[发明专利]一种铁水脱磷装置及方法

说明书

本发明公开了一种铁水脱磷装置及方法，属于钢铁冶炼技术领域。本发明包括枪体总成和喷头总成，所述的枪体总成由枪体内管、枪体中间管、枪体进水管和枪体回水管组成，喷头总成由喷头本体、喷头回水管、喷头进水管、喷头中间管、喷头内管组成，所述的喷头内管上端与枪体内管连通，喷头中间管上端与枪体中间管连通，喷头进水管的上端与枪体进水管连通，喷头回水管的上端与枪体回水管连通，喷头本体的内腔设有冷却水道、外喷孔及内喷孔。本发明具有两套独立的供气通道，即氧、氮气通道及相应拉瓦尔喷孔，能够实现在较低顶供氧强度条件下氮、氧混吹，改善转炉熔池上部动力学条件，实现高效、低耗、环保脱磷目的。

技术领域

本发明涉及钢铁冶炼技术领域，更具体地说，涉及一种铁水脱磷装置及方法。

背景技术

磷是绝大多数钢中的有害元素，容易在晶界偏析，引起低温脆性和回火脆性，为适应原料磷含量的升高及极低磷钢市场需求，铁水脱磷应运而生。铁水脱磷处理可以分为氧化脱磷和还原脱磷两种工艺，目前，各钢厂普遍采用氧化脱磷方法。常用的脱磷工艺分两大类：一种是在铁水罐或鱼雷罐中进行脱磷，另一种在转炉内进行铁水脱磷处理，这两种方法主要存在如下问题：在铁水罐或鱼雷罐中进行脱磷时，处理过程渣量大，铁损高，温降大，若采用吹氧进行温度补偿时，喷溅严重且处理时间长，污染严重，影响生产顺行，应用状况不理想。在转炉内进行铁水预脱磷处理时，通常采用转炉两步法炼钢工艺，即一座转炉做为铁水脱磷炉，另一转炉作为脱碳炉。铁水脱磷炉采用复合吹炼模式，采用强底吹，顶枪弱供氧模式进行脱磷作业，因顶枪供氧流量小，转炉熔池上部动力学条件差，熔池上部废钢难以熔化，冶炼时间偏长，铁损偏大，终点P偏离平衡值相对较多。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

针对现有技术存在的缺陷与不足，本发明提供了一种铁水脱磷装置及方法，本发明具有两套独立的供气通道，即氧、氮气通道及相应拉瓦尔喷孔，能够实现在较低顶供氧强度条件下氮、氧混吹，改善转炉熔池上部动力学条件，促进过程碳、温、磷协调，实现高效、低耗、环保脱磷目的。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种铁水脱磷装置，包括枪体总成和喷头总成，所述的枪体总成由枪体内管、枪体中间管、枪体进水管和枪体回水管组成，所述的枪体内管的外侧设置有枪体中间管，枪体中间管的外侧设置有枪体进水管，枪体进水管的外侧设置有枪体回水管，所述的枪体总成的下部连接有喷头总成，喷头总成由喷头本体、喷头回水管、喷头进水管、喷头中间管、喷头内管组成，喷头本体的内腔设有冷却水道、外喷孔、内喷孔；

所述的喷头内管上端与枪体内管连通，枪体内管的输入端连接氮气，喷头内管下端与喷头本体的内喷孔连通，喷头内管的中心处为喷头中心线，所述的喷头内管的外侧设置有喷头中间管，所述的喷头中间管上端与枪体中间管连通，枪体中间管的输入端连接氧气，喷头中间管下端与喷头本体的外喷孔连通，所述的喷头中间管的外侧设置有喷头进水管，喷头进水管的上端与枪体进水管连通，枪体进水管的输入端连接外部冷却水进水管线，喷头进水管的下端与喷头本体的冷却水道连通，所述的喷头进水管的外侧设置有喷头回水管，喷头回水管的上端与枪体回水管连通，枪体回水管上端连通外部回水管线，喷头回水管的下端与喷头本体的冷却水道连通。

进一步地，所述的枪体内管、枪体中间管、枪体进水管和枪体回水管均为同轴圆柱筒体。

进一步地，所述的内喷孔的中心处为内喷孔中心线，内喷孔中心线与喷头中心线夹角为α，α为0°～15°。

进一步地，所述的内喷孔设有2至6个，出口马赫数M2＝2.0～2.5，内喷孔在喷头本体端面上间隔分布。

进一步地，所述的内喷孔设有一个，内喷孔的内喷孔中心线与喷头中心线重合，出口马赫数M2＝2.0～2.5。