世纪80年代与90年代开发了顶枪吹气赶渣 与透气砖透气赶渣的辅助扒渣工艺，通过沿铁水罐后壁插入铁水中 的吹气顶枪或安装在铁水罐后壁铁水深处透气砖的气体喷吹，驱使 液面上铁水渣向扒渣口方向聚集，并使铁水罐后壁区域铁水裸露， 达到提高扒渣效率的目的。相关资料报道了顶枪或透气砖吹气扒渣 的实际应用效果，指出了顶枪吹气对铁水罐后壁耐火材料工作衬冲 刷磨损严重的不足，而透气砖吹气则存在透气砖气体连接操作繁琐、 渗透堵塞、侵蚀剥落损毁带来的漏铁风险等不足，时常威胁操作人 员的人身安全与铁水罐的安全运行与正常周转，尤其是“一罐到底” 的工艺模式，安全隐患更大，透气砖吹开率将更低。基于透气砖吹 气辅助扒渣的安全风险和“一罐到底”的工艺模式的不断推广，国内 外铁水吹气辅助扒渣集中向顶枪吹气技术发展，我国宝钢于2005年 率先在国内开展了顶枪吹气辅助扒渣工艺技术的研究，并基于具体 的工艺布局与设备状况，开展了大量的技术完善工作，并于2010年 在宝钢集团梅山钢铁股份有限公司铁水喷吹脱硫扒渣生产线上得到 应用，取得了提高扒渣效率的优良效果；首钢京唐钢铁联合有限公 司针对曹妃甸铁水KR搅拌脱硫扒渣生产线的工艺布局与设备现状， 2012年初开展了顶枪吹气辅助扒渣工艺技术与应用研究，也取得了 提高扒渣效率的优良效果；此外，武钢、鞍钢等钢铁企业也先后开 展了顶枪吹气辅助扒渣的技术研究，并基于不同的设备技术特征， 形成了特色鲜明的辅助扒渣顶枪吹气聚渣方法与吹气喷枪等系列专 利技术，其中，在吹气聚渣喷枪方面，国内相关钢铁企业以延长使 用寿命为目的，通过枪衬增厚手段，提高枪衬抗熔渣侵蚀与铁水冲 刷磨损，形成了多项专利技术，如：“用于吹气赶渣的吹气枪，专利 申请号：201020237906.2，授权公告号：CN201778055U”，“用于铁 水吹气赶渣的吹气枪，专利申请号：201020543058.8，授权公告号： CN201793624U”，喷枪结构与台湾中钢引进德国的直筒单孔顶枪相 似，并在实际生产中得到应用，同样存在铁水罐壁耐火材料工作衬 冲刷磨损严重的不足，此外，使用过程中直筒单孔喷枪枪头冲刷、 热震剥落、芯管烧蚀、喷枪弯曲等损毁严重，导致喷枪有效长度不 断缩短、喷枪插入深度控制困难，吹气辅助扒渣效果不稳定，虽然 起到了缩短扒渣时间的一定作用，但未能有效发挥降低扒渣铁损的 效能。为此，中国专利“辅助铁水扒渣的吹气聚渣喷枪及其使用方法， 专利号：ZL201310076959.9”公开了一种以垂直枪管中心线对称布置 的两个喷口为特征的吹气喷枪及其使用方法，降低喷吹气流对罐壁 的冲刷磨损，避免了直筒单孔喷枪使用过程中有效长度不断缩短带 来的不足，增强喷吹气流的聚渣效果；通过工业性试验，达到了缩 短扒渣时间的预期目的，但降低扒渣铁损不突出，同时在扒渣动作 前的下枪过程中存在枪头与渣层撞击严重的不足，导致喷枪使用寿 命较短。为此，中国专利“铁水预处理顶部吹气辅助扒渣喷枪，专利 号：ZL 201320467961.4”公开了一种由枪身段和喷吹段构成的吹气喷 枪，通过增大喷吹段直径，提高喷枪枪头抗渣层撞击能力，并在实 际生产中取得了延长喷枪使用寿命、缩短扒渣时间的应用效果，但 对扒渣铁损方面效果不突出，同时在喷枪大角度顶部斜插的使用工 况条件下，随着喷枪使用寿命的提高，喷枪弯曲损毁不断加剧，成 为制约喷枪使用寿命的关键因素。针对上述扒渣铁损效果不突出的 不足，中国专利“透气聚渣用顶部插入式喷枪及其制备方法，专利号： ZL201410369325.7”公开了一种以狭缝式或毛细孔式弥散型喷口为 特征的透气聚渣喷枪，并在喷枪大角度顶部斜插的使用工况条件下， 取得了缩短扒渣时间、降低扒渣铁损、减少铁水罐后壁磨损的优良 效果，但喷枪弯曲损毁依然严重，同时，在喷枪小角度顶部斜插工 况条件下，因弥散型喷口气流聚集严重，扒渣铁损与铁水罐后壁磨 损降低效果有限。