[实用新型]复吹转炉旋流底吹供气元件

说明书

技术领域

本实用新型涉及钢铁冶金领域的炼钢技术，尤其是一种复吹转炉用的炉底供气元件。

背景技术

氧气转炉复合吹炼既利用了底吹气流克服顶吹氧流对熔池搅拌能力不足的弱点，使炉内反应接近平衡，铁损失减少；同时又保留了顶吹法容易控制造渣过程的优点，因而具有比顶吹转炉和底吹转炉更好的技术经济指标，成为目前氧气转炉炼钢的主要方法。

复吹转炉的底吹可以提高转炉的冶炼强度，使冶炼低碳钢更方便；底吹可以降低渣中(TFe)，使渣中的(TFe)能够控制在适当的范围，从而使不延长冶炼时间进行停吹后搅拌操作成为可能；底吹降低了生石灰的消耗量，由于底吹气体强化了熔池内的搅拌力，提高了脱磷效率；底吹可以提高终点残锰，使低碳领域停吹时钢中含锰量有了显著提高；另外，底吹使冶炼含碳量小于0.04％的低碳钢时，钢中含氧量仍然比顶吹转炉冶炼时约低200ppm，因而提高了钢的纯净度；底吹还可以用于铁水预脱磷。由此可见，底吹在转炉炼钢中有着非常重要的作用，但在实际生产中，现有的底枪喷吹元件的差异和操作等因素会导致底吹强度的差别，以及在炉役后期会经常出现底枪堵塞的现象。《重钢技术》杂志2004，47(4)：8-11.“底吹喷枪异常堵塞的复吹转炉熔池内的搅拌研究”，对此作了介绍。此类 问题导致复吹率降低。因而开发一种新型的底枪结构不仅对于增加转炉炼钢的复吹率有重要的意义，同时对于转炉冶炼低碳钢和中高磷铁水也具有重要的实际意义。这项工作的完成能够使转炉的冶炼潜能得到更大的开发和利用，进一步提高转炉的生产能力；对于日臻成熟的复吹冶炼工艺也有很大的促进作用。

陈家祥主编，《钢铁冶金学》冶金工业出版社，北京.1990，提出了底吹供气元件的类型沿着单管-双层套管-透气砖-直通多孔塞的轨迹发展。而早期使用的是单管式喷嘴型供气元件，使用该元件时，气体流量调节范围下，不能满足工艺要求，而且容易造成钢水粘结喷嘴和灌钢，以及喷嘴的蚀损。因此出现了双层套管喷嘴，但该供气元件可调节的气量范围仍显小，使冶炼中、高碳钢脱磷时困难。继而又出现了一种可在较大范围内调节气量的环缝式喷嘴，目前这种喷嘴应用的较广泛，但该喷嘴的主要问题是缝很狭窄，不适宜喷粉，同心度难于保证，不适用于喷吹氧化性较强的气体。与此同时，在西欧出现了透气砖型供气元件，该供气元件由于可调气量范围大，并能允许气流间断，对吹炼操作有较大的适应性，因而在生产中得到应用。后来又出现了细金属孔多孔塞式供气元件。但上述底吹装置在炉役期仍经常发生堵塞事故，影响底吹效果。

实用新型内容

本实用新型提供了一种复吹转炉旋流底吹供气元件，强化了转炉的底吹效果，延长了底枪寿命，提高了复吹转炉的复吹率，减少底枪容易堵塞事故的发生。

本实用新型提供的复吹转炉旋流底吹供气元件其特征在于：底吹供气元件为螺旋型金属管，螺旋金属管底端入口处有一直线段，其直线段长度范围为10～25mm，螺旋金属管向上方向相对于直线段部分的垂直轴线成螺旋型上升形 状，上端气体出口处与垂直轴线的夹角为θ，5°＜θ＜15°。

本实用新型提供的复吹转炉旋流底吹供气元件其有益效果体现在：

从螺旋型金属管喷嘴喷出的气体沿喷嘴边缘的切线方向进入金属熔池内，对熔池内的液态金属除产生轴向冲力外，还会产生径向冲力，使熔池产生旋转运动，改善喷入气体对熔池的作用条件，增加了对熔池的搅拌强度。由于气体通道不与熔池液面垂直，避免钢水垂直灌入底枪气体通道，从而减少底枪的堵塞。

螺旋型金属管的管径和管数，在气源所提供的压力范围内，可以满足工艺要求的最大和最小搅拌强度，气量调节范围大。

附图说明

图1是复吹转炉旋流底吹供气元件的结构示意图。

图2是复吹转炉旋流底吹供气元件的应用实例示意图。

具体实施方式

下面结合附图以实施例具体描述本实用新型。

如图1所示，复吹转炉旋流底吹供气元件为螺旋型金属管，螺旋金属管底端入口1处有一直线段，其直线段长度范围为25mm，螺旋金属管向上方向相对于直线段部分的垂直轴线成螺旋型上升形状，上端气体出口2处与垂直轴线的夹角为θ，θ＝10°。

复吹转炉旋流底吹供气元件的应用实例如图2所示，在一支底枪中排列3个旋流底吹供气元件，3个元件均匀排列在一个圆周上，即每个元件之间的夹角为120°，该圆周的直径小于底枪的直径。图2中的1为螺旋金属管底端入口的投影，2为上端气体出口的投影。

每根底枪可以包含n个旋流底吹元件(n≥3)，n个旋流底吹元件的直线段与气室相连，底吹气体进入螺旋段，由出口吹入熔池，进入熔池的气体除对熔池产生垂直于液面的轴向力，还对熔池产生一个平行与液面的径向力，增加了对熔池的搅拌。在复吹转炉旋流底吹供气元件的螺旋型金属管外层包裹耐火材料。