单流道二次燃烧氧枪及其使用方法技术

本发明专利技术提供了一种单流道二次燃烧氧枪及其使用方法，属于转炉炼钢设备技术领域。该单流道二次燃烧氧枪包括枪体和枪头端面，枪体呈管状且包括沿轴线方向依次设置的第一管段、第二管段和第三管段，第一管段的直径大于第三管段的直径，第二管段呈锥形，第一管段与第二管段的大端连接，第二管段的小端与第三管段的一端连接，枪头端面位于第三管段的另一端，枪体内具有进氧孔、氧流主孔和氧流副孔，进氧孔沿枪体的轴向布置，进氧孔通过氧流主孔与枪头端面连通，进氧孔通过氧流副孔与第二管段的侧壁连通且轴线与第二管段的侧壁垂直，氧流副孔的吹氧流量占所进氧孔的总供氧流量的15％至20％。能够提高二次燃烧氧枪的整体使用寿命。能够提高二次燃烧氧枪的整体使用寿命。能够提高二次燃烧氧枪的整体使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
单流道二次燃烧氧枪及其使用方法


[0001]本专利技术涉及转炉炼钢设备
，特别涉及一种单流道二次燃烧氧枪及其使用方法。

技术介绍

[0002]转炉炼钢是我国目前钢水冶炼的主流程，占我国钢产量的80％以上，为了减少炼铁污染、降低对进口矿石的依赖、削减钢铁企业碳排放、提高企业生产规模效益，各大钢铁企业都在大力提高转炉废钢比。但随着转炉废钢比的增加，熔池的热量明显不足，不能满足冶炼终点对钢水温度的要求。为了克服大废钢比条件下转炉冶炼的热量不足问题，实际大生产中通常采用废钢预热、转炉加入补热剂，例如焦炭、SiC、硅铁合金等，但上述两类技术均有不足之处，其中，前者需要专门的废钢预热设备，不仅增大了设备投资，而且还影响转炉冶炼设备的合理布局，后者往往会往钢液中引入硫、磷等杂质且钢水会增氮，影响钢水洁净度，而且延长了冶炼时间，影响转炉冶炼生产效率。
[0003]在相关技术中，通常采用二次燃烧氧枪技术解决了熔池热量不足的问题。其原理是在传统氧枪上增加副氧流孔，让主副孔按照一定的比例向炉内供氧，把炉气的CO更多地燃烧成CO2，将产生的热量传递给熔池以达到多吃废钢，降低铁耗的目的。而且，二次燃烧氧枪还可以提高供氧强度，改变熔池中化学反应的热力学和动力学条件，促使熔池提前化渣，对脱硫去磷均有较好的效果。同时可以减少粘枪和缩短吹炼时间。
[0004]相关技术中的二次燃烧氧枪，通常采用管状的枪体，枪头设置在枪体的一端，其主氧流孔与枪头连通，而副氧流孔与枪体轴线的倾角相对于主氧流孔更大，通常与枪体的侧壁连通。采用这种结构的二次燃烧氧枪，其副氧流孔与枪体侧壁的连通处转角厚度较薄，副氧流孔中的氧气流在进入炉内燃烧的过程中，副氧流孔与枪体侧壁的连通处转角处长时间受到氧气流的冲刷，且连通出口处的二次燃烧强度高，容易出现磨损、卷渣粘附以及烧蚀等问题，影响后续副氧流孔的正常射流以及出口处燃烧强度的稳定性，需要经常性的进行报废更换，导致二次燃烧氧枪的使用寿命低。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供了一种单流道二次燃烧氧枪及其使用方法，能够提高二次燃烧氧枪的整体使用寿命。技术方案如下：
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供了一种单流道二次燃烧氧枪，该单流道二次燃烧氧枪包括：枪体和枪头端面，所述枪体呈管状且包括沿轴线方向依次设置的第一管段、第二管段和第三管段，所述第一管段的直径大于所述第三管段的直径，所述第二管段呈锥形，所述第一管段与所述第二管段的大端连接，所述第二管段的小端与所述第三管段的一端连接，所述枪头端面位于所述第三管段的另一端，所述枪体内具有进氧孔、主氧流孔和副氧流孔，所述进氧孔沿所述枪体的轴向布置，所述进氧孔通过主氧流孔与所述枪头端面连通，所述进氧孔通过所述副氧流孔与所述第二管段的侧壁连通，所述副氧流孔的轴线与所述第二管
段的侧壁垂直，所述副氧流孔的吹氧流量占所进氧孔的总供氧流量的15％至20％。
[0007]可选地，所述枪体包括多个所述主氧流孔和多个所述副氧流孔，多个所述主氧流孔沿所述枪体的周向均匀间隔布置，多个所述副氧流孔沿所述枪体的周向均匀间隔布置。
[0008]可选地，所述主氧流孔的数量与所述副氧流孔的数量相同，在所述枪体的周向上，多个所述主氧流孔和多个所述副氧流孔等角度间隔交错布置。
[0009]可选地，所述副氧流孔包括沿径向依次设置的第一孔段和第二孔段，所述第一孔段呈锥形，所述第二孔段呈直管结构，所述第一孔段的大端与进氧孔连接，所述第一孔段的小端与所述第二孔段的一端连接，所述第二孔段的另一端与所述第二管段的侧壁垂直连通。
[0010]可选地，所述第一孔段的锥角范围为3
°
至8
°
，所述第二孔段的长度大于等于所述第二孔段孔径的二分之一，且小于等于所述第二孔段的孔径。
[0011]可选地，所述主氧流孔为拉瓦尔型结构。
[0012]可选地，所述主氧流孔的马赫数在2.0至2.5，所述主氧流孔的轴线与所述枪体的轴线之间的夹角范围为8
°
至15
°
。
[0013]可选地，所述副氧流孔的轴线与所述枪体的轴线之间的夹角范围为20
°
至30
°
。
[0014]可选地，所述枪体为由直径逐渐增大的中心管、中间管和外管组成的三层钢管结构，所述中心管、所述中间管和所述外管沿径向向外依次同轴布置，所述进氧孔位于所述中心管上，所述第一管段、第二管段和第三管段均位于所述外管上，所述中心管的外壁与所述中间管的内壁之间形成第一流道，所述中间管的外壁与所述外管的内壁之间形成第二流道，所述第一流道与所述第二流道连通。
[0015]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种单流道二次燃烧氧枪的使用方法，采用如前述第一方面所述的单流道二次燃烧氧枪实现，该使用方法包括：
[0016]按照恒压变枪位操作工艺进行转炉吹炼与溅渣护炉，将由所述进氧孔供入的氧气压力控制在0.7
‑
1.1Mpa，吹炼枪位比传统枪位低50
‑
100mm，溅渣时的氮气压力控制在0.9
‑
1.3Mpa，溅渣枪位比传统枪位低50
‑
100mm，吹氧强度为3.0Nm3/t.min，底吹强度为0.01～0.03Nm3/t.min。
[0017]本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
[0018]通过对二次燃氧枪的枪体进行改造，将管状的枪体分为沿轴线方向依次连接的第一管段、第二管段和第三管段，将主氧流孔出口所在枪头端面设置在直径较小的第三管段的一端，并通过呈锥形的第二管段将第三管段的另一端与直径较大的第一管段相连接，将副氧流孔的出口设置在第二管段的侧壁上。在进行转炉炼钢的转炉煤气回收利用时，氧气由进氧孔从第一管段的一侧进入枪体，在进氧孔中沿枪体的轴线方向输送，其中总供氧量的80％至85％通过主氧流孔由枪头端面射出，这部分氧气射流进入炉内进行脱碳反应。而其中剩余总供氧量15％至20％的氧气通过副氧流孔由第二管段的侧壁射出，这部分氧气射流与炉内的一氧化碳燃烧产生大量的热量，使转炉自身热量得到较充分利用，进而提高转炉废钢比。通过调整第二管段侧壁的倾斜度，使副氧流孔的轴线与第二管段的侧壁垂直，提高了副氧流孔出口截面射流的充满度。与相关技术中将轴线方向与枪体的轴线方向呈角度倾斜布置的副氧流孔的出口直接设置在枪体的侧壁上相比，本方案避免了副氧流孔的氧气射流偏流和出口截面压力分布差带来的喷口磨损、卷渣粘附与烧蚀，延长副氧流孔出口处
的使用寿命，进而提高整个二次燃烧氧枪的整体使用寿命。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1是本专利技术实施例提供的一种单流道二次燃烧氧枪的剖视结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单流道二次燃烧氧枪，其特征在于，包括：枪体(1)和枪头端面(2)，所述枪体(1)呈管状且包括沿轴线方向依次设置的第一管段(11)、第二管段(12)和第三管段(13)，所述第一管段(11)的直径大于所述第三管段(13)的直径，所述第二管段(12)呈锥形，所述第一管段(11)与所述第二管段(12)的大端连接，所述第二管段(12)的小端与所述第三管段(13)的一端连接，所述枪头端面(2)位于所述第三管段(13)的另一端，所述枪体(1)内具有进氧孔(14)、主氧流孔(15)和副氧流孔(16)，所述进氧孔(14)沿所述枪体(1)的轴向布置，所述进氧孔(14)通过主氧流孔(15)与所述枪头端面(2)连通，所述进氧孔(14)通过所述副氧流孔(16)与所述第二管段(12)的侧壁连通，所述副氧流孔(16)的轴线与所述第二管段(12)的侧壁垂直，所述副氧流孔(16)的吹氧流量占所进氧孔(14)的总供氧流量的15％至20％。2.根据权利要求1所述的单流道二次燃烧氧枪，其特征在于，所述枪体(1)包括多个所述主氧流孔(15)和多个所述副氧流孔(16)，多个所述主氧流孔(15)沿所述枪体(1)的周向均匀间隔布置，多个所述副氧流孔(16)沿所述枪体(1)的周向均匀间隔布置。3.根据权利要求2所述的单流道二次燃烧氧枪，其特征在于，所述主氧流孔(15)的数量与所述副氧流孔(16)的数量相同，在所述枪体(1)的周向上，多个所述主氧流孔(15)和多个所述副氧流孔(16)等角度间隔交错布置。4.根据权利要求1所述的单流道二次燃烧氧枪，其特征在于，所述副氧流孔(16)包括沿径向依次设置的第一孔段(161)和第二孔段(162)，所述第一孔段(161)呈锥形，所述第二孔段(162)呈直管结构，所述第一孔段(161)的大端与进氧孔(14)连接，所述第一孔段(161)的小端与所述第二孔段(162)的一端连接，所述第二孔段(162)的另一端与所述第二管段(12)的侧壁垂直连通。5.根据权利要求4所述的一种单流道二次燃烧氧枪，其特征在于，所述第一孔段(161)的锥角范围为3
°
至8
...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳德刚，沈继胜，刘洋，孙伟，朱万军，赵元，周甫，王春锋，肖邦志，张军，胡念慈，
申请(专利权)人：武汉钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：