CN110343801A - 一种顶底复吹大转炉熔池搅拌的底枪布置方法和底吹方法 - Google Patents

一种顶底复吹大转炉熔池搅拌的底枪布置方法和底吹方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于顶底复吹转炉炼钢技术领域，涉及一种顶底复吹转炉熔池搅拌的底枪布置方法和底吹方法。本发明在整个转炉炉役期间，均能够保证底吹达到足够大的底吹气量和全炉役进行非对称底吹模式，转炉熔池的搅拌能力加强，使熔池熔体产生上下的循环流动，而且还可以驱使熔池熔体形成水平流动，有利于转炉整体熔池的搅拌混匀，极大地提高了搅拌效果，提高了转炉炉内的冶金反应速率和反应效果。同时，还可在复吹转炉整个炉役期间，根据底枪的堵塞情况，选择6‑12支底枪进行底吹，均可以得到非对称的底吹模式，即底吹搅拌熔池时，对所有底枪找不到对称轴的底吹模式，能够保证复吹转炉在整个炉役的吹炼过程，强化转炉整个熔池的搅拌混匀。

Description

一种顶底复吹大转炉熔池搅拌的底枪布置方法和底吹方法
技术领域
本发明属于顶底复吹转炉炼钢技术领域，涉及一种顶底复吹转炉熔池搅拌的底枪布置方法和底吹方法，特别是公称容量大于150t大转炉的熔池搅拌的底枪布置方法和底吹方法。
技术背景
顶底复吹转炉炼钢是通过从转炉熔池上方的氧枪吹入氧气，从安装在转炉底部的底枪(又称为转炉底部供气元件)向熔池吹入搅拌气体(氮气、氩气)，进行顶底复合吹炼，将铁水和废钢冶炼成为成分和温度合格的钢液的一种炼钢方法。
对于复吹转炉，特别是转炉公称容量在150t以上的复吹大转炉，在冶炼低碳钢、超低碳钢、低磷钢、超低磷钢时，如果复吹转炉的底吹效果不好，造成熔池渣金反应动力学条件差，使得脱碳、脱磷就很困难，易造成炉内过氧化，炉渣氧化性强，钢水氧含量高。这会带来一系列的问题，如钢铁料消耗高、铁合金消耗量大、钢中夹杂物多、影响到溅渣护炉效果和炉龄等。因此，复吹转炉炼钢技术经济指标的好坏与熔池的搅拌是否充分有紧密的联系，而熔池的搅拌能力又与复吹转炉的底枪支数和底枪布置以及底枪寿命有很大的关系。
目前，复吹转炉大多数采用对称的底枪布置方式，即对于所有的底枪，均能找到对称轴的底枪布置方式，如图1所示。研究表明，复吹转炉采用对称底枪布置，特别是底枪分散对称布置时，每支底枪吹入熔池的搅拌气流在自身周围产生一个自下而上循环流动的搅拌子区域。由于底枪对称布置，熔池流体的水平流动速度很小，这些搅拌子区域相互独立，不利于转炉整个熔池搅拌混匀，造成转炉熔池混匀时间长，熔池的渣金反应动力学条件差。目前我国的炉炼钢采用溅渣护炉技术来大幅度提高转炉炉龄，为了提高转炉炼钢整个炉役的复吹比，新砌转炉炉衬时通常在炉底预埋一些盲砖，以便在炉役期间，根据底枪堵塞情况，采用底枪快换技术，更换新的底枪，与炉内畅通的底枪组成不同的底枪支数和底枪布置，对转炉熔池进行搅拌。因此，需要在砌新炉衬时确定盲砖的位置和在炉役期间采用合适的底枪支数和底枪布置搅拌转炉熔池。
发明内容
本发明的目的是提供一种顶底复吹转炉熔池搅拌的底枪布置方法和底吹方法，该方法能够有效克服现采用对称的底枪布置的复吹转炉的诸多不足，并且能够提高复吹转炉熔池搅拌能力，改善转炉熔池渣金反应动力学条件，促进渣金反应，提高转炉脱磷能力，降低转炉吹炼终点氧化性，提高钢水质量。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一、顶底复吹转炉熔池搅拌的底枪布置方法：
在复吹转炉砌新炉衬砖时，分别在转炉新炉衬炉底的一大一小两个圆周上，小圆周直径为d1，0.40D≤d1≤0.65D，其中D为转炉新炉炉衬金属熔池液面的直径，大圆周直径为d2，0.40D≤d2≤0.65D，d1＜d2，安装12支底枪，底枪布置按照非对称方式布置。
其中：在小圆周上安装6支底枪，且在耳轴中心线两端各布置3支，相邻两支底枪的圆心夹角α1和α2在10°～180°之间；在大圆周上安装6支底枪，且在耳轴中心线两端各布置3支，相邻两支底枪的中心夹角β1和β2为在10°～180°之间，形成非对称的底枪布置。
二、顶底复吹大转炉熔池搅拌的底吹方法：
1、在炉役前期，采用安装的12支底枪进行熔池搅拌吹炼。
2、在转炉炉役期间，如果其中有的底枪发生堵塞，当剩余的底枪支数大于和等于6支且转炉耳轴中心线一端的底枪支数至少为3支时，则继续采用剩余的6、8、或10支底枪，构成不同的非对称的底吹模式，搅拌转炉熔池。
3、在转炉炉役期间，如果其中有的底枪发生堵塞，当剩余的底枪数量小于6支或转炉耳轴中心线的一端的底枪支数小于3支时，则通过复吹转炉底枪快换方法，用新的底枪替换堵塞的底枪，使底枪支数达到6支或6支以上且转炉耳轴中心线一端的底枪支数至少为3支，构成非对称底吹模式，搅拌转炉熔池。
本发明在整个转炉炉役期间，均能够保证底吹达到足够大的底吹气量和全炉役进行非对称底吹模式，转炉熔池的搅拌能力加强，使熔池熔体产生上下的循环流动，而且还可以驱使熔池熔体形成水平流动，有利于转炉整体熔池的搅拌混匀，极大地提高了搅拌效果，提高了转炉炉内的冶金反应速率和反应效果。经试验研究表明，在相同的底吹强度下，非对称底吹模式比对称底吹模式的转炉熔池混匀时间可以缩短35％左右。熔池混匀时间缩短，有利于提高渣金反应速率，提高转炉的脱磷、脱碳能力，降低转炉吹炼终点钢液氧含量和炉渣的氧化性，提高合金元素收得率，提高钢液洁净度。同时，还可在复吹转炉整个炉役期间，根据底枪的堵塞情况，选择6-12支底枪进行底吹，均可以得到非对称的底吹模式，即底吹搅拌熔池时，对所有底枪找不到对称轴的底吹模式，能够保证复吹转炉在整个炉役的吹炼过程，强化转炉整个熔池的搅拌混匀。
附图说明
图1为现有复吹转炉12支底枪对称布置示意图，图中对所有底枪有两条对称轴。
图2为本发明复吹转炉12支底枪非对称布置示意图，图中编号为底枪位置编号，对所有底枪没有对称轴。
图3为本发明复吹转炉12支底枪非对称底吹示意图。
图4、图5、图6、图7、图8分别为本发明不同的复吹转炉的10支底枪非对称底吹示意图。
图9、图10、图11、图12、图13分别为本发明不同的复吹转炉的8支底枪非对称底吹示意图。
图14、图15、图16、图17分别为本发明不同的复吹转炉的6支底枪非对称底吹示意图。
具体实施方式
下面结合技术方案和附图对本发明的具体实施方式作详细说明。
实施例1
如图3所示，本发明利用布置在炉底上的所有12支底枪进行非对称底吹供气，d1＝0.45D，d2＝0.64D，α1＝50°，α2＝20°，β1＝40°，β2＝20°。
实施例2
如图4所示，本发明利用0.45D圆周上布置的6支底枪(编号为7、8、9、10、11、12)和布置在0.64D圆周上的4支底枪(编号为1、2、4、5)构成10支底枪进行非对称底吹供气，d1＝0.45D，d2＝0.64D，α1＝50°，α2＝20°，β2＝20°。
实施例3
如图5所示，本发明利用0.45D圆周上布置的4支底枪(编号为7、8、10、11)和布置在0.64D圆周上的6支底枪(编号为1、2、3、4、5、6)构成10支底枪进行非对称底吹供气，d1＝0.45D，d2＝0.64D，α1＝50°，β1＝40°，β2＝20°。
实施例4
如图6所示，本发明利用0.45D圆周上布置的4支底枪(编号为7、9、10、12)和布置在0.64D圆周上的6支底枪(编号为1、2、3、4、5、6)构成10支底枪进行非对称底吹供气，d1＝0.45D，d2＝0.64D，α1＝50°，α2＝20°，β1＝70°。
实施例5
如图7所示，本发明利用0.45D圆周上布置的6支底枪(编号为7、8、9、10、11、12)和布置在0.64D圆周上的4支底枪(编号为1、3、4、6)构成10支底枪进行非对称底吹供气，d1＝0.45D，d2＝0.64D，α1＝50°，α2＝20°，β1＝60°。
实施例6
如图8所示，本发明利用0.45D圆周上布置的5支底枪(编号为7、8、9、11、12)和布置在0.64D圆周上的5支底枪(编号为2、3、4、5、6)构成10支底枪进行非对称底吹供气，d1＝0.45D，d2＝0.64D，α1＝50°，α2＝20°，β1＝40°，β2＝20°。
实施例7
如图9所示，本发明利用0.45D圆周上布置的6支底枪(编号为7、8、9、10、11、12)和布置在0.64D圆周上的2支底枪(编号为2、5)构成8支底枪进行非对称底吹供气，d1＝0.45D，d2＝0.64D，α1＝50°，α2＝20°，β1＝180°。
实施例8
如图10所示，本发明利用0.45D圆周上布置的4支底枪(编号为8、9、11、12)和布置在0.64D圆周上的4支底枪(编号为1、2、4、5)构成8支底枪进行非对称底吹供气，d1＝0.45D，d2＝0.64D，α2＝20°，β2＝20°。
实施例9
如图11所示，本发明利用0.45D圆周上布置的4支底枪(编号为7、9、10、12)和布置在0.64D圆周上的4支底枪(编号为1、2、4、5)构成8支底枪进行非对称底吹供气，d1＝0.45D，d2＝0.64D，α1＝70°，β2＝20°。
实施例10
如图12所示，本发明利用0.45D圆周上布置的6支底枪(编号为7、8、9、10、11、12)和布置在0.64D圆周上的2支底枪(编号为3、6)构成8支底枪进行非对称底吹供气，d1＝0.45D，d1＝0.64D，α1＝50°，α2＝20°，β1＝180°。
实施例11
如图13所示，本发明利用0.45D圆周上布置的5支底枪(编号为7、9、10、11、12)和布置在0.64D圆周上的3支底枪(编号为1、2、6)构成8支底枪进行非对称底吹供气，d1＝0.45D，d2＝0.64D，α1＝50°，α2＝20°，β1＝120°，β2＝20°。
实施例12
如图14所示，本发明利用0.45D圆周上布置的4支底枪(编号为8、9、11、12)和布置在0.64D圆周上的2支底枪(编号为1、4)构成6支底枪进行非对称底吹供气，d1＝0.45D，d2＝0.64D，α2＝20°，β1＝180°。
实施例13
如图15所示，本发明利用0.45D圆周上布置的4支底枪(编号为7、8、10、11)和布置在0.64D圆周上的2支底枪(编号为3、6)构成6支底枪进行非对称底吹供气，d1＝0.45D，d2＝0.64D，α1＝50°，β1＝180°。
实施例14
如图16所示，本发明利用0.45D圆周上布置的2支底枪(编号为7、10)和布置在0.64D圆周上的4支底枪(编号为1、2、4、5)构成6支底枪进行非对称底吹供气，d1＝0.45D，d2＝0.64D，α1＝180°，β2＝20°。
实施例15
如图17所示，本发明利用0.45D圆周上布置的2支底枪(编号为9、12)和布置在0.64D圆周上的4支底枪(编号为1、2、4、5)构成6支底枪进行非对称底吹供气，d1＝0.45D，d2＝0.64D，α1＝180°，β2＝20°。

Claims (6)

1.一种顶底复吹大转炉熔池搅拌的底枪布置方法，其特征在于，分别在转炉新炉衬炉底的一大一小两个圆周上，小圆周直径为d1，0.40D≤d1≤0.65D，其中D为转炉新炉炉衬金属熔池液面的直径，大圆周直径为d2，0.40D≤d2≤0.65D，d1＜d2，安装12支底枪，底枪布置按照非对称方式布置。
2.根据权利要求1所述的一种顶底复吹大转炉熔池搅拌的底枪布置方法，其特征在于，在小圆周上安装6支底枪，且在耳轴中心线两端各布置3支，相邻两支底枪的圆心夹角α1和α2在10°～180°之间。
3.根据权利要求1所述的一种顶底复吹大转炉熔池搅拌的底枪布置方法，其特征在于，在大圆周上安装6支底枪，且在耳轴中心线两端各布置3支，相邻两支底枪的中心夹角β1和β2为在10°～180°之间。
4.一种顶底复吹大转炉熔池搅拌的底吹方法，其特征在于，在炉役前期，采用安装的12支底枪进行熔池搅拌吹炼。
5.一种顶底复吹大转炉熔池搅拌的底吹方法，其特征在于，在转炉炉役期间，如果其中有的底枪发生堵塞，当剩余的底枪支数大于和等于6支且转炉耳轴中心线一端的底枪支数至少为3支时，则继续采用剩余的6、8、或10支底枪，构成不同的非对称的底吹模式，搅拌转炉熔池。
6.一种顶底复吹大转炉熔池搅拌的底吹方法，其特征在于，在转炉炉役期间，如果其中有的底枪发生堵塞，当剩余的底枪数量小于6支或转炉耳轴中心线的一端的底枪支数小于3支时，则通过复吹转炉底枪快换方法，用新的底枪替换堵塞的底枪，使底枪支数达到6支或6支以上且转炉耳轴中心线一端的底枪支数至少为3支，构成非对称底吹模式，搅拌转炉熔池。
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