[发明专利]电弧炉顶底吹炼系统和采用该系统的冶炼工艺

权利要求书

1.一种电弧炉顶底吹炼系统，其特征在于：所述电弧炉吹炼系统包括电炉顶吹氧枪系统及底吹搅拌系统，所述电炉顶吹氧枪系统设置在电弧炉的上方并从上方以超音速向电弧炉内钢水的表面喷射氧气流，所述底吹搅拌系统设置在电弧炉的下方并从底部对电弧炉内的钢水进行搅拌和通气。

2.根据权利要求1所述的电弧炉顶吹炼系统，其特征在于：所述顶吹氧装置包括顶吹氧枪、夹枪装置、氧气管道、氧枪支撑横臂、升降立柱、测距仪以及氧气阀门调节站，所述顶吹氧枪连接所述氧气管道，所述氧气管道连接至所述氧气阀门调节站，夹枪装置设置在氧枪支撑横臂上，所述氧枪支撑横臂下方设有所述升降立柱，所述测距仪设在所述升降立柱的一侧，所述顶吹氧枪处于电弧炉的中心线轴线上。

3.根据权利要求2所述的电弧炉顶吹炼系统，其特征在于：所述顶吹氧枪的氧枪头采用多喷嘴非均匀非对称布置，所述氧枪头采用六个至十二喷嘴且每个所述喷嘴流量均不一样，所述喷嘴的马赫数在1.6～2.3之间，所述顶吹氧枪为水冷氧枪结构，所述顶吹氧枪的中心层为氧流通道，所述顶吹氧枪的中间及外层分别为出进水通道，所述电炉顶吹氧枪系统进一步包括冷却水管，所述冷却水管分别连接至所述顶吹氧枪和所述夹枪装置为其冷却散热。

4.根据权利要求2所述的电弧炉顶底吹炼系统，其特征在于：所述测距仪设置在所述升降立柱上远离电弧炉的一侧，所述测距仪外设置有水冷防护盒。

5.根据权利要求1所述的电弧炉顶底吹炼系统，其特征在于：所述底吹搅拌系统包括透气砖、搅拌气体管道、透气砖检测管道以及气体阀门调节站，所述搅拌气体管道连接所述透气砖与所述气体阀门调节站，所述透气砖检测管道连接所述透气砖的侵蚀检测通道与所述气体阀门调节站。

6.根据权利要求5所述的电弧炉顶底吹炼系统，其特征在于：所述透气砖采用镁碳砖高压成形，所述透气砖内设置有小口径不锈钢管使电弧炉内的钢水不会渗漏到所述透气砖内，所述透气砖除设置有与所述透气砖检测管道连接的侵蚀检测通道，在所述透气砖侵蚀到设定的厚度时检测气体通过所述侵蚀检测通道，所述气体阀门调节站接收到检测气体通过所述侵蚀检测通道的信号并传送以报警。

7.根据权利要求5所述的电弧炉顶底吹炼系统，其特征在于：所述底吹搅拌系统所吹出的搅拌气体包括氮气和氩气，在冶炼的前期及中期采用氮气搅拌，在冶炼的后期及出钢期采用氩气搅拌，所述气体阀门调节站调节底吹搅拌气体流量以及氮气和氩气的切换。

8.一种采用根据权利要求1至7中任一项所述的电弧炉顶底吹炼系统的冶炼工艺，包括以下步骤：

采用80～95%的铁水、5～20%的废钢为原料，辅以冶金溶剂和造渣剂，加入电弧炉中；

通过顶吹氧枪从上方向电弧炉内射入氧气流；

底吹搅拌系统不间断从底部向电弧炉内吹氮气或氩气进行搅拌；

出钢完成电弧炉冶炼。

9.根据权利要求8中所述的电弧炉顶底吹炼系统的冶炼工艺，其特征在于：在所述向电弧炉中加入造渣剂的步骤中，生烧石灰的加入量约为每吨钢水中加入20～30公斤，白云石的加入量约为每吨钢水中加入2～5公斤；

所述工艺进一步包括以下步骤：根据电弧炉内冶炼情况，再分次往电弧炉中加入造渣剂，如果泡沫渣过高则加入生烧石灰，如果炉渣中氧化镁含量过低则加入白云石或镁球。

10.根据权利要求8中所述的电弧炉顶底吹炼系统的冶炼工艺，其特征在于所述工艺进一步包括以下步骤：

根据电弧炉内情况调节顶吹氧枪系统中的顶吹氧枪的枪位及吹氧流量，如果炉渣中的氧化氩铁含量过低，则通过升降立柱和测距仪的显示来升高增加枪位；

根据电弧炉内的情况调整底吹搅拌系统中吹气的流量及搅拌的强度，冶炼前期碳氧反应强烈时底吹搅拌系统采用小流量搅拌，冶炼中后期碳氧反应强度较低时底吹搅拌系统增加透气搅拌强度。