CN1080992A - 转炉喷补枪 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种炼钢中的转炉喷补枪。它的特
征在于它的侧表面均有氧气喷管(5，6)和耐火材料喷
管(7)，这些喷管与喷枪头端盖(4)以不同距离分三层
分布，第一层为氧气喷管(5)，最靠近喷枪头端盖(4)，
第三层也为氧气喷管(6)，它离第一层氧气喷管(5)较
远，位于喷枪伸入到转炉内的部分的1/10～1/15
处，耐火材料喷管(7)位于第二层即第一层氧气喷管
(5)与第三层氧气喷管(6)之间。本产品与以往的相
比，其喷补涂料的均匀度高，涂料的寿命长，延长了转
炉炉衬的炉龄，提高了炼钢的生产率。
Description
本发明涉及一种炼钢中的转炉喷补枪。
美国专利号为3883078的转炉喷补喷枪是由同轴装配的输送管道构成，运送耐火材料、燃料和氧气，耐火材料从输送管道中喷出，和氧气混合起来，此时燃料被点燃，化成火焰;耐火材料遇热变成粘稠状物质，喷涂到炉衬表层，形成耐火层。喷涂后的涂层可达到高密度（气孔率为10%）及与碱性耐火砖粘结的高坚固性。但是，当火焰碰撞到炉衬壁时，火焰破碎变成无数的火花，在碰撞点上形成废气流，在碰撞点没能接触到炉衬内壁的耐火材料颗粒被联动装置中的废气流带走。且其耐火涂料的应用效率低，喷涂在炉衬内的涂料只相当于所有输送入转炉内用于喷补的耐火材料重量的20～50%。《冶金》杂志（1977年第12期，第25～26页）公开的一种带有水冷却装置的转炉喷补枪，这种结构的装置使得喷补涂料的坚固性能差且与炉衬的耐火砖粘接效果差，因此，在转炉温度急剧大波动情况下，这样的涂料会从炉衬上剥落。另外，这种转炉喷补枪只限于沿纵轴上、下移动，不能围绕纵转自转，故涂料不能均匀地喷涂到转炉炉衬。
本发明的目的在于提供一种改进的且能提高涂料喷涂到转炉炉衬的均匀度，提高炼钢生产率的转炉喷补枪。
下面结构附图和实施例对本发明作详细描述。
图1为本发明垂直伸入转炉炉腔的示意图。
图2为本发明的纵切面结构示意图。
图3为本发明的耐火材料及氧喷管的射流策应横切面示意图。
1-输送耐火材料的主管道 2-输送氧气的主管道
3-主管道的纵面中心轴 4-喷枪头端盖
5，6-氧气喷管 7-耐火材料喷管 8-转炉腔
本发明由输送耐火材料的主管道（1）和输送氧气的主管道（2）所组成，输送耐火材料的主管道（1）与输送氧气的主管道（2）同轴装配，其侧表面均有氧气喷管（5，6）和耐火材料喷管（7），这些喷管与喷枪头端盖（4）以不同距离分三层分布：第一层为氧气喷管（5），最靠近喷枪头端盖（4），第三层也为氧气喷管（6），它离第一层氧气喷管（5）较远，位于喷枪伸入到转炉内的部分的1/10～1/15处，耐火材料喷管（7）位于第二层即第一层氧气喷管（5）与第三层氧气喷管（6）之间。
第一层氧气喷管（5）向喷枪头端的反方向与主管道的纵面中心轴（3）成50°～85°，第三层氧气喷管（6）向喷枪头端方向与主管道的纵面中心轴（3）成35°～45°，且这三层喷管沿喷枪的长度在其表面构成排的序列，该几排喷管都经氧气喷管（5，6），耐火材料喷管（7）的中心并平行于主管道的纵面中心轴（3）分布。排与排喷管的轴心间成40°～100°，且每一排中相应于氧气喷管（5，6），耐火材料喷管（7）的三个喷管都有一个贯穿它们的中心轴共同点（A）。
喷枪可以是任何长度，然而在制造中要考虑到喷枪的作业长度即伸入转炉腔内的喷枪长度，该部分具有的长度为转炉内腔高度的4/5～1倍。例：一个300吨炉进行垂直喷补，其运转衬炉高度为9.5米，伸入炉腔内喷枪的长度为7.5米，喷枪全长包括尾部为25.7米。
实施例：输送耐火材料和氧气的管道直径为114×7mm和160×5mm。中心管道用于气动运输耐火粉末，第二管道提供氧气。两个管道均由不锈钢08G18Nigti制成。喷枪有冷却水套装置，在喷补期间从直径为178×4mm和219×8mm的管道中输送水用于保护气动运输耐火材料和氧气的管道不受高温损害。运送水的管道由普通3号钢制成。当喷枪的作业长度为7米时，氧气喷管位于第一层与第三层喷管之间的0.8m处。氧气喷管向喷枪轴心倾斜，第一层喷管成80°，第二层喷管成40°，氧气喷管是由不锈钢管制造的，内径为25mm，外径为35mm。耐火材料喷管是由直径为40×4mm的3号钢制造，位于与第一层氧气喷管相距0.15m处，并与喷枪的纵面中心轴成50°～80°，以便其中心轴与氧气喷管的中心轴和在这些中心轴的相交点B处汇合。
每层喷管的排数是相同的，都是9件，且每层中喷管间的角度均为40°。
氧气管道在喷枪运转之前必须用四氯化碳清洗，并在氧气干管中压力超过1.5倍的工作压的情况下测试，如压力为25公斤/厘米2。
喷枪及其运转的主要数据
名称 单位 数量
1.耐火材料(混合剂) 千克/分(钟) 500
2.气体运送(如氮) 米3/分 10
3.氮压 千克/厘米25
4.耐火混合粉的构成 %
焦碳粉末 25
菱镁矿粉 75
5.氧气 米3/分 250
6.氧压 千克/厘米215
7.喷枪全长(包括尾部) 米 19.8
8.喷枪的升降速度 米/秒 0.3
9.喷枪重量 吨 2.3
10.氧的纯度 % 99
11.氮的湿度(露点) 度 40
本发明的运转：从喷管（5，6）中喷出的氧气速度约300米/秒，耐火混合物中：焦碳粉末占25%，镁矿占75%，耐火混合物以低速度如3米/秒从喷管（7）中喷出。耐火材料混合物从喷管（7）运送到喷管（5，6，7）的中心轴的相交点（B）有足够时间使得大部分焦碳被点燃。在B点上耐火混合物被氧流吹散的速度取决于氧气耐火粉末的重量和速度的比例，考虑到喷管（5，6）的氧气流速度在转炉气体中的损耗，这个速度通常少于100米/秒。
除了耐火混合物与氧气溶合之外，喷管（5，6，7）射流在汇合点B处被压扁，其射流幅度扩大，射流的开射角22～24°（恒温射流的开射角）到35～40°。不同排的喷管的射流沿喷管（5，6，7）中心轴的方向在B处汇合，连成一个平面。氧流被点燃并燃烧的焦碳颗粒的变热的耐火粉末连成一片扇形射面，此时，该扇形射面的速度比一个喷管喷补所构成的圆周式射流和几排喷管沿转炉纵面轴分布的喷补法所构成平面平行的射流的速度都要小。
因焦碳颗粒从喷管（7）到炉衬壁所经时间增加，这些颗粒在途中有充裕时间被点燃并部分燃烧。因此，它们被输送入炉衬内时已经燃着，遇到环绕耐火混合物喷补炉衬的氧气流时更为迅速地燃烧。因此，大部分焦碳颗粒不会被耐火粉末颗粒穿破。本喷枪喷补的涂层的气孔率约20%。相应地涂层本身的耐久性提高了，同时，它粘结在炉衬内耐火砖上的耐久性也得到增强。
当温度有急剧的大波动时，转炉内的涂层不会从炉衬上剥落。当炉内的溶渣饱合时，涂料有些微磨损，涂料的耐火性能有较小程度的退化。换句话说，利用有一些新分布喷管的喷枪可提高涂料的耐久性能。氧气和耐火粉末射流在相互碰撞时，因被轧扁，其喷射幅度扩大，提高了喷补到炉衬壁的涂料均匀度。即使氧气和粉末喷管的排数较少（只有8～9排）的情况下，炉衬也可被均匀的涂料完全覆盖。喷管排与排之间的角度为45°或40°。
根据本发明中喷枪喷管的位置分布情况，射流在碰撞之后，除了轧扁成水平面还被改变方向纵面。喷管（5，6，7）的射流在汇合点B之后，其合成速度指向喷枪底的方向即转炉炉底区域，在这个区域内，气体CO和CO2以及没被喷补上的粉末在与炉衬耐火砖颗粒最初接触中与绕喷枪轴即转炉中心垂直上升的部分形成循环流带。气体上升至喷枪底端，然后经过没被喷管（5，6，7）射流占据横断面的炉腔，矿、粉气相与这些射流相互交错，沿喷枪进入转炉炉腔的上半部分，既没有挡住粉末及氧气射流，又没有影响耐火颗粒喷补到炉衬表面的均匀度。之后，气体CO和CO2最大限度地从耐火材料粒中净化出来，遇到炉衬的圆筒部分，到达转炉炉口，从转炉炉口进入转炉壁炉，进入气体净化器。
根据本发明中氧气与耐火粉末的喷管在喷枪中的位置，含粉气体高温媒质的气体动力有助于在炉衬内制造热抗渣的均匀涂料。
以往的转炉喷补枪与本发明的比较结果如下：
内容 以往的产品 本发明
1.耐火混合物的用量(千克/分) 500 500
(镁砂、焦碳)
2.燃料(焦碳)在耐火混合物中 25 25
的含量(%)
3.耐火粉末(镁砂)在耐火混合 75 75
物中的含量(%)
4.氧气用量(米3/分) 230 230
5.喷补过程所需时间(分) 8 8
6.喷管排数 8 8
7.喷管排与排之间的角度 45° 45°
8.喷管层数 3 3
9.喷枪的互作长度(米) 7.8 7.8
10.第一层(最低的)与第二层 0.4 0.2
喷管间的距离(米)
11.第一层(最低的)与第三层 0.8 0.8
(最高的)喷管间距离(米)
12.耐火混合物和氧气的输送 同轴输送 粉末与氧气
方式 喷管套喷管 分别输送
13.输送耐火混合物所经喷管 1～3层 第二层
14.输送氧气所经喷管 1～3层 第一层、第三层
15.每层喷管与喷枪轴的倾斜
角度
第一层(最低的) 90° -70°
第二层(中间的) 90° +80°
第三层(最上层的) 90° +40°
16.喷补涂料的最大厚度(毫米) 50 52
17.喷补涂料的最薄厚度(毫米) 23 50
18.涂料的均匀度(%) 46 96
(涂料的最厚处与最薄处比率)
19.涂料的寿命(炉龄) 4 6
从表中对比数据可看出，本发明与以往的产品相比，其喷补涂料的均匀度是后者的2倍，涂料的寿命是后者的1.5倍，从而提高了炼钢的生产率。
Claims (3)
1、一种转炉喷补枪，其由输送耐火材料的主管道(1)和输送氧气的主管道(2)所组成，输送耐火材料的主管管(1)与输送氧气的主管道(2)同轴装配，其特征在于它的侧表面均有氧气喷管(5，6)和耐火材料喷管(7)，这些喷管与喷枪头端盖(4)以不同距离分三层分布：第一层为氧气喷管(5)，最靠近喷枪头端盖(4)，第三层也为氧气喷管(6)，它离第一层氧气喷管(5)较远，位于喷枪伸入到转炉内的部分的1/10～1/15处，耐火材料喷管(7)位于第二层即第一层氧气喷管(5)与第三层氧气喷管(6)之间。
2、根据权利要求1所述的转炉喷补枪，其特征在于第一层氧气喷管（5）向喷枪头端的反方向与主管道的纵面中心轴（3）成50°～85°，第三层氧气喷管（6）向喷枪头端方向与主管道的纵面中心轴（3）成35°～45°，且这三层喷管沿喷枪的长度在其表面构成排的序列，该几排喷管都经氧气喷管（5，6）、耐火材料喷管（7）的中心并平行于主管道的纵面中心轴（3）分布。
3、根据权利要求1、2所述的转炉喷补枪，其特征在于排与排喷管的轴心间成40°～100°，且每一排中相应于氧气喷管（5，6），耐火材料喷管（7）的三个喷管都有一个贯穿它们的中心轴共同点（A）。
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| CN 93106181 CN1080992A (zh) | 1993-05-22 | 1993-05-22 | 转炉喷补枪 |
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Publications (1)
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| CN1080992A true CN1080992A (zh) | 1994-01-19 |
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| CN (1) | CN1080992A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111593165A (zh) * | 2020-07-07 | 2020-08-28 | 唐山市德龙钢铁有限公司 | 一种转炉炉衬维护方法 |
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1993
- 1993-05-22 CN CN 93106181 patent/CN1080992A/zh active Pending
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| CN111593165A (zh) * | 2020-07-07 | 2020-08-28 | 唐山市德龙钢铁有限公司 | 一种转炉炉衬维护方法 |
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