[发明专利]一种转炉炼钢用CO2

说明书

本发明提供一种转炉炼钢用CO₂‑O₂氧枪喷头及吹炼方法，属于炼钢技术领域。该氧枪喷头包括回水环缝、进水环缝、CO₂环缝通道、0₂通道、CO₂混合喷嘴、头冠和集气上部，喷头中部为O₂通道，O₂通道外部为CO₂环缝通道，CO₂环缝通道外部设置进水环缝，进水环缝外部设置回水环缝。该氧枪喷头为四通道结构，高压CO₂气体经环缝通道由喷嘴喷出后与高压O₂在拉瓦尔收缩段处预混后，经过拉瓦尔喷孔扩张段加速形成超音速射流。利用反应CO₂+C＝2CO的吸热特性，根据转炉金属料成分和冶炼过程的化学反应，分时段控制CO₂与O₂的混合比例，实现冶炼前期控温和增强搅拌，冶炼中期控制烟尘量，冶炼末期减少钢水过氧化。采用本发明，可以降低烟尘产生量，提高转炉脱磷效率。

技术领域

本发明涉及炼钢技术领域，特别是指一种转炉炼钢用CO₂-O₂氧枪喷头及吹炼方法。

背景技术

随着能源消耗的增加，CO₂排放已成为全球关注的重点。钢铁行业作为CO₂排放大户，其CO₂排放量已占工业排放约16％，因此，钢铁行业减少CO₂排放或 CO₂资源化利用的新技术刻不容缓，以实现我国减排目标和降低钢铁生产成本。

近年来，CO₂应用于转炉冶炼技术逐渐兴起，但是应用过程中所使用的氧枪枪头仍为纯氧喷头，由于CO₂与O₂的物理性质及高温反应特性的差异，且混合比例不同，若仍然采用原有氧枪喷头进行吹炼操作，对于超音速气体射流的特性影响很大，两种气体混合后加大了激波对于射流速度的影响，射流特性偏离设计参数，对转炉冶炼指标有很大影响。

目前，国内外关于CO₂-O₂混合喷吹的专用氧枪枪头设计及对应的吹炼方法鲜有报道，因此设计CO₂-O₂混合喷吹的专用喷头和制定相对应的吹炼模式对于 CO₂应用于转炉炼钢技术的发展和CO₂资源化利用显得尤为重要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种转炉炼钢用CO₂-O₂氧枪喷头及吹炼方法。

该氧枪喷头包括回水环缝、进水环缝、CO₂环缝通道、0₂通道、CO₂混合喷嘴、头冠和集气上部，喷头中部为O₂通道，O₂通道外部为CO₂环缝通道，CO₂环缝通道外部设置进水环缝，进水环缝外部设置回水环缝，CO₂环缝通道和0₂通道之间设置CO₂混合喷嘴，喷头的头冠和集气上部焊接；CO₂气体进入CO₂环缝通道，经过CO₂混合喷嘴与O₂通道进入的O₂于拉瓦尔收缩段处预混，经过拉瓦尔喷孔扩张段的加速后形成超音速射流。实现氧枪喷头与CO₂-O₂混合喷吹工艺的配套，达到新工艺优良的冶炼效果。

其中，喷头上的喷孔数量根据转炉大小确定，对于30-150吨转炉，喷头孔数为3-6个，对于180-260吨转炉，喷头孔数为4-6个，对于300-350吨转炉，喷头孔数为4-8个，马赫数为1.5-2.4MPa。