CN209741216U - 一种集束射流氧枪及ebt电弧炉 - Google Patents

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叶晓舟
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Abstract

本实用新型公开了一种集束射流氧枪及EBT电弧炉，该氧枪通过设置环氧气孔包围主氧气孔，并将天然气气孔围绕于环氧气孔的包围圈外部，有效提升集束效果，使氧气射流更易穿透渣面进入钢水，提升脱碳速度。该EBT电弧炉通过设置三个上述氧枪，射流方向兼顾炉底和EBT区域，一方面提高氧气射流对熔池的穿透深度及搅拌强度，均匀炉内钢水温度、成分；另一方面对EBT区域进行覆盖，融化冷钢并快速融化上料石灰，提前造好高碱度泡沫渣，稳定电弧同时创造脱磷条件。三个氧枪均安装水冷板上，位置高射流强度较大，有效减少氧气反射回火等事故，实现高效稳产。根据冶炼情况，通过分别调整流量适应各种复杂炉料结构，有效降低氧气、天然气消耗。

Description

一种集束射流氧枪及EBT电弧炉
技术领域
本实用新型属于冶金设备领域，具体涉及一种集束射流氧枪以及具有该氧枪的EBT电弧炉。
背景技术
EBT电弧炉全称为偏心底出钢电弧炉，其结构是将传统电炉的出钢槽改成出钢箱，出钢口在出钢箱底部垂直向下。出钢口下部设有出钢口开闭机构，开闭出钢口，出钢箱顶部中央设有操作口，以便出钢口的填料操作与维护。通常，EBT电弧炉的出钢口区域被称为EBT区域。
集束射流(CoherentJet)氧枪技术是20世纪末问世的一种新型的氧气喷吹技术，集束射流与传统射流相比，射流更集中、速度和冲击力更大，能够解决传统超音速氧枪喷射距离短、冲击力小、氧气利用率低的缺点。其主要是利用介质燃烧形成的封套保护主氧气流。集束射流氧枪的出口马赫数可以达到2.0左右，集束状态的射流能在较长的距离内不发散，保持凝聚状，距离能够达到1.2～2.1m，可直接安装在炉壁，实现助熔脱碳等功能。
然而，目前集束氧枪存在升温脱碳速度慢、对EBT区域作用不明显、枪座漏水事故频繁、利用率低等缺点。
实用新型内容
实用新型目的：为了克服现有技术的缺陷，本实用新型提供一种集束射流氧枪，该氧枪能够根据冶炼情况调整流量，提高利用效率。
本实用新型的另一目的是提供一种具有上述集束射流氧枪的EBT电弧炉。
技术方案：本实用新型所述的一种集束射流氧枪，包括枪头，所述枪头具有主氧气孔、多个环氧气孔以及与环氧气孔相同数量的天然气气孔；所述主氧气孔位于枪头中间，多个环氧气孔均匀排布形成一圈并围绕于主氧气孔的外围，所述天然气气孔均匀排布形成一圈并围绕于环氧气孔排布形成的圈外；每个天然气气孔设置在与其相邻的两个环氧气孔的圆心连接线的中垂线上。
其中，所述环氧气孔与所述天然气气孔均有12个。
所述主氧气孔的孔径为36.2-37.5mm，所述环氧气孔的孔径为7.5-8.5mm，所述天然气气孔的孔径为6.0-7.0mm。
而本实用新型所述的一种具有上述集束射流氧枪的EBT电弧炉所采用的技术方案是：该EBT电弧炉包括炉体，所述炉体具有炉底、炉壁、炉门以及与炉门相对的EBT区域；所述炉壁具有位于EBT区域上方的第一水冷板，所述第一水冷板的两侧均设置有由近到远依次排布的第二水冷板、第三水冷板以及第四水冷板，两个第二水冷板、两个第三水冷板、两个第四水冷板分别关于自EBT区域向炉门延伸的对称面对称；所述集束射流氧枪有三个，分别为第一氧枪、第二氧枪以及第三氧枪，所述第一氧枪设置在第三水冷板上，所述第二氧枪设置在与第一氧枪同侧的第四水冷板上，所述第三氧枪设置在另一侧的第三水冷板上；第一氧枪的射流方向斜向下指向炉底中心与EBT区域之间，第二氧枪和第三氧枪的射流方向均斜向下指向炉底中心所在的竖向直线。
其中，所述第一氧枪、第二氧枪以及第三氧枪的射流方向均与水平面形成47-48°的夹角。
所述第一氧枪的射流方向自炉底中心所在的竖向直线向EBT区域偏移14-15°。
所述第一氧枪的枪头中心距离该电弧炉的钢液面800-900mm，所述第二氧枪和第三氧枪的枪头中心距电弧炉的钢液面700-800mm。
所述第一氧枪的主氧最大流量为3200Nm3/h，第二氧枪的主氧最大流量为3100Nm3/h，第三氧枪的主氧最大流量为3000Nm3/h。
所述三个集束射流氧枪的环氧最大流量均为400Nm3/h，天然气最大流量均为200Nm3/h。
有益效果：该集束射流氧枪通过设置环氧气孔包围主氧气孔，并将天然气气孔围绕于环氧气孔的包围圈外部，有效提升集束效果，使氧气射流更易穿透渣面进入钢水，大大提升脱碳速度。该EBT电弧炉通过设置三个集束射流氧枪，且该三个集束射流氧枪的射流方向兼顾炉底中心和EBT区域，一方面提高了氧气射流对炉底熔池的穿透深度及搅拌强度，均匀炉内钢水温度、成分；另一方面对EBT区域进行覆盖，融化冷钢，并快速融化上料石灰，提前造好高碱度泡沫渣，稳定电弧同时创造脱磷条件。三个氧枪均安装在炉壁的水冷板上，安装位置高，射流强度较大，有效减少氧气反射回火等水冷件漏水事故，实现高效稳产。根据冶炼情况，通过分别调整流量，能够适应各种复杂炉料结构，有效降低氧气、天然气消耗，节约成本。
附图说明
图1是本实用新型集束射流氧枪的枪头结构示意图；
图2是本实用新型EBT电弧炉的俯视结构示意图；
图3是本实用新型EBT电弧炉的剖视结构示意图。
具体实施方式
下面，结合附图对本实用新型做进一步详细说明。
如图1所示，本实施例公开了一种集束射流氧枪1，该氧枪应用于本实施例公开的一种100tEBT电弧炉。
具体的，该集束射流氧枪包括枪头10，为了强化氧枪的集束效果，该枪头10具有主氧气孔11、多个环氧气孔12以及与环氧气孔12相同数量的天然气气孔13。环氧气孔12与天然气气孔13的数量根据电弧炉吨位需要设置，本实施例中，环氧气孔12与天然气孔13的数量优选为12个。主氧气孔11位于枪头10中间，12个环氧气孔12均匀排布形成一圈并围绕于主氧气孔11的外围。天然气气孔13均匀排布形成一圈并围绕于环氧气孔12排布形成的圈外，且每个天然气气孔13设置在与其相邻的两个环氧气孔12的圆心连接线的中垂线上，形成错位。
根据应用EBT电弧炉的吨位不同，主氧气孔11的孔径在36.2-37.5mm中选择，环氧气孔12的孔径在7.5-8.5mm中选择，天然气气孔13的孔径在6.0-7.0mm中选择。而对应于本实施例的100tEBT电弧炉，主氧气孔11的孔径优选为36.8mm，环氧气孔的孔径优选为8.0mm，天然气气孔的孔径优选为6.5mm。
如图2、图3所示，本实施例所述的100tEBT电弧炉，其炉体具有炉底2、炉壁3、炉门4以及与炉门4相对的EBT区域5。该炉壁3具有第一水冷板31、两个第二水冷板32、两个第三水冷板33和两个第四水冷板34。第一水冷板31位于EBT区域5的上方，两个第二水冷板32分别位于第一水冷板31的两侧，然后，两个第二水冷板分别依次连接一块第三水冷板33和一块第四水冷板34，也就是说，第一水冷板31的两侧均设置有由近到远依次排布的第二水冷板32、第三水冷板33以及第四水冷板34。并且，两个第二水冷板32、两个第三水冷板33、两个第四水冷板34分别关于自EBT区域5向炉门4延伸的对称面对称。
该EBT电弧炉常规的设置有主氧枪，请再次参阅图2，其主氧枪的射流中心线为炉门4一侧指向炉底2中心的虚线段。同时，该EBT电弧炉中安装有三个集束射流氧枪1，分别为第一氧枪1a、第二氧枪1b以及第三氧枪1c。第一氧枪1a设置在位于一侧的第三水冷板33上，第二氧枪1b设置在与第一氧枪1a同侧的第四水冷板34上，而第三氧枪1c设置在另一侧的第三水冷板33上。
为了兼顾炉底中心和EBT区域，提高氧气射流对炉底熔池的穿透深度及搅拌强度的同时对EBT区域进行覆盖。第一氧枪1a的射流方向斜向下指向炉底2中心与EBT区域5之间，第二氧枪1b和第三氧枪1c的射流方向均斜向下指向炉底2中心所在的竖向直线。
作为优选，第一氧枪1a、第二氧枪1b以及第三氧枪1c的射流方向均与水平面形成47-48°的下倾夹角。而第一氧枪1a的射流方向还自炉底2中心所在的竖向直线向EBT区域5偏移14-15°。进一步的，在本实施例中，第一氧枪1a最佳偏移角度为15°。
请再次参阅如图3，图中以虚线圆圈表示第一氧枪1a和第二氧枪1b在另一侧面的投影。其中，第一氧枪1a的枪头中心距离该电弧炉的钢液面的高度H为800-900mm。第二氧枪1b和第三氧枪1c的枪头中心距离电弧炉的钢液面的高度h为700-800mm。保障三个集束射流氧枪1具有较高的安装位置，结合其射流强度较大的特点，能够有效减少氧气反射回火等水冷件漏水事故，实现高效稳产。
该100tEBT电弧炉主要采用废钢+热装铁水的工艺路线进行冶炼，三支氧枪的流量需要根据冶炼情况分别进行调整。具体的，第一氧枪1a的主氧最大流量为3200Nm3/h，第二氧枪1b的主氧最大流量为3100Nm3/h，第三氧枪1c的主氧最大流量为3000Nm3/h。并且，三个集束射流氧枪(1)的环氧最大流量均为400Nm3/h，天然气最大流量均为200Nm3/h。在冶炼过程中，根据冶炼情况，在各氧枪的可调范围内进行调整流量操作，能够适应各种复杂炉料结构，同时降低氧气、天然气消耗，节约成本。

Claims (8)

1.一种集束射流氧枪，其特征在于，包括枪头(10)，所述枪头(10)具有主氧气孔(11)、多个环氧气孔(12)以及与环氧气孔(12)相同数量的天然气气孔(13)；所述主氧气孔(11)位于枪头(10)中间，多个环氧气孔(12)均匀排布形成一圈并围绕于主氧气孔(11)的外围，所述天然气气孔(13)均匀排布形成一圈并围绕于环氧气孔(12)排布形成的圈外；每个天然气气孔(13)设置在与其相邻的两个环氧气孔(12)的圆心连接线的中垂线上。
2.根据权利要求1所述的集束射流氧枪，其特征在于，所述环氧气孔(12)与所述天然气气孔(13)均有12个。
3.根据权利要求2所述的集束射流氧枪，其特征在于，所述主氧气孔(11)的孔径为36.2-37.5mm，所述环氧气孔(12)的孔径为7.5-8.5mm，所述天然气气孔(13)的孔径为6.0-7.0mm。
4.一种具有权利要求1-3任一项所述集束射流氧枪的EBT电弧炉，其特征在于，包括炉体，所述炉体具有炉底(2)、炉壁(3)、炉门(4)以及与炉门(4)相对的EBT区域(5)；所述炉壁(3)具有位于EBT区域(5)上方的第一水冷板(31)，所述第一水冷板(31)的两侧均设置有由近到远依次排布的第二水冷板(32)、第三水冷板(33)以及第四水冷板(34)，两个第二水冷板(32)、两个第三水冷板(33)、两个第四水冷板(34)分别关于自EBT区域(5)向炉门(4)延伸的对称面对称；所述集束射流氧枪(1)有三个，分别为第一氧枪(1a)、第二氧枪(1b)以及第三氧枪(1c)，所述第一氧枪(1a)设置在第三水冷板(33)上，所述第二氧枪(1b)设置在与第一氧枪(1a)同侧的第四水冷板(34)上，所述第三氧枪(1c)设置在另一侧的第三水冷板(33)上；第一氧枪(1a)的射流方向斜向下指向炉底(2)中心与EBT区域(5)之间，第二氧枪(1b)和第三氧枪(1c)的射流方向均斜向下指向炉底(2)中心所在的竖向直线。
5.根据权利要求4所述的EBT电弧炉，其特征在于，所述第一氧枪(1a)、第二氧枪(1b)以及第三氧枪(1c)的射流方向均与水平面形成47-48°的夹角。
6.根据权利要求5所述的EBT电弧炉，其特征在于，所述第一氧枪(1a)的射流方向自炉底(2)中心所在的竖向直线向EBT区域(5)偏移14-15°。
7.根据权利要求4所述的EBT电弧炉，其特征在于，所述第一氧枪(1a)的枪头中心距离该电弧炉的钢液面800-900mm，所述第二氧枪(1b)和第三氧枪(1c)的枪头中心距离电弧炉的钢液面700-800mm。
8.根据权利要求4-7任一项所述的EBT电弧炉，其特征在于，所述EBT电弧炉为100tEBT电弧炉。
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