CN110129510B - 一种提高底吹带氧喷粉喷枪寿命的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于冶金工艺技术领域，具体公开了一种提高底吹带氧喷粉喷枪寿命的方法，本发明的底部主吹气为氧气、氮气、氩气的混合气体，环缝保护气体为氮气，根据底吹带氧喷粉转炉的不同冶炼阶段，喷吹石灰石粉、白云石粉、石灰石粉和白云石混合粉、以及钝化石灰粉、石灰石粉和白云石粉，控制石灰石粉和白云石粉的喷吹比例，利用石灰石粉和白云石粉受热后分解吸热，降低底吹喷枪出口的温度，从而降低底吹氧气转炉喷枪的寿命，采用本发明可提高底吹氧气转炉喷枪寿命至400‑500炉。
Description
技术领域
本发明属于冶金工艺技术领域，具体公开了一种提高底吹带氧喷粉喷枪寿命的方法。
背景技术
底吹氧气转炉极大地改善了转炉的搅拌条件，渣-钢反应接近平衡状态，可以在渣中（FeO）基本不增加的条件下将碳脱除到低碳领域，适宜大量生产低碳钢种，将底吹氧气和底吹造渣剂（如石灰粉）相结合，可高效脱除铁水中的磷和硫，并减少钢铁料和造渣料的消耗，底吹氧气转炉在冶金效果方面拥有常规顶底复吹转炉难以媲美的优势。
但是，由于底吹大流量喷吹氧气，熔池搅拌强烈，而且氧气与硅、锰、铁、碳等元素反应剧烈放热，底吹纯氧喷嘴的上方反应带的温度可达2000-2400℃，对底吹喷嘴和周围炉衬砖造成极为严重地威胁，在底吹氧气中混入一定比例的氮气，或以干燥空气代替纯氧虽然有助于降低炉底温度，但是会造成钢水大量增氮，终点钢水氮含量超标，无法满足冶炼需求，混氮工艺并不可行，因此现有技术中只能使用碳氢化合物作为保护气体，造成碳氢化合物消耗量大，冶炼成本偏高。
在氧气底吹转炉喷粉过程中，一般采用环缝式喷嘴，由于其喷嘴受高温钢水的侵蚀冲刷，喷枪寿命降低，相关研究结果表明，在没有碳氢化合物作为保护气的情况下，底吹喷枪的侵蚀速度约1mm/炉钢，喷枪寿命在200-300炉左右，底吹喷枪寿命成为了底吹带氧喷粉工艺工业化应用的瓶颈环节。
发明内容
本发明的目的是提供一种提高底吹带氧喷粉喷枪寿命的方法，以实现延长底吹氧气喷粉喷枪寿命。
为了满足上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种提高底吹带氧喷粉喷枪寿命的方法，在转炉冶炼前、中、后期根据其冶炼过程特点，在底吹氧气转炉通过底吹喷枪，在喷吹石灰粉的基础上，按不同比例混入石灰石粉和白云石粉，底吹主吹气体为氧气、氮气和氩气的混合气，保护气为氮气和氩气的混合气，喷吹粉剂为石灰粉、石灰石粉和白云石粉的混合粉；
所述底吹主吹气体氧气、氮气、氩气混合气体中，氧气混入比例为0-75%，氮气混入比例为0-20%，氩气混入比例为0-40%；
所述石灰粉、石灰石粉和白云石粉混合粉中，石灰石粉混入比例为0-60%，白云石粉的混入比例为0-20%；
所述冶炼前、中、后期，控制混合粉中石灰石粉和白云石粉混入比例，利用石灰石粉和白云石粉分解反应吸热，降低喷枪上方底吹氧气与硅、锰、铁、碳等元素反应形成的反应带温度，延长底吹氧气转炉底吹喷枪寿命。
优选的，底吹带氧喷粉时由于造渣料的加入及底吹气体的冷却，转炉冶炼前期熔池温度较低，为提高前期熔池温度，缓解碳氧反应开始时溢渣，底吹主吹气体氧气、氮气、氩气的混合气体中氧气、氮气、氩气的喷吹比例分别为75%、20%、5%。
优选的，在转炉冶炼前期，熔池整体温度较低，底吹喷枪侵蚀较小，石灰粉、石灰石粉和白云石粉的混合粉中，石灰石粉的混入比例为10-20%；为保证转炉渣中MgO含量大于8%，白云石粉的混入比例为20-60%。
优选的，在转炉冶炼中期，碳氧反应剧烈进行，适当降低底吹氧气比例，增加氮气比例，底吹主吹气体氧气、氮气、氩气的混合气体中氧、氮、氩的喷吹比例为50%、40%、5%。
优选的，在碳氧反应初起时，停止喷粉，直至转炉吹炼7min后再开始喷粉，石灰粉、石灰石粉和白云石粉混合粉中，石灰石粉的混入比例为20-40%，白云石粉的混入比例为0-10%。
优选的，在转炉冶炼后期，熔池温度整体较高，底吹喷枪侵蚀较快，进一步降低底吹氧气比例，为防止钢水在转炉吹炼后期增氮，降低氮气比例，增加氩气比例，底吹主吹气体氧气、氮气、氩气的混合气体中氧、氮、氩的喷吹比例为40%、20%、40%。
优选的，在转炉冶炼后期，熔池温度整体较高，底吹喷枪侵蚀较快，为缓解底吹喷枪侵蚀，需利用石灰石吸热降低底喷粉反应带的温度，石灰粉、石灰石粉和白云石粉的混合粉中，石灰石粉的混入比例为40-60%，白云石粉的混入比例为0-5%。
优选的，其适用于50-300吨的底吹带氧喷粉转炉，所述底吹喷枪为双层套管式结构喷枪。
本发明的有益效果为：本该发明是在底吹带氧喷吹石灰粉时，混入一定比例的石灰石粉和白云石粉，利用石灰石粉和白云石粉在炼钢温度下发生分解吸热，降低底吹带氧喷吹石灰粉时底吹喷枪上方反应带的温度，从而降低底吹带氧喷吹石灰粉时的炉底温度，从而提高底吹喷枪寿命。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步说明。
实施例1：
50吨底吹带氧喷吹石灰粉粉转炉
本实施例用于50吨底吹带氧喷吹石灰粉转炉，该转炉炉底布置2支双层套管式底吹喷粉枪，以氧气、氮气、氩气为载气喷吹石灰粉、石灰石粉和白云石粉混合粉，供气流量为2000Nm3/h，供粉流量为160kg/min；环缝喷吹氮气和氩气混合气进行冷却保护，供气流量为200Nm3/h。
底吹带氧喷粉时由于造渣料的加入及底吹气体的冷却，转炉冶炼前期熔池温度较低，为提高前期熔池温度，缓解碳氧反应开始时溢渣，底吹主吹气体氧气、氮气、氩气混合气体中氧、氮、氩的喷吹比例75%、20%、5%，喷吹氧气比例较高；在转炉冶炼前期，底吹喷枪侵蚀较小，石灰粉、石灰石粉和白云石粉混合粉中，石灰石粉的混入比例为10-20%，为保证转炉渣中MgO含量大于8%，白云石粉的混入比例为20-60%。
在转炉冶炼中期，碳氧反应剧烈进行，适当降低底吹氧气比例，增加氮气比例，底吹主吹气体氧气、氮气、氩气混合气体中氧、氮、氩的喷吹比例为50%、40%、5%；如权利要求1所述的喷吹石灰石粉、白云石粉提高底吹带氧喷粉喷枪寿命的方法，其特征在于，在碳氧反应初起时，停止喷粉，直至转炉吹炼7min后再开始喷粉，石灰粉、石灰石粉和白云石粉混合粉中，石灰石粉的混入比例为20-40%，白云石粉的混入比例为0-10%。
在转炉冶炼后期，熔池温度整体较高，底吹喷枪侵蚀较快，进一步降低底吹氧气比例，为防止钢水在转炉吹炼后期增氮，降低氮气比例，增加氩气比例，底吹主吹气体氧气、氮气、氩气混合气体中氧、氮、氩的喷吹比例为40%、20%、40%；在转炉冶炼后期，熔池温度整体较高，底吹喷枪侵蚀较快，为缓解底吹喷枪侵蚀，需利用石灰石吸热降低底喷粉反应带的温度，石灰粉、石灰石粉和白云石粉混合粉中，石灰石粉的混入比例为40-60%，白云石粉的混入比例为0-5%。
实施结果表明：50吨底吹带氧喷吹石灰粉粉转炉采用本发明后，底吹喷枪寿命提高约520炉。
实施例2：
300吨底吹带氧喷吹石灰粉粉转炉
本实施例用于300吨底吹带氧喷吹石灰粉转炉，该转炉炉底布置4支双层套管式底吹喷粉枪，以氧气、氮气、氩气为载气喷吹石灰粉、石灰石粉和白云石粉混合粉，供气流量为4000Nm3/h，供粉流量为320kg/min；环缝喷吹氮气和氩气混合气进行冷却保护，供气流量为400Nm3/h。
底吹带氧喷粉时由于造渣料的加入及底吹气体的冷却，转炉冶炼前期熔池温度较低，为提高前期熔池温度，缓解碳氧反应开始时溢渣，底吹主吹气体氧气、氮气、氩气混合气体中氧、氮、氩的喷吹比例75%、20%、5%，喷吹氧气比例较高；在转炉冶炼前期，底吹喷枪侵蚀较小，石灰粉、石灰石粉和白云石粉混合粉中，石灰石粉的混入比例为10-20%，为保证转炉渣中MgO含量大于8%，白云石粉的混入比例为20-60%。
在转炉冶炼中期，碳氧反应剧烈进行，适当降低底吹氧气比例，增加氮气比例，底吹主吹气体氧气、氮气、氩气混合气体中氧、氮、氩的喷吹比例为50%、40%、5%；如权利要求1所述的喷吹石灰石粉、白云石粉提高底吹带氧喷粉喷枪寿命的方法，其特征在于，在碳氧反应初起时，停止喷粉，直至转炉吹炼7min后再开始喷粉，石灰粉、石灰石粉和白云石粉混合粉中，石灰石粉的混入比例为20-40%，白云石粉的混入比例为0-10%。
在转炉冶炼后期，熔池温度整体较高，底吹喷枪侵蚀较快，进一步降低底吹氧气比例，为防止钢水在转炉吹炼后期增氮，降低氮气比例，增加氩气比例，底吹主吹气体氧气、氮气、氩气混合气体中氧、氮、氩的喷吹比例为40%、20%、40%；在转炉冶炼后期，熔池温度整体较高，底吹喷枪侵蚀较快，为缓解底吹喷枪侵蚀，需利用石灰石吸热降低底喷粉反应带的温度，石灰粉、石灰石粉和白云石粉混合粉中，石灰石粉的混入比例为40-60%，白云石粉的混入比例为0-5%。
实施结果表明：300吨底吹带氧喷吹石灰粉粉转炉采用本发明后，底吹喷枪寿命提高约450炉。
Claims (5)
1.一种提高底吹带氧喷粉喷枪寿命的方法，其特征在于：在喷吹石灰粉的基础上，按不同比例混入石灰石粉和白云石粉，底吹主吹气体为氧气、氮气和氩气的混合气，保护气为氮气和氩气的混合气，喷吹粉剂为石灰粉、石灰石粉和白云石粉的混合粉；
所述底吹主吹气体氧气、氮气、氩气混合气体中，氧气混入比例为0-75%，氮气混入比例为0-20%，氩气混入比例为0-40%；
所述石灰粉、石灰石粉和白云石粉混合粉中，石灰石粉混入比例为0-60%，白云石粉的混入比例为0-20%；
在转炉冶炼前期，熔池整体温度较低，底吹喷枪侵蚀较小，石灰粉、石灰石粉和白云石粉的混合粉中，石灰石粉的混入比例为10-20%；为保证转炉渣中MgO含量大于8%，白云石粉的混入比例为20-60%；
在碳氧反应初起时，停止喷粉，直至转炉吹炼7min后再开始喷粉，石灰粉、石灰石粉和白云石粉混合粉中，石灰石粉的混入比例为20-40%，白云石粉的混入比例为0-10%；
在转炉冶炼后期，熔池温度整体较高，底吹喷枪侵蚀较快，为缓解底吹喷枪侵蚀，需利用石灰石吸热降低底喷粉反应带的温度，石灰粉、石灰石粉和白云石粉的混合粉中，石灰石粉的混入比例为40-60%，白云石粉的混入比例为0-5%。
2.根据权利要求1所述的一种提高底吹带氧喷粉喷枪寿命的方法，其特征在于：底吹带氧喷粉时由于造渣料的加入及底吹气体的冷却，转炉冶炼前期熔池温度较低，为提高前期熔池温度，缓解碳氧反应开始时溢渣，底吹主吹气体氧气、氮气、氩气的混合气体中氧气、氮气、氩气的喷吹比例分别为75%、20%、5%。
3.根据权利要求1所述的一种提高底吹带氧喷粉喷枪寿命的方法，其特征在于：在转炉冶炼中期，碳氧反应剧烈进行，适当降低底吹氧气比例，增加氮气比例，底吹主吹气体氧气、氮气、氩气的混合气体中氧、氮、氩的喷吹比例为50%、40%、5%。
4.根据权利要求1所述的一种提高底吹带氧喷粉喷枪寿命的方法，其特征在于：在转炉冶炼后期，熔池温度整体较高，底吹喷枪侵蚀较快，进一步降低底吹氧气比例，为防止钢水在转炉吹炼后期增氮，降低氮气比例，增加氩气比例，底吹主吹气体氧气、氮气、氩气的混合气体中氧、氮、氩的喷吹比例为40%、20%、40%。
5.根据权利要求1所述的一种提高底吹带氧喷粉喷枪寿命的方法，其特征在于：其适用于50-300吨的底吹带氧喷粉转炉，所述底吹喷枪为双层套管式结构喷枪。
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