[发明专利]一种高效长寿单流道二次燃烧氧枪及使用方法

说明书

本发明公开了一种高效长寿单流道二次燃烧氧枪，包括枪体和枪头；枪体包括外管、中间管和中心管，枪头包括枪头端部和分水盘；枪头端部上沿圆周方向分别均匀布置有一圈喷吹主孔和一圈喷吹副孔；所有喷吹主孔的出口外边沿的最低点均位于主孔圆锥面的底边沿上、最高点均位于主孔圆锥面的顶边沿上，所有喷吹副孔的出口外边沿的最低点均位于副孔圆锥面的底边沿上、最高点均位于副孔圆锥面的顶边沿上。通过喷吹主孔分布的优化，降低主副射流干涉效应，促进炉内二次燃烧，改善转炉吹炼冶金效果，通过枪头冷却强化，抑制氧枪枪头烧蚀，延长氧枪服役寿命，达到提高转炉废钢比、缩短转炉冶炼周期、改善钢水质量等综合效果。

技术领域

本发明属于转炉炼钢技术领域，具体涉及一种高效长寿单流道二次燃烧氧枪及使用方法。

背景技术

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(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，后者往往会增加转炉熔剂消耗，还易引起钢水硫、磷、氮等有害元素的升高，不仅影响钢水洁净度，而且使冶炼时间延长、熔剂消耗增大，影响转炉冶炼生产效率与熔剂消耗成本。

在转炉炼钢过程中形成的转炉煤气，通过转炉煤气回收系统的冷却、除尘与存储进行回收，并作为中低热值的副产煤气应用于钢铁企业内部相关工序进行工艺加热，若能在转炉煤气生成的炼钢过程进行转炉内的转炉煤气二次燃烧利用，不仅回收利用了转炉煤气化学热，而且回收了转炉煤气的高温物理热，从而实现转炉煤气的高效回收利用，据此，转炉煤气炉内二次燃烧补热技术应运而生，形成了形式各样的转炉二次燃烧氧枪及其应用技术。其技术原理是在传统氧枪上开设副氧流孔，让主孔射出的氧气射流进行脱碳反应，利用副孔射出的氧气射流与炉内生成的一氧化碳进行混合燃烧，产生大量的热量，通过热量向转炉熔池的传递，实现转炉熔池的补热和废钢的升温熔化，达到提高转炉废钢比、降低铁水消耗的目的；同时，二次燃烧氧枪还可以提高供氧强度，从而改变转炉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，达到提高脱硫脱磷效果、缩短吹炼时间的目的。

基于上述技术原理，针对不同企业具体的转炉冶炼工艺需求和设备特点，国内外学者开发了形式各样、结构不同的转炉二次燃烧氧枪及其应用技术，主要有双流道二次燃烧氧枪和单流道双流股二次燃烧氧枪两大类。其中，双流道二次燃烧氧枪的氧枪升降机构、冷却水系统与供氧管路系统与常规氧枪差异显著，对于常规氧枪转炉，需进行大量的氧枪系统改造才能应用，同时，双流道二次燃烧氧枪结构复杂、加工制作难度大，氧枪制备成本高，因而在大生产中应用较少；对于单流道双流股二次燃烧氧枪，除氧枪结构与常规氧枪有所差异外，氧枪系统其它设备与部件完全相同，成为国内钢铁企业关注的焦点，也是国内学者重点研究的热点，先后形成了系列专利技术。