CN1210151A - 转炉强化供氧的炼钢方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于炼钢领域。主要适用于转炉顶吹氧炼钢。本发明转炉顶吹氧炼钢方法的主要技术特征是供氧氧枪喷头的喷孔数采用4—5孔,喷孔喉口直径D为22—28mm,喷孔夹角α为10—12°;氧枪工作参数为:氧流量9000—15000m³/h,工作压力0.95—1.1MPa,氧枪内管氧气流速45—60m/s,在此情况下,供氧强度可达到4.65m³/min.t钢以上,平均每炉钢的吹氧时间可由13.5min减少到11分,缩短2分钟以上,生产能力可提高7%以上。

Description

转炉强化供氧的炼钢方法

本发明属于炼钢领域。主要适用于转炉顶吹氧炼钢。

转炉吹氧炼钢较之平炉、电炉炼钢方法，主要优点是大大缩短了冶炼时间，通过向铁水熔池中供氧，加速了铁水中碳、锰、硅等元素的氧化，迅速对铁水进行脱碳、脱锰、脱硅以及脱除磷、硫等夹杂的化学反应，从而大大地缩短了冶炼时间。所以转炉吹氧炼钢是目前国际上所采用的最普遍的炼钢方法。

在现有技术中，通常是采用水冷氧枪向熔池中供氧。中、小型转炉所采用的氧枪均为3个喷孔的喷头。氧枪喷头的设计是关键。氧枪喷头的设计直接影响氧气射流的特性，如对熔池的供氧强度、穿透深度、搅拌能力、冲击面积及成渣速度的影响。其中关键的是对供氧强度的影响。

目前，国外主要产钢国家大型转炉供氧强度在2.5-4.0m³/t min，平均为3.1m³/t min；国内中、小型转炉供氧强度在3.2-4.0m³/t min，平均为3.57m³/t min，国内大型转炉供氧强度在2.8-3.6m³/t min。吹炼时的供氧时间均在13.5min以上。即供氧强度限制了冶炼时间的缩短。

在3个喷孔喷头供氧的情况，要进一步提高供氧强度，势必提高对熔池的穿透深度，加速对炉底的侵蚀，使炉龄降低。也就是说，在现有的3个喷孔喷头供氧的情况下，要提高供氧强度，缩短冶炼时间是相当困难的(《炼钢》1994年8月，第四期，P25-29)。

本发明的目的在于提供一种能提高供氧强度，缩短冶炼时间，提高钢产量的转炉强化供氧的炼钢方法。

针对上述目的，为了提高转炉顶吹氧的供氧强度，缩短冶炼时间，本发明采取了如下技术措施：

(1)、供氧氧枪喷头的喷孔数为4-5孔，喷孔喉口直径D为22-28mm，喷孔夹角α为10-12°，马赫数为1.85-2.05。

(2)、氧枪工作时的工艺参数为：

氧流量    9000-15000m³/h

工作压力  0.95-1.1Mpa

基本枪位  1.0-1.4m

终点前枪位0.8-1.0m

(3)、工况下，氧枪内管氧气流速控制在45-60m/s，氧枪冷却水流量为55-75t/h。

在上述技术方案中，由于喷头喷孔数增至4-5孔，比现有3孔喷头的喉口喷孔总横截面积增加，供氧总流量增加，即供氧强度提高，可在更短的时间使每吨钢水得到所需的氧气，致使可缩短整个冶炼时间，提高生产能力。

同时，由于喷头的喷孔数目增加，提高了氧流对熔池的搅拌范围，对溶池的搅拌能量增强。从实验证实，四孔喷头射流对熔池的搅拌能量较三孔喷头提高33％，使之射流对熔池的混匀时间缩短，有利于加快成渣、均匀钢水成分和温度的过程，使渣钢间的化学反应更容易接近平衡，为缩短冶炼时间创造了有利条件。

另外，采用4-5孔喷头的氧枪后，由于氧气射流对熔池的冲击作用减小，减轻了氧气对炉底的侵蚀，从而可提高转炉炉龄。

采用本发明所述的4-5个喷孔的喷头供氧及相应的供氧参数，其供氧强度可达到4.65m³/t.min以上，这是目前国内外工业化转炉炼钢的最高供氧强度，使供氧时间缩短2.1分钟以上，即每炉钢的冶炼时间可缩短2.1分钟以上。从而可提高转炉生产能力7％。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

(1)、提高供氧强度，缩短吹氧时间，即缩短每炉钢的冶炼周期，从而提高生产能力，如4孔喷头与3孔喷头相比，供氧强度可提高19.2％，达到4.65m³/t.min以上，每炉钢平均吹氧时间由13.5分钟减和到11.4分钟，缩短2.1分钟。生产能力可提高7％。

(2)、由于喷孔数增加，对于容量相同的转炉来说，可提高氧气射流对熔池的搅拌范围，增强搅拌能力，熔池的混匀时间缩短，加快了成渣过程，加速了均匀钢水成份和温度的过程，使渣钢间的化学反应更易趋于平衡，为缩短冶炼时间创造了有利条件。同时，吹炼终点渣钢间的脱硫脱磷反应更趋于平衡。

(3)、喷头喷孔数的增加，降低了单个火点区的反应强度，单个氧气流股动能减少，从而减弱了对炉底的侵蚀，提高炉龄，减少补炉次数，增加了转炉用于炼钢的时间。

(4)、钢铁料消耗降低12kg/t。

(5)、由于冶炼时间缩短，提高转炉——连铸工序间生产组织的缓冲能力，促进了连铸生产的顺利进行。

附图说明

附图1为本发明所采用4个喷孔喷头的结构示意图。

图中，1为接头，2为喷管，3为喷孔，4为隔水套，5为外径壁，6为进水道，7为出水道。整个喷头由整体铸造而成。多个喷孔在喷头呈均匀分布。

实施例

根据本发明所述的炼钢方法，在30吨顶吹氧转炉上冶炼了3炉钢，所采用的氧枪为4孔喷头，喷头的设计参数如表1所示。为了对比，在相同转炉相同条件下采用了3个喷孔喷头的供氧氧枪吹氧也炼了一炉。3孔喷头的设计参数也列入了表1。实施例和对比例所采用的铁水成分、温度、铁水和废钢装入量如表2所示。装炉后开始吹炼，吹炼时的工艺参数及平均脱碳速度如表3所示。冶炼终点时，测其终点温度、金属成分，其结果如表4所示。终渣成分和碱度如表5所示。

表1    实施例和对比例所采用氧枪的喷头参数

表2实施例和对比例所用铁水成分(重量％)、温度及铁水和废钢装入量

表3实施例和对比例吹炼工艺参数

表4实施例和对比例吹炼终点钢水温度及钢水成分(重量％)

表5实施例及对比例吹炼终点炉渣成分(重量％)及碱度

Claims (1)

1、一种转炉强化供氧的炼钢方法，其特征在于：

(1)、供氧氧枪喷头的喷孔数为4-5孔，喷孔喉口直径D为22-28mm，喷孔夹角α为10-12°；

(2)、氧枪工作时的工艺参数为：

氧流量    9000-15000m³/h

工作压力  0.95-1.1Mpa

基本枪位  1.0-1.4m

终点前枪位0.8-1.0m

(3)、工况下，氧枪内管氧气流速控制在45-60m/s，氧枪冷却水流量为55-75t/h。