一种提高转炉溅渣效果的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种提高转炉溅渣效果的装置，主要包括枪身和喷头，喷头固定于枪身的下端，并与枪身内管道相通；枪身内管道包括第一管道、第二管道、第三管道和第四管道，第一管道位于第二管道内，第二管道位于第三管道内，第三管道位于第四管道内；喷头内管道包括第五管道、第六管道、第七管道和第八管道，第五管道位于第六管道内，并与第一管道相连通；第六管道位于第七管道内，并与第二管道相连通；第七管道位于第八管道内，并与第三管道相连通；第八管道与第四管道相连通。同时，本发明专利技术还提供了一种提高转炉溅渣效果的方法。本发明专利技术的有益效果：在保证炉渣具有一定粘度的基础上，通过溅渣喷枪的摆动进行全方位的溅渣，从而实现转炉的长寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种提高转炉溅渣效果的装置及方法
本专利技术属于转炉溅渣护炉
，特别涉及一种提高转炉溅渣效果的装置及方法。
技术介绍
转炉溅渣护炉技术已应用到复吹转炉的炼钢工艺中，取得了较好的效果，保证了转炉的高炉龄。转炉溅渣护炉技术是转炉出钢后留下全部或部分的炉渣，使用氧枪向炉渣喷吹高压氮气，冲击炉渣，使炉渣飞溅到炉衬上，在炉衬表面形成一层抗侵蚀的保护层，达到保护炉衬的目的。从溅渣护炉工艺上看，大多数钢厂采用溅渣和吹炼的喷枪是相同的，但这样会存在一些问题。例如，在正常吹炼时的氧枪，希望能够快速造渣以形成高碱度的炉渣，有利于铁水脱磷，因此，在氧枪设计及在保证使用压力的条件下，尽可能选取马赫数小一些，中心夹角大一些的设计参数，以保证化渣和脱磷；但在溅渣护炉方面，炉渣在溅渣冷却过程中，溅到炉衬上的高熔点相先粘结在炉衬面上，起到保护炉衬的作用，而对于氧枪喷头的要求，希望氧枪喷头的马赫数大一些，中心夹角小一点，出口速度大，冷却炉渣的能力强。因此，对于转炉溅渣和吹炼，在氧枪设计上的理念是完全不同的。大多数钢厂在转炉吹炼结束后，全部留渣，这样做是为了保证溅渣的效果，希望把炉渣都溅到炉衬上。但吹炼氧枪由于设计的原因，要达到这个要求是很困难的，特别是炉役后期或对转炉下渣的要求，炉内残留部分的钢水，对于溅渣来说是非常困难的。另外，目前的氧枪溅渣时通过枪位来调节，溅渣的位置能难控制，有些位置溅不到。
技术实现思路
鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种提高转炉溅渣效果的装置及方法，用以解决现有技术中溅渣不均匀的问题；本专利技术适合于全留渣转炉的溅渣工艺，本专利技术具有喷吹镁质材料和氮气的功能，在保证炉渣具有一定粘度的基础上，通过溅渣喷枪的摆动进行全方位的溅渣，从而实现转炉的长寿命。本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：一种提高转炉溅渣效果的装置，主要包括枪身和喷头，所述喷头固定于所述枪身的下端，并与所述枪身内管道相通；所述枪身内管道包括第一管道、第二管道、第三管道和第四管道，所述第一管道位于所述第二管道内，所述第二管道位于所述第三管道内，所述第三管道位于所述第四管道内；所述喷头内管道包括第五管道、第六管道、第七管道和第八管道，所述第五管道位于所述第六管道内，并与所述第一管道相连通；所述第六管道位于所述第七管道内，并与所述第二管道相连通；所述第七管道位于所述第八管道内，并与所述第三管道相连通，作为进水管；所述第八管道与所述第四管道相连通，作为出水管。本专利技术装置将枪身和喷头制成四层套管形式，方便单独将镁质材料和氮气均匀的喷入转炉中，以保证熔渣的粘度。进一步的，所述第一管道内通入镁质材料和氮气；所述第一管道的马赫数为1.0～1.5。本专利技术第一管道内通入镁质材料和氮气主要是用于喷吹镁质材料，通过氮气带动喷剂，保证喷剂的正常喷吹，由于是向熔渣中喷粉，因此希望喷孔的出口速度不要太快，将马赫数设置为1.0～1.5，能够保证喷吹镁质粉剂均匀铺撒在液态的熔渣上。进一步的，所述第二管道用于通入氮气。进一步的，所述喷头的第六管道的下端采用多孔拉瓦尔管喷嘴，所述多孔拉瓦尔管喷嘴分为收缩段和扩张段，所述多孔拉瓦尔管喷嘴上有3-6个孔，马赫数为2.1～2.5，所述多孔拉瓦尔管的喉口管径为30～40mm。第六管道通入氮气的主要目的是降低熔渣的温度，使1600度左右的熔渣快速冷却；同时，保证溅渣效果；多孔拉瓦尔管喷嘴的出口速度等于马赫数乘以音速，马赫数越大，出口速度越大，有利于熔渣的降温。进一步的，所述第七管道和第八管道的下端部相通。进一步的，所述枪身的上端部通过摆动或旋转机构与横移装置相连。优选地，所述枪身的上端部与横移装置的中心位置相连。横移装置用来平移本专利技术装置，在横移装置的中心位置上安装摆动或旋转机构，从而实现吹炼时顶吹装置在直径为0.2～3.0m内自由摆动或主动摆动的动作；自由摆动是指受到高压气流的反作用力造成的自由摆动；主动摆动是指在旋转机构的作用，氧枪进行主动的摆动。进一步的，所述枪身的摆动直径与熔池直径之比小于1.0。一种提高转炉溅渣效果的方法，主要包括：步骤1、转炉出钢后，将转炉渣全部留在炉内，将提高转炉溅渣效果的装置插入转炉中，开启循环水，开启枪身上部的摆动或旋转机构，使得枪身摆动或旋转；步骤2、打开第一管道，由第一管道向转炉中吹入镁质材料和氮气进行调渣；步骤3、关闭第一管道，打开第二管道，由第二管道向转炉中吹入氮气；步骤4、关闭第二管道，关闭循环水，关闭摆动或旋转机构；步骤5、取出装置，溅渣过程完毕。本专利技术方法不仅能够保证转炉渣与镁质材料充分融合，提高炉渣的粘度和均匀性；同时能够保证溅到炉衬的熔渣均匀分布到炉衬上；本专利技术装置的冷却系统由进水管和出水管组成，装置插入转炉中就开启冷却系统，保证高速的氮气产生的摩擦热被循环的冷却水带走，降低吹氮气管道的温度。进一步的，所述步骤1中，所述摆动装置保证枪身能够进行自由的摆动。进一步的，所述步骤1中，所述喷头距熔渣的高度范围为0.4～1.5m。喷头距熔渣0.4～0.8m的高度，能够保证熔渣溅到炉帽和炉身上方的位置；喷头距熔渣0.8～1.5m的高度，能够保证熔渣被溅到炉身下方的位置。进一步的，所述步骤2中，吹入镁质材料和氮气的时间是0.5～1min，喷吹镁质材料的流量为10～700kg/min，压力为0.3～1.7Mpa。本专利技术根据熔渣的粘稠程度，确定喷吹镁质材料的时间和喷吹量；熔渣较稀，加入的镁质材料较多，喷吹时间较长，反之，加入的镁质材料少，喷吹时间短，以保证熔渣的粘稠度。进一步的，所述步骤3中，氮气的喷吹时间为2～4min，流量为3～6Nm3/t·min，压力为0.8～1.7Mpa。进一步的，所述步骤2中，镁质材料为生白云石、轻烧白云石、镁质废弃砖或镁质耐火材料的一种或几种的混合物，所述镁质材料的粒径为0.2～5mm。本专利技术选择粒径为0.2～5mm粒径的镁质材料，能够保证喷到熔渣的喷剂比较均匀且不被氮气流带到烟气中。进一步的，所述镁质材料喷吹入转炉中后，转炉中氧化镁的质量百分数为10％～12％。因为镁质材料是增加熔渣的氧化镁含量，保证在10～12％内，能够确保熔渣的粘度，以达到溅渣护炉的效果。本专利技术有益效果如下：(1)本专利技术装置采用独特的单孔喷吹镁质材料的喷嘴，保证镁质材料与炉渣充分融合，提高炉渣的粘度和均匀性；而在传统的溅渣工艺中，调渣时从料仓中加入白云石等材料，会导致白云石等材料与熔渣接触不充分，达不到与熔渣完全融合的目的；(2)本专利技术采用高马赫数的喷孔，能够保证高压的氮气流，进而促进熔渣的快速冷却，与传统的溅渣氧枪相比，设计的马赫数在2.1～2.5，高于传统的溅渣氧枪，能够提高熔渣的冷却能力；(3)本专利技术采用摆动机构来保证枪身的均匀摆动，能够保证溅到炉衬的熔渣均匀分布到炉衬上。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的特征和优点从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明图1为本专利技术一种提高转炉溅渣效果的装置喷头的正视图；图2为本专利技术一种提高转炉溅渣效果的装置喷头的俯视图；图3为本专利技术一种提高转炉溅渣效果的装置的定向摆动示意图。图中，1-第五套管，2-第六套管，3-第七套本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高转炉溅渣效果的装置，其特征在于，主要包括枪身和喷头，所述喷头固定于所述枪身的下端，并与所述枪身内管道相通；所述枪身内管道包括第一管道、第二管道、第三管道和第四管道，所述第一管道位于所述第二管道内，所述第二管道位于所述第三管道内，所述第三管道位于所述第四管道内；所述喷头内管道包括第五管道、第六管道、第七管道和第八管道，所述第五管道位于所述第六管道内，并与所述第一管道相连通；所述第六管道位于所述第七管道内，并与所述第二管道相连通；所述第七管道位于所述第八管道内，并与所述第三管道相连通，作为进水管；所述第八管道与所述第四管道相连通，作为出水管。

【技术特征摘要】
1.一种提高转炉溅渣效果的装置，其特征在于，主要包括枪身和喷头，所述喷头固定于所述枪身的下端，并与所述枪身内管道相通；所述枪身内管道包括第一管道、第二管道、第三管道和第四管道，所述第一管道位于所述第二管道内，所述第二管道位于所述第三管道内，所述第三管道位于所述第四管道内；所述喷头内管道包括第五管道、第六管道、第七管道和第八管道，所述第五管道位于所述第六管道内，并与所述第一管道相连通；所述第六管道位于所述第七管道内，并与所述第二管道相连通；所述第七管道位于所述第八管道内，并与所述第三管道相连通，作为进水管；所述第八管道与所述第四管道相连通，作为出水管。2.根据权利要求1所述的一种提高转炉溅渣效果的装置，其特征在于，所述第一管道内通入镁质材料和氮气；所述第一管道的马赫数为1.0～1.5，所述第二管道用于通入氮气。3.根据权利要求1或2所述的一种提高转炉溅渣效果的装置，其特征在于，所述喷头的第六管道的下端采用多孔拉瓦尔管喷嘴，所述多孔拉瓦尔管喷嘴分为收缩段和扩张段，所述多孔拉瓦尔管喷嘴上有3～6个孔，马赫数为2.1～2.5，所述多孔拉瓦尔管的喉口管径为30～40mm。4.根据权利要求3所述的一种提高转炉溅渣效果的装置，其特征在于，所述枪身的上端部通过摆动或旋转机构与横移装置相连。5.根据权利要求4所述的一种提高转炉溅渣效果的装置，其特征在于，所述枪身的摆动直径与熔池直径之比小于...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴伟，王鹏，林瑛，李相臣，梁强，林路，
申请(专利权)人：钢铁研究总院，
类型：发明
国别省市：北京,11