專利名稱：轉(zhuǎn)爐濺渣護爐用噴槍及其噴濺方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于轉(zhuǎn)爐煉鋼領(lǐng)域。主要適用于大型轉(zhuǎn)爐的濺渣護爐。
轉(zhuǎn)爐煉鋼時，由于受鋼液和渣液的侵蝕和沖擊，其爐襯受到嚴重的侵蝕，因此，在出鋼后，往往需要對爐襯進行修補，通常是采用噴補料或焦油、白云石磚作為修補爐襯的原料。轉(zhuǎn)爐爐襯的修補，不僅消耗了大量的耐火材料，降低轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)率，而且還需消耗繁重的體力勞動。
為此，近年來國際上開發(fā)了轉(zhuǎn)爐濺渣護爐方法。該方法是在轉(zhuǎn)爐出鋼后留下部分終渣，并加入適量的調(diào)渣劑，使爐渣具有合適的粘度和耐火度，再用氧槍向爐渣噴吹高壓氮氣，沖擊爐渣，使爐渣飛濺到爐襯上，在爐襯表面形成一層抗侵蝕的保護層，達到保護爐襯的目的。
在現(xiàn)有技術(shù)中，采用煉鋼用氧槍向爐渣噴吹高壓氮氣，進行濺渣護爐存在如下問題(1)在大型轉(zhuǎn)爐上，采用煉鋼氧槍噴吹高壓氮氣進行濺渣護爐時，在氧槍端部及其以上部位的槍管上經(jīng)常粘結(jié)20-30mm厚的稠渣，而且稠渣中含有部分鐵珠，下一爐煉鋼時，氧氣進入稠渣與槍體的間隙，稠渣中的鐵珠與氧氣作用而燃燒，局部高溫可使氧槍管壁熔化而漏水，需馬上更換槍管及噴頭，既影響生產(chǎn)，也極不安全。
(2)煉鋼氧槍由于噴頭結(jié)構(gòu)所限，噴吹的氮氣所產(chǎn)生的射流性質(zhì)不能滿足濺渣護爐的要求，另外，所消耗的氮氣量也大，成本高。
(3)煉鋼氧槍使用壽命短，一般不超過20爐。
(4)現(xiàn)有氧槍噴頭只有5個噴孔，其中一個在中心，另4個按90°角均勻分布在周邊。中心噴孔垂直沖擊熔渣，往爐壁濺渣的作用較差，往爐壁上有效濺渣的噴孔只有4個，使爐壁上掛渣的均勻性受到影響。
本發(fā)明的目的在于提供一種氮氣射流性質(zhì)能滿足使用要求，且噴槍使用壽命長及氮氣消耗量低的轉(zhuǎn)爐濺渣護爐用噴槍及噴濺方法。
針對上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案本發(fā)明所述的轉(zhuǎn)爐濺渣護爐用噴槍由連接管和噴頭兩部分組成，兩者采用焊接連接。連接管包括外套管(槍管)、中層水管和氮氣內(nèi)管組成。噴頭為整體結(jié)構(gòu)，它包含外壁、冷卻水壁、氣室、噴孔和擋水板。噴頭外壁與連接管的外套管相接，噴頭的氣室與噴管的氮氣內(nèi)管相接，噴頭的冷卻水壁與連接管的中層水管相接，擋水板處于噴頭的冷卻水通道之內(nèi)。
噴頭含有6個噴孔，它們均勻地分布在噴頭端部的周邊，兩個相鄰噴孔之間夾角為60°，噴孔為拉瓦爾孔型，出口直徑φ1為52-57mm，喉口直徑φ2為38-44mm，每個噴孔的中心軸線與噴槍的中心軸線的夾角α為10-15°。
本發(fā)明所述的轉(zhuǎn)爐濺渣護爐噴濺方法的具體操作步驟及參數(shù)如下轉(zhuǎn)爐濺渣是在轉(zhuǎn)爐出鋼后1分鐘以內(nèi)進行，當轉(zhuǎn)爐出鋼完畢之際，將氧槍提取出爐，迅速將濺渣用的調(diào)渣料加入轉(zhuǎn)爐中，隨即將濺渣專用噴槍插入轉(zhuǎn)爐內(nèi)，噴槍噴頭距離爐底底部的槍位高度為2.0-2.5米，噴槍定位后，開始利用噴槍向爐內(nèi)噴吹氮氣，6個噴孔噴吹氮氣的流量為820-850Nm3/min，在噴頭噴孔，氮氣射流的出口速度＞530m/s，噴濺時間3-5min。轉(zhuǎn)爐爐壁所掛的濺渣層厚度為18-25mm。
所述的調(diào)渣料的配比(重量％)為輕燒鎂球10-15％，輕燒白云石85-90％；其中輕燒鎂球的化學成分(重量％)為MgO 65-72％，比皆是CaO 1.0-1.5％，SiO24.0-6.0％，Al2O31.0-2.0％，F(xiàn)e2O3≤1.5，灼堿20-24.0％；輕燒白云石的化學成分(重量％)為MgO 34-38％，CaO 54-58％，SiO25.5-6.5％，Al2O31.0-2.0％，F(xiàn)e2O3≤1.5％，灼堿1.0-1.3％；調(diào)渣料的加入量為1-2公斤/噸鋼(轉(zhuǎn)爐噸位)。通常，轉(zhuǎn)爐出鋼后仍留有部分余渣。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(1)本發(fā)明噴頭的6個噴孔均勻地分布在噴頭周邊，氮氣射流的覆蓋面大，能夠?qū)⒆o爐調(diào)渣料有效地均勻地噴濺到轉(zhuǎn)爐爐襯的各處。
(2)本發(fā)明噴孔出口處的馬赫數(shù)高(M＝2.05-2.4)，氮氣射流速度大，射流出口動量大，能大大提高噴濺效果和噴濺速度，縮短整個噴濺時間，提高工作效率。
(3)本發(fā)明由于噴頭設計合理，氮氣流量小，能節(jié)省氮氣，降低成本。
(4)由于本發(fā)明將煉鋼氧槍與濺渣護爐噴槍兩者分開使用，所以噴槍端部所粘結(jié)的鋼渣，在噴濺結(jié)束后的自然冷卻過程中可以自行脫落，不會發(fā)生槍體燒穿事故。
(5)噴槍使用壽命長，其槍齡超過2000次。
現(xiàn)結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進一步說明。
附

圖1為本發(fā)明轉(zhuǎn)爐濺渣護爐用噴槍的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2為噴槍噴頭的橫截面(C-C剖面)示意圖。
由圖中看出，本發(fā)明轉(zhuǎn)爐濺渣護爐用噴槍由連接管2和紫銅噴頭1組成，兩者采用焊接連接。連接管2由外套管6(槍管)、中層水管7和氮氣內(nèi)管8組成。噴頭1為整體結(jié)構(gòu)，它包含外壁3、冷卻水壁4、氣室5、噴孔11、加強筋12、和擋水板10。噴頭的外壁3與噴管的外套管6相接，噴頭的氣室5與噴管的氮氣內(nèi)管8相接，噴頭的冷卻水壁4與噴管的中層水管7滑動相接。擋水板10處于噴頭的冷卻水通道13之內(nèi)。圖中12為加強筋，14為連接管2和紫銅噴頭1的連接線。
噴頭有6個噴孔11，均勻分布在噴頭端部，兩個相鄰噴孔之間的夾角為60°，在噴頭內(nèi)，每個噴孔的周邊均有冷卻水通道15。噴頭的氣室5與6個噴孔直接相通。噴孔為拉瓦爾孔型，出口處直徑φ1較大，φ1為52-57mm，喉口直徑φ2為38-44mm，每個噴孔的中心軸線與噴槍的中心軸線的夾角α為10-15。
實施例采用本發(fā)明所述的轉(zhuǎn)爐濺渣護爐用噴槍及其噴濺方法，在300噸的轉(zhuǎn)爐上實施了3爐濺渣護爐試驗。試驗中所采用噴槍的有關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)如表1所示。3爐鋼出鋼后，留有部分余渣，將本發(fā)明所述的噴槍插入爐中定位，將調(diào)渣料加入爐中，隨即開始噴吹氮氣進行濺渣。
每爐試驗中，終渣量、加入的調(diào)查料成分和加入量、氮氣消耗量、槍位高度以及濺噴時間如表2所示。終渣成分、濺渣層厚度、爐襯磚消耗量、補爐料消耗量及轉(zhuǎn)爐作業(yè)率如表3所示。
為了對比，在同一爐體中，同樣條件下，采用煉鋼氧槍作為濺渣護爐用噴槍，進行了一爐濺渣護爐試驗，其有關(guān)參數(shù)也例入了相應的表中。表1實施例及對比例噴槍的結(jié)構(gòu)參數(shù)
表2實施例及對比例噴槍噴濺參數(shù)
表3實施例調(diào)渣料的配比(Wt％)
表4調(diào)渣料中輕燒鎂球和輕燒白云石的化學成分(wt％)
表5實施例及對比例噴槍噴吹結(jié)果指標
權(quán)利要求
1.一種轉(zhuǎn)爐濺渣護爐用噴槍，由噴管(2)和噴頭(1)組成，兩者采用焊接連接，噴管(2)由外套管(6)、中層水管(7)和氮氣內(nèi)管(8)組成；噴頭(1)為整體結(jié)構(gòu)，它包含外壁(3)、冷卻水壁(4)、氣室(5)、噴孔(11)；噴頭的外壁(3)與噴管的外套管(6)相接，噴頭的氣室(5)與噴管的氮氣內(nèi)管(8)相接，噴頭的冷卻水壁(4)與噴管的中層水管(7)相接，；其特征在于噴頭(1)含有6個噴孔(11)，它們均勻地分布在噴頭端部的周邊，兩個相鄰噴孔之間的夾角為60°，噴頭的氣室(5)與6個噴孔直接相通；噴孔為錐形孔，出口處直徑φ1為52-57mm，喉口直徑φ2為38-44mm，每個噴孔的中心軸線與噴槍的中心軸線的夾角α為8-11°。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴槍，其特征在于在噴頭的冷卻水通道(13)之內(nèi)設有擋水板(10)。
3.一種利用權(quán)利要求1所述的噴槍，進行轉(zhuǎn)爐濺渣護爐的噴濺方法，在轉(zhuǎn)爐出鋼時，留有部分余渣，出鋼后，加入調(diào)渣料，隨即噴吹氮氣，進行濺渣護爐，其特征在于(1)轉(zhuǎn)爐出鋼后，迅速將氧槍抽出，將本發(fā)明所述的噴槍插入爐內(nèi)，噴槍在爐內(nèi)的定位高度為2.0-2.5m；(2)調(diào)渣料的配比(wt％)為輕燒鎂球10-15％，輕燒白云石85-90％；其中輕燒鎂球的化學成分(wt％)為MgO 65-72％，CaO 1.0-1.5％，SiO24.0-6.0％，Al2O31.0-2.0％，F(xiàn)e2O3≤1.5，灼堿20-24.0％；輕燒白云石的化學成分(wt％)為MgO 34-38％，CaO 54-58％，SiO25.5-6.5％，Al2O31.0-2.0％，F(xiàn)e2O3≤1.5％，灼堿1.0-1.3％；(3)調(diào)渣料的加入量為1-2Kg/T鋼；(4)噴頭6個噴孔噴氣氮氣的流量為820-850Nm3/min；(5)氮氣射流的出口速度＞530m/s。
全文摘要
本發(fā)明屬于轉(zhuǎn)爐煉鋼領(lǐng)域。主要適用于大型轉(zhuǎn)爐在出鋼后的濺渣護爐。本發(fā)明所述的噴槍由噴管和噴頭組成。噴管由外套管、中層水管和氮氣內(nèi)管組成。噴頭為整體結(jié)構(gòu),它包含外壁、冷卻水壁、氣室和噴孔,噴管與噴頭相應的部位相接。噴頭含有6個噴孔。轉(zhuǎn)爐出鋼后,加入調(diào)渣料,隨即噴吹氮氣,進行濺渣護爐。調(diào)渣料由輕燒鎂球和輕燒白云石組成,其加入量為1—2kg/T鋼,氮氣總流量為820—850Nm
文檔編號C21C5/46GK1274011SQ0010629
公開日2000年11月22日 申請日期2000年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月10日
發(fā)明者楊文遠, 鄭叢杰 申請人:鋼鐵研究總院