CN101638707B - 转炉炼钢双向供钢供氧方法 - Google Patents

Abstract

转炉炼钢双向供钢供氧方法，它包括如下步骤：对两种不同的装入量分别进行氧枪设计、计算，确定两种氧枪的设计参数，设计参数包括：不同装入量氧枪的供氧强度、30De-45De处的氧压、氧量、枪位、氧气射流冲击深度等数据；计算两种不同的装入量在转炉熔池的液面高度差；实际生产中使用较小吨装入量氧枪在装入量较小吨时，氧枪操作实际执行参数为：氧压按较小吨装入量的氧枪设计参数下线执行，其余操作参数按较小吨装入量氧枪设计参数中线执行。它是在转炉炼钢中使用一种氧枪喷头就能反复适应两种不同装入量(两种装入量相差在20％以上)的一种供氧方法，解决了转炉双向供钢的供氧难题。

Description

转炉炼钢双向供钢供氧方法

技术领域

本发明涉及一种转炉炼钢双向供钢供氧方法。

背景技术

转炉-薄板坯连铸连轧(简称CSP，CSP也可称为紧凑式热带生产工艺)工程，CSP转炉的设计装入量一般为一个定值(如为150吨)，为了充分发挥整体生产能力，提高钢铁产量，投产后，钢铁公司一般还要求CSP的转炉不仅要向CSP连铸连轧生产线提供钢水，还要随时按计划向另一个炼钢厂提供钢水(但另一个炼钢厂的设计装入量一般与CSP转炉的设计装入量不一致，如为120吨)，即要求CSP的转炉实行双向供钢，从而提高钢铁公司整体生产能力。

中国钢铁研究总院开发的转炉氧枪技术在国内已十分成熟，只要炼钢厂向氧枪设备制造专门厂家提供本炼钢厂转炉的尺寸、转炉装入量、供氧强度、使用的氧压、氧量枪位等参数，氧枪设备制造专门厂家即可设计生产出满足该炼钢厂使用的氧枪(枪身及喷头，氧枪技术主要是氧枪超音速拉瓦尔喷头设计、制造、使用技术)，包括提供该氧枪在不同氧压、氧量、枪位下对熔池的吹炼穿透深度、冲击面积及各处的氧流速度等参数，供炼钢厂使用参考，炼钢厂使用为本厂设计的氧枪即可获得满意的冶炼效果，但其设计的氧枪只对一种固定装入量有效，对两种装入量无效，国内先进的氧枪设备制造专门厂家目前还无法设计制造出适应两种装入量的氧枪喷头。

氧枪是炼钢生产中向炉内吹氧的专用设备，是炼钢生产的关键设备之一。氧枪由三层管(高压进水管、高压出水管、接氧气拉瓦尔喷嘴的氧管)、水冷枪身和喷头组成，氧枪的性能直接影响到钢产量，质量，转炉炉体维护，成本消耗，生产效率等诸多重要指标。钢铁的冶炼效果主要取决于氧枪喷头喷射出的氧气射流特性，氧枪的射流特性，直接影响着冶炼效果。在炼钢过程中，炉内的形态是由力学，物理化学作用形成的，过程十分复杂，由喷头喷出的氧气射流，以很高的速度与钢液面接触，在钢液面上形成不同的速度分布。炼钢过程中，由于钢液的物理化学反应基本相同，这样氧气的动力学状态就显得很重要，在不同的枪位，氧气射流对钢液的喷吹结果有所不同。枪位过高，氧气射流覆盖面过大，氧气射流动力不足，不能穿入钢液；枪位过低，氧气射流冲击钢液表面速度过高，会发生严重的喷溅，并且使枪龄降低。因此，确定合理的枪位，需要科学的检测氧气射流的流场分布，通过对氧气射流的流场分析，掌握氧气射流的一些特性和规律，对这些特性进行分析，不仅可以指导设计生产，而且对在实际情况下的炼钢过程的动力学特性提供强有力的氧气射流的喷吹数据，对实际生产、转炉炉体维护、溅渣护炉十分有益。

检测工作是在中国钢铁研究总院或国内专门氧枪生产厂家氧枪实验室进行的。实验室的气源系统可以为实验提供干燥、清洁、压力稳定的压缩空气；坐标架采用液压系统定位，无噪声，移动准确，定位精度高-可达毫米级；氧气射流的数据采集，处理，绘图全部由计算机及其控制下的数据采集与处理系统完成。该系统每秒钟能处理几万个数据，能在0.01秒内完成一次测试，系统的精度优于2‰，根据采集数据不仅可以绘制标量速度图，还可以绘制速度矢量图。同时还可以绘制射流的三维彩色图形。

氧枪设计表明枪位在距离喷头出口30De(De代表喷孔的直径)以前，速度衰减很快，这时枪位稍有变化对熔池反应影响很大，不易稳定操作。在45De以后，速度衰减趋于平缓，但速度很低，对熔池的冲击能量不足。因此枪位选择在30De-45De之间。

CSP转炉氧枪喷头为5孔超音速拉瓦尔喷头，氧枪超音速拉瓦尔喷头设计主要与转炉炉体尺寸、装入量、枪位、供氧强度、氧气压力、氧气流量、马赫数等有关。转炉氧枪喷头设计加工完后，实际使用参数应与设计参数保持一致，如使用参数应与设计参数相差较大应重新设计氧枪喷头。

转炉装入制度也叫转炉分阶段固定装入量制度，是转炉为了氧枪取得良好的吹炼效果，根据炉体情况实行的分阶段固定装入量制度(转炉熔池大多装，转炉熔池小少装)，其目的是减少氧枪喷头到钢液面的距离波动范围，便于操作者掌握，获得良好的冶金效果。

如上述CSP厂的转炉实行双向供钢，反复实行120吨、150吨的装入量，将造成氧枪喷头到钢液面距离大幅度波动，CSP分厂转炉将面临了一个全新的问题。

要解决CSP厂的转炉实行双向供钢的问题，如反复实行120吨、150吨的装入量，将造成氧枪喷头到钢液面距离大幅度波动，避免上述大幅度波动的传统做法是：采用两种专门设计的氧枪(分别对120吨、150吨的装入量进行氧枪设计)用于120吨、150吨的装入量的生产，采用上述两种专门设计的氧枪进行生产的供氧方法存在以下不足：(1)每座转炉有一支在线氧枪和备用氧枪，在线氧枪出现漏水等故障时，需切换使用备用氧枪，备用氧枪变成在线氧枪，过程切换时间约一分钟，漏水等故障氧枪需离线抢修或更换，时间为生产2--8炉钢的时间。采用两种不同设计的氧枪进行生产的供氧方法将无法实现上述切换过程，氧枪出现漏水等故障时将造成停产事故。(2)如采用两种不同设计的氧枪分时生产(即一段时间内只使用一种氧枪)，将加大生产管理难度，增加维护工人不断换枪的劳动量。(3)同时使用两种不同的氧枪加大了氧枪管理难度，易造成混枪事故。(4)同时使用两种不同的氧枪，氧枪的维修区、备用存放区的面积都成倍加大，氧枪备件数量增多，增加了氧枪管理成本。(5)同时使用两种不同的氧枪，转炉溅渣护炉时必须采用两组转炉溅渣护炉参数，操作者不易掌握，增加了转炉溅渣护炉的难度。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有背景技术的不足之处，而提供一种转炉炼钢双向供钢供氧方法。它是在转炉炼钢中使用一种氧枪喷头就能反复适应两种不同装入量(两种装入量相差在20％以上)的一种供氧方法，其目的就是要解决转炉双向供钢的供氧难题。

本发明的目的是通过如下措施来达到的：转炉炼钢双向供钢供氧方法，其特征在于它包括如下步骤：

①.对两种不同的装入量分别进行氧枪设计、计算，确定两种氧枪的设计参数，设计参数包括：不同装入量氧枪的供氧强度、30De-45De处的氧压、氧量、枪位、氧气射流冲击深度等数据；

②.计算两种不同的装入量在转炉熔池的液面高度差；

③.实际生产中使用较小吨装入量氧枪在装入量较小吨时，氧枪操作实际执行参数为：氧压按较小吨装入量的氧枪设计参数下线执行，其余操作参数按较小吨装入量氧枪设计参数中线执行；

④.使用较小吨装入量氧枪在装入量较大时，氧枪操作实际执行参数为：

A.氧量按较大吨装入量氧枪设计参数中下线执行；

B.氧枪控制枪位＝较小吨氧枪实际操作枪位+两种不同的装入量在转炉熔池的液面高度差+两种氧量的氧气射流对钢液冲击深度差修正值。

本发明利用氧枪设计原理采用一种氧枪、两组不同的氧枪操作参数应对两种不同的装入量的供氧方法克服了使用两种氧枪应对两种不同的装入量(同时使用和分时使用)的供氧方法的许多缺陷和麻烦。

本发明的转炉炼钢一种供氧方法具有如下优点：(1)采用一种氧枪、两组不同的氧枪操作参数应对两种不同的装入量的供氧方法克服了同时使用两种氧枪不能实现在线氧枪与备用氧枪切换的功能的缺陷，避免了可能造成的停产事故。(2)采用一种氧枪、两组不同的氧枪操作参数对应两种不同的装入量的供氧方法避免了采用两种不同设计的氧枪分时生产带来不断换枪的麻烦。(3)避免了转炉溅渣护炉时必须采用两组转炉溅渣护炉参数，操作者不易掌握转炉溅渣护炉的难体。(4)避免了同时使用两种不同氧枪易造成混枪的事故。

具体实施方式

下面通过实施例详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明本发明的优点将变得更加清楚和容易理解。

本发明转炉炼钢双向供钢供氧方法，它包括如下步骤：

①.对两种不同的装入量分别进行氧枪设计、计算，确定两种氧枪的设计参数，设计参数包括：不同装入量氧枪的供氧强度、30De-45De处的氧压、氧量、枪位、氧气射流冲击深度等数据；

②.计算两种不同的装入量在转炉熔池的液面高度差；

③.实际生产中使用较小吨装入量氧枪在装入量较小吨时，氧枪操作实际执行参数为：氧压按较小吨装入量的氧枪设计参数下线执行，其余操作参数按较小吨装入量氧枪设计参数中线执行；

④.使用较小吨装入量氧枪在装入量较大时，氧枪操作实际执行参数为：

A.氧量按较大吨装入量氧枪设计参数中下线执行；

B.氧枪控制枪位＝较小吨氧枪实际操作枪位+两种不同的装入量在转炉熔池的液面高度差+两种氧量的氧气射流对钢液冲击深度差修正值。

实施例1

1)分别对某钢厂公称150吨的转炉在150吨装入量、120吨装入量时进行氧枪设计，获两种氧枪喷头(120吨5孔(吼口

35mm)13°氧枪、150吨5孔(吼口39mm)13°氧枪)，30De-45De枪位分别为1050-1575mm、1170-1755mm，氧枪设计参数见表1-表4。

2)计算120吨、150吨时的装入量在转炉熔池的液面高度差为250mm。

3)选择使用120吨5孔(吼口

35mm)13°氧枪，在装入量120吨时，氧枪操作实际执行参数为：使用氧压：0.8Mpa；氧流量：21080Nm3/h，氧枪操作基本枪位为：1500mm；

4)在装入量150吨时的氧枪操作实际执行参数为：

A.使用氧流量：24614Nm3/h。氧压：0.85Mpa；

B.氧枪基本控制枪位＝1500mm+250mm+(788mm-739mm)＝1799mm。

实施例2

1)分别对某钢厂公称150吨的转炉在150吨装入量、120吨装入量时进行氧枪设计，获两种氧枪喷头(120吨5孔(吼口

34.5mm)15°氧枪、150吨5孔(吼口

39mm)15°氧枪)，30De-45De枪位分别为1035-1552mm、1170-1755mm。

2)计算120吨、150吨时的装入量在转炉熔池的液面高度差为250mm。

3)选择使用120吨5孔(吼口34.5mm)15°氧枪，在装入量120吨时，氧枪操作实际执行参数为：使用氧压：0.81Mpa；氧流量：21000Nm3/h，氧枪操作基本枪位为：1400mm；

4)在装入量150吨时的氧枪操作实际执行参数为：

A.使用氧流量：24000Nm3/h。氧压：0.86Mpa；

B.氧枪基本控制枪位＝1400mm+250mm+(788mm-739mm)＝1699mm。

表1某钢厂公称150吨转炉氧枪喷头氧压、氧气流量理论对照表

设计氧压(Mpa)	0.65	0.7	0.75	0.8	0.85	0.9	0.95
								氧气流量(m3/h)	22856	24614	26372	28130	29888	31646	33404

表2某钢厂公称150吨转炉氧枪喷头枪位、冲击面积、冲击深度理论对照表

表3某钢厂120吨装入量氧枪喷头氧压、氧气流量理论对照表

设计氧压(Mpa)	0.7	0.75	0.8	0.85	0.9
						氧气流量(m3/h)	19824	20540	21080	24072	26300

表4某钢厂120吨装入量氧枪喷头枪位、冲击面积、冲击深度理论对照表

Claims (1)

1.转炉炼钢双向供钢供氧方法，其特征在于它包括如下步骤：

①.对两种不同的装入量分别进行氧枪设计、计算，确定两种氧枪的设计参数，设计参数包括：不同装入量氧枪的供氧强度、30De-45De处的氧压、氧量、枪位、氧气射流冲击深度数据，De代表喷孔直径；

②.计算两种不同的装入量在转炉熔池的液面高度差；

③.实际生产中使用较小吨装入量氧枪在装入量较小吨时，氧枪操作实际执行参数为：氧压按较小吨装入量的氧枪设计参数下限执行，其余操作参数按较小吨装入量氧枪设计参数中限执行；

④.使用较小吨装入量氧枪在装入量较大时，氧枪操作实际执行参数为：

A.氧量按较大吨装入量氧枪设计参数中下限执行；

B.氧枪控制枪位＝较小吨氧枪实际操作枪位+两种不同的装入量在转炉熔池的液面高度差+两种氧量的氧气射流对钢液冲击深度差修正值。