[发明专利]一种单流道双结构氧枪喷头及吹炼工艺

说明书

本发明涉及一种单流道双结构氧枪喷头，包括氧气入口、拉伐尔管主孔、拉伐尔管副孔，拉伐尔管主孔与拉伐尔管副孔交错布置，其特征在于，拉伐尔管主孔为小张角大孔径，拉伐尔管副孔为大张角小孔径。在吹炼过程中，主孔射流强度提高，增强了喷头射流对熔池的冲击效果和搅拌强度，主孔喷头的射流核心区距离加长。副孔射流则有效的缓解了主孔的射流衰减，熔池冲击面积明显增加，化渣效果显著；炉内各股射流的融合距离明显增长，汇合可能性大大降低，在主副孔协同工作下喷溅率明显降低，且因柱间缝隙增加，利于增大冷却水流量，喷头冷却效果明显，延长了喷头使用寿命。

技术领域

本发明涉及钢铁冶金领域，特别涉及一种单流道双结构氧枪喷头及吹炼工艺。

背景技术

钢铁冶炼过程的喷溅是氧气顶吹转炉吹炼过程中经常发生的一种现象。氧枪是钢铁冶炼的关键设备，在整个炼钢过程中，氧枪喷头的优劣直接关系到炼钢过程中的脱碳、造渣、升温以及喷溅的发生。目前国内钢厂大型转炉用氧枪喷头，多为传统五孔或六孔氧枪喷头，喷头的结构特点在于每个喷孔的中心线都与喷头中心线的角度相同，各孔尺寸也相同，在吹炼工艺中，各喷孔保持相同的氧气射流流量，出口处具有相同的Ma数，该类喷头及吹炼工艺便于分散氧气流股，增加与熔池的接触面积，使氧气逸出更均匀，可以提高供氧强度和冶炼强度，增大冲击面积。然而从实际应用现场来看，喷孔的各股射流融合快，与熔池内的金属与钢渣作用容易引起熔池内的钢液喷溅和泡沫渣喷溅，严重影响了冶炼效果。

北京科技大学提出了一种双流道氧枪冶炼工艺及喷头(公开号为200510011201.2)，其特征在于通过外层氧气射流与炉内碳氧反应产生的CO燃烧产生高温稀薄气体包裹了中心氧气。该工艺可提高吹炼枪位，提高了射流对熔池的穿透率，但该喷头对供氧强度要求高，影响了其在转炉上的应用，在氧枪吹炼过程中，无法有效改善熔池的喷溅问题。

专利号201020661116.7提出了一种双角度双流量6孔氧枪喷头。双角度的设计思想可以减少转炉喷溅，但是喷溅行为的发生还受到喷孔具体尺寸的影响，而该专利没有讨论双喷头的尺寸变化对喷溅行为的影响。

综上所述，目前的喷头及喷吹工艺还无法保证足够的冲击强度及搅拌强度，同时有效抑制转炉内喷溅行为的发生，并且保证喷头的使用寿命。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种单流道双结构氧枪喷头及吹炼工艺，提高吹炼强度、保证射流氧枪对熔池的搅拌效果，同时减少喷溅发生。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种单流道双结构氧枪喷头，包括氧气入口、拉伐尔管主孔、拉伐尔管副孔，拉伐尔管主孔与拉伐尔管副孔交错布置，拉伐尔管主孔为小张角大孔径，拉伐尔管副孔为大张角小孔径，

拉伐尔管主孔结构为：

主孔进口直径：d11＝0.28～0.30D，D：氧气入口直径；

主孔喉部直径：d12＝0.19～0.20D；

主孔出口直径：d13＝0.25～0.27D；

主孔张角α1＝10°～14°；

主孔收缩角β1为28°～32°；

主孔扩张角θ1为8°～10°；

主孔出口处的中心线距喷头中心线L1＝100～120mm；

拉伐尔管副孔结构为：

副孔进口直径：d21＝0.78～0.93d11；

副孔喉部直径：d22＝0.81～1.0d12；

副孔出口直径：d23＝0.67～1.0d13；

副孔张角α2＝α1+(5°～7°)；