CN101838719A - 用于控制aod炉结瘤氧化物的风枪气体流量调节方法 - Google Patents

用于控制aod炉结瘤氧化物的风枪气体流量调节方法 Download PDF

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池和冰
李冬刚
徐晓华
刘文彬
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Abstract

本发明提供了一种用于控制AOD炉结瘤氧化物的风枪气体流量调节方法。该方法根据AOD炉炉龄因素确定环缝气体总流量，再根据所述环缝气体总流量、钢水实际重量、风枪数目和单枝风枪的压力因素值，确定所述单枝风枪的环缝气体流量。本发明通过对单枝风枪气体流量的调节来实现对风枪出口处氧化物结瘤尺寸及形貌的控制，从而使得所有风枪烧损情况较为接近，同时延长了其使用寿命。

Description

用于控制AOD炉结瘤氧化物的风枪气体流量调节方法
技术领域
本发明涉及不锈钢炼钢领域，具体涉及在不锈钢炼钢中一种用于控制AOD炉侧吹风枪结瘤氧化物的气体流量调节方法。
背景技术
AOD炉是以侧吹为主的不锈钢冶炼工艺装备，即通过安装在其炉体底侧部的若干等截面风枪向炉子熔池吹入氧气与惰性气体的混合气体。目前AOD炉均使用套管式侧吹风枪，其内管向熔池供入氧气与惰性气体的混合气体以实现AOD炉的冶金功能，外管则向熔池供入惰性气体以保护内管射出的气体射流，尽可能使炉内氧化反应的高温区向炉子轴线方向靠近，从而避免侧吹风枪的快速烧损、提高风枪使用寿命。
由于AOD炉风枪外管吹入熔池的惰性气体不参与由内管吹入气体引起的炉内放热型氧化反应，因此在冶炼不锈钢过程中，其风枪出口处将形成氧化物结瘤(一般为Cr2O3)，当风枪数目较多时，每枝风枪出口处氧化物结瘤的径向长度、轴向长度以及生长方向均不相同，从而使得侧吹风枪使用寿命不均，往往一枝风枪过度烧损影响到其它风枪的正常使用。其原因主要是，所有风枪的气体流量和压力均由一个阀门控制，然后进行平均分配，无法根据每枝风枪氧化物结瘤的具体情况，通过其气体流量和压力的各自调整来平衡所有风枪的烧损情况。
类似的AOD炉风枪出口处氧化物结瘤控制方法未见公开报道，一般相关的技术仅局限在侧吹风枪的设置方法，如风枪夹角、倾角及风枪数目方面。如专利申请《顶侧复吹转炉炼钢方法》中，主要谈到了侧吹风枪在炉子上的布置位置及倾角，并未谈到风枪氧化物结瘤的有效控制方法。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明的目的在于提供一种可以有效控制AOD炉单枝侧吹风枪出口处氧化物结瘤尺寸及形貌的风枪气体流量调节方法，使得所有风枪烧损情况较为接近，从而延长其使用寿命。
本发明的技术方案是，一种用于控制AOD炉结瘤氧化物的风枪气体流量调节方法，该方法包括以下步骤，
(1)根据AOD炉炉龄因素确定环缝气体总流量；
所述炉龄因素包括由炉龄因素确定的流量基准值，该流量基准值采取分段控制方法，其取值方法如下：
Figure B2009100479617D0000021
(2)根据上述环缝气体总流量、钢水实际重量、风枪数目和单枝风枪的压力因素值，确定所述单枝风枪的环缝气体流量；
所述单枝风枪环缝气体流量＝环缝气体总流量×钢水实际重量÷风枪数目+该风枪的压力因素值。
所述单枝风枪的压力因素值由压力值确定，其取值方法如下：
  压力/Mpa   0.40～0.55   0.55～0.70   0.70～0.85   0.85～1.00   1.00～1.15   1.15～1.30
  压力因素值/(Nm3/min)   0   0.01～0.05   0.06～0.10   0.11～0.15   0.16～0.20   0.21～0.25
上述风枪数目一般为4-9枝。
根据本发明所述的风枪气体流量调节方法，较好的是，所述炉龄因素确定的流量基准值的取值范围为0.0700Nm3/min·t-0.0875Nm3/min·t。
较好的是，所述压力值指各枝风枪的实时压力值，每隔5秒-30秒读取一次。
在一个优选的实施方案中，所述炉龄因素还包括钢水重量偏差因素值和氧气与惰性气体比例因素值；所述环缝气体总流量＝炉龄因素确定的流量基准值+钢水重量偏差因素值+氧气与惰性气体比例因素值。
较好的是，所述钢水重量偏差因素值为所述炉龄因素确定的流量基准值与由钢水重量偏差确定的百分比取值的乘积，所述百分比的取值方法如下：
  钢水重量偏差/吨   ≤-10   -9～-5   -4～0   1～5   6～10   ≥11
  百分比取值/％   -40～-25   -25～-5   -5～10   10～20   20～30   30～40
较好的是，所述钢水重量偏差指实际钢水重量与AOD炉公称容量的差值。即：实际钢水重量-AOD炉公称容量，AOD炉公称容量一般为60吨-180吨。
较好的是，所述氧气与惰性气体比例因素值为所述炉龄因素确定的流量基准值与由气体比例确定的百分比取值的乘积，所述百分比的取值方法为：
  氧气与惰性气体比例   ≥7   7～3   3～1   1～0.5   0.5～3   ≤3
  百分比取值/％   15～20   10～15   0～10   -10～0   -15～-10   -20～-15
本发明的技术原理是，就AOD炉冶金特点而言，炉龄越高、炉衬耐火材料越薄、冶金熔池液面越低，为避免其侧吹射流穿透熔池以致缩短气体在熔池内的停留时间，应适当减小环缝气体流量；钢水越多、冶金熔池液面越高，为避免其AOD炉侧吹射流无法有效搅拌熔池，应适当增加环缝气体流量；氧气与惰性气体比例越大、参与熔池内放热型化学反应的气体越多、风枪出口处温度越高，不利于风枪及炉衬寿命提高，因此应适当增大环缝气体流量；单枝风枪实时压力越大、风口氧化物结瘤堵塞情况越严重，不利于形成稳定的侧吹气体射流进入熔池，因此应适当减小环缝气体流量。
本发明的方法通过调节侧吹风枪的单枝气体流量，可有效控制AOD炉侧吹风枪的结瘤氧化物尺寸，各枝风枪的形貌和尺寸比较均匀，相关尺寸的偏差不超过20％。同时，本发明有利于改善AOD炉炉内熔池的气体动能传输及液体流场状态，进一步提高脱碳速度、降低还原硅消耗、提高炉龄，AOD炉的脱碳速度可提高0.005％/min～0.01％/min，还原硅消耗可降低0.1kg/t钢～0.3kg/t钢，炉龄可提高5炉/炉役～10炉/炉役。
具体实施方式
以下实施例中的AOD炉公称容量为120吨。
实施例1
炉龄：                                  57炉
钢水实际重量：                          118吨
钢水重量偏差值：                        -2吨
当前阶段氧气与惰性气体比例：            8.3∶1
实时压力值为：                          0.53Mpa
侧吹风枪数目：                          7枝
根据以上参数及上述表格中的取值范围，
炉龄因素确定的流量基准值为：            0.0875Nm3/min.t
根据钢水重量偏差确定的百分比取值为：    -2％
根据气体比例确定的百分比取值为：        15％
该风枪的压力因素值为：                    0Nm3/min
经计算，该风枪环缝气体实时流量设定为：    1.67Nm3/min
实施例2
炉龄：                                    92炉
钢水实际重量：                            125吨
钢水重量偏差值：                          +5吨
当前阶段氧气与惰性气体比例：              3∶1
实时压力值为：                            0.78Mpa
侧吹风枪数目：                            7枝
根据以上参数及上述表格中的取值范围，
炉龄因素确定的流量基准值为：              0.0750Nm3/min.t
根据钢水重量偏差确定的百分比取值为：      20％
根据气体比例确定的百分比取值为：          10％
该风枪的压力因素值为：                    0.07Nm3/min
经计算，该风枪环缝气体实时流量设定为：    1.81Nm3/min
实施3
炉龄：                                    134炉
钢水实际重量：                            123吨
钢水重量偏差值：                          +3吨
当前阶段氧气与惰性气体比例：              1∶2
实时压力值为：                            0.65Mpa
侧吹风枪数目：                            7枝
根据以上参数及上述表格中的取值范围，
炉龄因素确定的流量基准值取为：            0.0700Nm3/min.t
根据钢水重量偏差确定的百分比取值为：      15％
根据气体比例确定的百分比取值为：          0％
该风枪的压力因素值为：                    0.08Nm3/min
经计算，该风枪环缝气体实时流量设定为：    1.49Nm3/min
采用本发明后，AOD炉侧吹风枪出口处的氧化物结瘤的轴向尺寸可控制在60mm～80mm，径向尺寸可控制在40mm～60mm，其生长方向与风枪气流轴向的夹角可控制在±10°以内，且各枝风枪的形貌和尺寸比较均匀，相关尺寸的偏差不超过20％。

Claims (7)

1.一种用于控制AOD炉结瘤氧化物的风枪气体流量调节方法，其特征在于，
(1)根据AOD炉炉龄因素确定环缝气体总流量；
所述炉龄因素包括由炉龄因素确定的流量基准值，该流量基准值采取分段控制方法，其取值方法如下：
Figure F2009100479617C0000011
(2)根据上述环缝气体总流量、钢水实际重量、风枪数目和单枝风枪的压力因素值，确定所述单枝风枪的环缝气体流量；
所述单枝风枪环缝气体流量＝环缝气体总流量×钢水实际重量÷风枪数目+该风枪的压力因素值。
所述单枝风枪的压力因素值由压力值确定，其取值方法如下：
  压力/Mpa   0.40～0.55   0.55～0.70   0.70～0.85   0.85～1.00   1.00～1.15   1.15～1.30   压力因素值/(Nm3/min)   0   0.01～0.05   0.06～0.10   0.11～0.15   0.16～0.20   0.21～0.25
2.根据权利要求1所述的用于控制AOD炉结瘤氧化物的风枪气体流量调节方法，其特征在于，所述炉龄因素确定的流量基准值的取值范围为0.0700Nm3/min·t-0.0875Nm3/min·t。
3.根据权利要求1所述的用于控制AOD炉结瘤氧化物的风枪气体流量调节方法，其特征在于，所述压力值指各枝风枪的实时压力值，每隔5秒-30秒读取一次。
4.根据权利要求1所述的用于控制AOD炉结瘤氧化物的风枪气体流量调节方法，其特征在于，所述炉龄因素包括钢水重量偏差因素值和氧气与惰性气体比例因素值；所述环缝气体总流量＝炉龄因素确定的流量基准值+钢水重量偏差因素值+氧气与惰性气体比例因素值。
5.根据权利要求4所述的用于控制AOD炉结瘤氧化物的风枪气体流量调节方法，其特征在于，所述钢水重量偏差因素值为所述炉龄因素确定的流量基准值与由钢水重量偏差确定的百分比取值的乘积，所述百分比的取值方法如下：
  钢水重量偏差/吨   ≤-10   -9～-5   -4～0   1～5   6～10   ≥11   百分比取值/％   -40～-25   -25～-5   -5～10   10～20   20～30   30～40
6.根据权利要求5所述的用于控制AOD炉结瘤氧化物的风枪气体流量调节方法，其特征在于，所述钢水重量偏差指实际钢水重量与AOD炉公称容量的差值。
7.根据权利要求4所述的用于控制AOD炉结瘤氧化物的风枪气体流量调节方法，其特征在于，所述氧气与惰性气体比例因素值为所述炉龄因素确定的流量基准值与由气体比例确定的百分比取值的乘积，所述百分比的取值方法为：
  氧气与惰性气体比例   ≥7   7～3   3～1   1～0.5   0.5～3   ≤3   百分比取值/％   15～20   10～15   0～10   -10～0   -15～-10   -20～-15
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110331257A (zh) * 2019-06-05 2019-10-15 邢台钢铁有限责任公司 一种aod精炼工艺中侧吹风枪参数的设计方法

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PB01 Publication
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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