[发明专利]一种利用氧燃枪进行电弧炉炼钢的设备与方法

说明书

一种利用氧燃枪进行电弧炉炼钢的设备与方法，属于电弧炉炼钢技术领域，其特征主要是将氧燃枪从电炉炉盖的电极孔插入炉内，利用氧燃枪喷出的氧气和煤气燃烧所产生的高温高能火焰，对电炉内的废钢进行加热並熔化；废钢熔化形成熔池后，接着用氧燃枪吹炼熔池，进行升温、降碳、化渣操作。本发明的6孔氧燃枪的氧气喷管采用拉瓦尔式喷管结构，具有燃烧加热和吹氧降碳的双重功能。电炉采用三支氧燃枪插入电弧炉内炼钢，可以使电弧炉节电20～50％，电弧炉电极的消耗可以降低70～90％，吨钢成本降低10～35％。

技术领域

本发明属于电弧炉炼钢技术领域，特别是涉及一种利用氧燃枪进行电弧炉炼钢的设备与方法。

背景技术

电弧炉又称电炉，是目前世界上转炉以外最主要的炼钢设备。日常生产时，通过设置在电弧炉炉盖并在工作时穿过电弧炉炉盖进入到电弧炉炉膛之内的碳素电极，在超高功率电流作用下所产生的高温电弧进行炼钢。

目前利用电弧炉炼钢，其工艺由废钢熔化期和钢水精炼期两个时间段来完成，其中传统废钢熔化期约占电弧炉总冶炼时间的50％～70％左右，电耗更是占电弧炉总电耗的70％～80％左右。熔化期所用时间的长短直接决定电炉的生产率和电耗，对电炉的生产效率、产量、消耗和成本等技术指标影响显著。日常电弧炉生产中，废钢熔化期所耗费的时间长，电耗高，其中最主要的原因是由于废钢的几何形状有薄有厚，有长有短，规格不同而且电弧炉熔化期需要经历点弧、穿井、主熔化及熔末升温等过程，在此过程中高温电弧穿透力比较差，电极电弧所在的区域温度较高(热点区)，其周边的废钢容易受热升温，而位于电弧炉边缘等电弧高温不能直接到达的区域(冷点区)废钢获得热量较少，炉内温度场分布不均，炉内废钢不能得到及时升温或熔化。

为了降低电弧炉的电量消耗，提高废钢的升温速度，解决“冷点”区废钢的熔化问题，人们发明了将氧枪、烧嘴或多功能喷枪从电弧炉炉壁或炉门深入到电弧炉炉内冷点区进行废钢加热或对炉内补热的技术，燃料有：煤、油或天然气等。为了造泡沫渣以及辅助脱磷、脱硫、增碳等，部分喷枪还能实现碳粉、石灰粉喷吹等，该类喷枪或烧嘴实现了氧-燃助熔、碳-氧-石灰造泡沫渣、吹氧脱碳、二次燃烧及钢水搅拌等功能，3～5支枪/烧嘴根据炉内不同阶段，进行程序控制使用。此项技术是上世纪70年代日本首先开发采用的，目前，世界范围大多数的电弧炉都采用了相关炉壁枪或炉门枪。但是，上述喷枪或烧嘴电弧炉都属于辅助加热类的装置，因其提供的热能相对有限，收到的冶金效果不够明显，因此实际应用时必须以电极加热为主。

发明内容

本发明公开的是一种利用氧燃枪进行电弧炉炼钢的设备与方法，其目的在于对电弧炉内的废钢实现快速加热，使之升温和熔化，进而收到降低电弧炉能耗和大幅缩短冶炼时间的双重效果。

本项发明以电弧炉为主体设备，其特征是在电弧炉平台适当位置增加一套氧燃枪升降及旋转装置，该种装置主要由立柱、驱动与传动装置、升降与旋转装置、管道支架、氧燃枪夹持器、介质输送装置和氧燃枪组成，其中立柱上设有驱动与传动装置，升降及旋转装置与驱动与传动装置相联接，并被滑动固定在立柱上，在驱动与传动装置的作用下，可在立柱上上下滑动或左右旋转，管道支架一端固接在升降及旋转装置上，另一端安装有氧燃枪夹持器，氧燃枪被夹持固定在氧燃枪夹持器上，氧燃枪夹持器的结构和尺寸和电弧炉所用石墨电极夹持装置基本相同；氧燃枪夹持器夹持住氧燃枪，升降及旋转装置在驱动与传动装置的带动下，通过管道支架和氧燃枪夹持器，可将被夹持的氧燃枪从电弧炉炉盖已有的电极孔中穿过，插入到电弧炉炉内，或将氧燃枪提升到电弧炉之外，并带着氧燃枪旋转离开电弧炉顶部，停留在电弧炉炉体旁边的闲置位置。

进一步的，这里所说的驱动与传动装置是由旋转驱动电机和升降驱动电机组成，其中旋转驱动电机固定安装在升降与旋转装置上，和升降与旋转装置相连接，驱动升降及旋转装置带动管道支架和氧燃枪夹持器一起绕着立柱左右旋转，将氧燃枪自闲置位置转动到电弧炉炉盖正上方，当对准每个电极孔后，将驱动与传动装置中的转动装置固定；升降驱动电机固定安装在立柱上，并和升降及旋转装置相连接，驱动升降及旋转装置并带动管道支架和氧燃枪夹持器一起在立柱上上下滑动，将氧燃枪插入到电弧炉炉内。