冶煉超低碳鋼用氧槍噴頭制造技術(shù)

本實(shí)用新型專利技術(shù)公開了一種冶煉超低碳鋼用氧槍噴頭，包括噴頭端部及多個(gè)周圍噴射孔，以及分別與噴頭端部外壁、中壁及內(nèi)壁焊接的外焊管、中焊管及內(nèi)焊管，且多個(gè)周圍噴射孔均與內(nèi)焊管和外界連通，所述噴頭端部的中心部位還開設(shè)有中心噴孔，所述中心噴孔的中心軸線位于所述噴頭端部的中心軸線上，且所述中心噴孔與內(nèi)焊管和外界均連通。由于中部噴孔的存在，可有效抵消超音速射流條件下噴頭端部中心區(qū)域產(chǎn)生的負(fù)壓區(qū)，保證五個(gè)周圍噴孔射流按預(yù)定方向噴射，避免冶煉初期的爐渣噴濺，且進(jìn)一步提升對(duì)金屬熔池的攪拌能力及供氧強(qiáng)度，在冶煉初期快速升溫、化渣，從而提高冶煉效率；采用五加一式的噴孔結(jié)構(gòu)，氧氣通量大，以快速達(dá)到超低碳鋼的冶煉終點(diǎn)要求。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
冶煉超低碳鋼用氧槍噴頭
本技術(shù)涉及鋼鐵冶金領(lǐng)域，具體涉及一種冶煉超低碳鋼用氧槍噴頭。
技術(shù)介紹
超低碳鋼通常指碳含量≤0.03％的鋼種，主要包括IF鋼(無(wú)間隙原子鋼)系列、ULCB(超低碳貝氏體鋼)系列、SFCC(超純鐵素體不銹鋼)系列以及硅鋼和電工鋼等。在當(dāng)前世界鋼鐵冶金發(fā)展水平的基礎(chǔ)上，以上鋼種均為超低碳純凈鋼范疇，生產(chǎn)超低碳鋼主要以轉(zhuǎn)爐吹氧冶煉生產(chǎn)極低碳含量或超低碳含量鋼水為基礎(chǔ)，通過(guò)RH或VOD等工序進(jìn)一步控制碳含量，從而達(dá)到生產(chǎn)超低碳純凈鋼的目的。因此，轉(zhuǎn)爐冶煉成為生產(chǎn)超低碳鋼的決定性基礎(chǔ)，直接影響著后續(xù)工序的處理效果和效率，甚至決定著生產(chǎn)過(guò)程的成敗。轉(zhuǎn)爐高效冶煉超低碳鋼，需要較高的供氧強(qiáng)度、極佳的脫碳反應(yīng)效率和合理的爐渣物化性質(zhì)，而這些因素幾乎都與轉(zhuǎn)爐氧槍的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用效果有關(guān)。200噸級(jí)大型轉(zhuǎn)爐在國(guó)內(nèi)特大型鋼廠應(yīng)用較為普遍，該200噸級(jí)大型轉(zhuǎn)爐的氧槍噴頭為周邊五孔平均分布型傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使用過(guò)程中存在以下問題：1)冶煉初期爐渣熔化不充分或熔速過(guò)慢，氧槍噴頭端部中心區(qū)域產(chǎn)生的負(fù)壓區(qū)造成氧氣射流向中心偏移，射流聚集引起局部沖擊力過(guò)大，產(chǎn)生噴濺；2)由于傳統(tǒng)型五孔噴頭氧槍供氧強(qiáng)度受滯止氧壓影響較大，工作氧壓變化時(shí)，供氧強(qiáng)度和冶煉效率將產(chǎn)生明顯波動(dòng)，影響過(guò)程穩(wěn)定性控制；3)傳統(tǒng)型五孔噴頭氧槍在脫碳末端的反應(yīng)動(dòng)力不足，向超低碳區(qū)間推進(jìn)的效率不高，超低碳鋼鋼水初始條件不佳，增加后續(xù)處理負(fù)擔(dān)，影響總體處理效率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的就是針對(duì)上述技術(shù)的不足，提供一種避免冶煉初期爐渣噴濺、且提高冶煉效率的冶煉超低碳鋼用氧槍噴頭。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)所設(shè)計(jì)的冶煉超低碳鋼用氧槍噴頭，所述氧槍噴頭包括噴頭端部及沿圓周均勻分布在噴頭端部上的多個(gè)周圍噴射孔，以及分別與噴頭端部外壁、中壁及內(nèi)壁焊接的外焊管、中焊管及內(nèi)焊管，內(nèi)焊管與中焊管之間的中層間隙、中焊管與外焊管之間的外層間隙相連通形成循環(huán)水冷卻通道，內(nèi)焊管的內(nèi)層間隙為總氧道，且多個(gè)周圍噴射孔均與內(nèi)層間隙和外界連通，所述噴頭端部的中心部位還開設(shè)有中心噴孔，所述中心噴孔的中心軸線位于所述噴頭端部的中心軸線上，且所述中心噴孔與內(nèi)層間隙和外界均連通。進(jìn)一步地，所述中心噴孔的中心軸線與多個(gè)所述周圍噴射孔的中心軸線的夾角α均為14.8°～15.3°，多個(gè)所述周圍噴射孔的出口面與所述中心噴孔的出口面的夾角β均與夾角α相等。進(jìn)一步地，所述周圍噴射孔為五個(gè)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：1)由于噴頭端部中部噴孔的存在，可有效抵消超音速射流條件下噴頭端部中心區(qū)域產(chǎn)生的負(fù)壓區(qū)，保證五個(gè)周圍噴孔射流按預(yù)定方向噴射，避免冶煉初期的爐渣噴濺；2)中心噴孔的中心軸線與五個(gè)周圍噴射孔的中心軸線的夾角α均為14.8°～15.3°，大于傳統(tǒng)200t轉(zhuǎn)爐氧槍的噴孔傾角，可擴(kuò)大沖擊面積，加上中心噴孔的存在，進(jìn)一步提升對(duì)金屬熔池的攪拌能力及供氧強(qiáng)度，在冶煉初期快速升溫、化渣，從而提高冶煉效率；3)采用五加一式的噴孔結(jié)構(gòu)，氧氣通量大，可保證冶煉末期碳氧持續(xù)反應(yīng)的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)條件，以快速達(dá)到超低碳鋼的冶煉終點(diǎn)要求；4)本技術(shù)大流量的氧槍噴頭可配合0.08m3/t·min以上大氣量轉(zhuǎn)爐底吹，進(jìn)一步提高冶煉效率并優(yōu)化脫磷效果。附圖說(shuō)明圖1為本技術(shù)冶煉超低碳鋼用氧槍噴頭的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的A向示意圖。噴頭端部1、外壁2、中壁3、內(nèi)壁4、外焊管5、中焊管6、內(nèi)焊管7、外層間隙8、中層間隙9、內(nèi)層間隙10、周圍噴射孔11、中心噴孔12。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本技術(shù)作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。如圖1、圖2所示的冶煉超低碳鋼用氧槍噴頭，氧槍噴頭包括噴頭端部1及沿圓周均勻分布在噴頭端部1上的多個(gè)周圍噴射孔11(本實(shí)施例中設(shè)有五個(gè)均勻分布的周圍噴射孔11)，以及分別與噴頭端部1外壁2、中壁3及內(nèi)壁4焊接的外焊管5、中焊管6及內(nèi)焊管7，內(nèi)焊管7與中焊管6之間的中層間隙9、中焊管6與外焊管5之間的外層間隙8相連通形成循環(huán)水冷卻通道，即冷卻水從中層間隙9進(jìn)入，從中層間隙9和外層間隙8流出，保證氧槍工作狀態(tài)的穩(wěn)定，而內(nèi)焊管7的內(nèi)層間隙10為總氧道，且五個(gè)周圍噴射孔11均與內(nèi)層間隙10和外界連通。本技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)在于：噴頭端部1的中心部位還開設(shè)有中心噴孔12，該中心噴孔12的中心軸線位于噴頭端部1的中心軸線上，且中心噴孔12與內(nèi)層間隙10和外界均連通；并且，中心噴孔12的中心軸線與五個(gè)周圍噴射孔11的中心軸線的夾角α均為14.8°～15.3°(優(yōu)選為15°)，同時(shí)，五個(gè)周圍噴射孔11的出口面與中心噴孔12的出口面的夾角β均與夾角α相等。在0.9MPa工作氧壓條件下，五個(gè)周圍噴射孔11與中心噴孔12的結(jié)構(gòu)滿足射流馬赫數(shù)相等的條件。采用本技術(shù)冶煉超低碳鋼用氧槍噴頭冶煉超低碳鋼的過(guò)程如下：1)將氧槍噴頭與槍體焊接，保證焊接接口平滑、密封性良好，之后將氧槍裝入升降系統(tǒng)；2)在200t轉(zhuǎn)爐中冶煉低溫低硅鐵水時(shí)，向爐內(nèi)兌入廢鋼和鐵水總量約200t后，按多次少量的原則加入活性石灰，專用氧槍開始吹煉，槍位與常規(guī)氧槍冶煉普通鐵水時(shí)保持一致，約1.8m左右，底吹強(qiáng)度初始控制在0.05～0.06Nm3/t·min。此狀態(tài)維持約120-150s,進(jìn)入中期冶煉冶煉階段；3)在冶煉中期，可配合爐料加入操作及爐內(nèi)綜合狀況，在1.6～1.8m之間調(diào)整槍位，在穩(wěn)定冶煉期槍位保持在1.65m，吹煉總時(shí)間至850～900s后，進(jìn)入冶煉終點(diǎn)調(diào)整階段，此階段底吹強(qiáng)度控制在0.08Nm3/t·min左右；4)冶煉終點(diǎn)調(diào)整階段及冶煉中末端，氧槍槍位控制在1.55m左右，對(duì)熔池進(jìn)行強(qiáng)攪拌和深脫碳，底吹流量增加至0.1Nm3/t·min的水平，以使熔池碳氧達(dá)到平衡狀態(tài)，最后測(cè)溫、取樣，升槍出鋼，冶煉終點(diǎn)鋼水碳含量在0.04％以下、溫度1650℃以上。綜上所述：由于噴頭端部1中部噴孔12的存在，可有效抵消超音速射流條件下噴頭端部1中心區(qū)域產(chǎn)生的負(fù)壓區(qū)，保證五個(gè)周圍噴孔11射流按預(yù)定方向噴射，避免冶煉初期的爐渣噴濺；中心噴孔12的中心軸線與五個(gè)周圍噴射孔11的中心軸線的夾角α均為14.8°～15.3°(優(yōu)選為15°)，大于傳統(tǒng)200t轉(zhuǎn)爐氧槍的噴孔傾角，可擴(kuò)大沖擊面積，加上中心噴孔的存在，進(jìn)一步提升對(duì)金屬熔池的攪拌能力及供氧強(qiáng)度，在冶煉初期快速升溫、化渣，從而提高冶煉效率；采用五加一式的噴孔結(jié)構(gòu)，氧氣通量大，可保證冶煉末期碳氧持續(xù)反應(yīng)的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)條件，以快速達(dá)到超低碳鋼的冶煉終點(diǎn)要求，實(shí)踐中可在900s時(shí)間內(nèi)達(dá)到冶煉終點(diǎn)，終點(diǎn)碳含量在0.04％以下、溫度達(dá)到1650℃以上，為后續(xù)RH工序進(jìn)一步控制碳含量提供成分和溫度基礎(chǔ)；另外，本技術(shù)大流量的氧槍噴頭可配合0.08m3/t·min以上大氣量轉(zhuǎn)爐底吹，進(jìn)一步提高冶煉效率并優(yōu)化脫磷效果。本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種冶煉超低碳鋼用氧槍噴頭，所述氧槍噴頭包括噴頭端部(1)及沿圓周均勻分布在噴頭端部(1)上的多個(gè)周圍噴射孔(11)，以及分別與噴頭端部(1)外壁(2)、中壁(3)及內(nèi)壁(4)焊接的外焊管(5)、中焊管(6)及內(nèi)焊管(7)，內(nèi)焊管(7)與中焊管(6)之間的中層間隙(9)、中焊管(6)與外焊管(5)之間的外層間隙(8)相連通形成循環(huán)水冷卻通道，內(nèi)焊管(7)的內(nèi)層間隙(10)為總氧道，且多個(gè)周圍噴射孔(11)均與內(nèi)層間隙(10)和外界連通，其特征在于：所述噴頭端部(1)的中心部位還開設(shè)有中心噴孔(12)，所述中心噴孔(12)的中心軸線位于所述噴頭端部(1)的中心軸線上，且所述中心噴孔(12)與內(nèi)層間隙(10)和外界均連通。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種冶煉超低碳鋼用氧槍噴頭，所述氧槍噴頭包括噴頭端部(1)及沿圓周均勻分布在噴頭端部(1)上的多個(gè)周圍噴射孔(11)，以及分別與噴頭端部(1)外壁(2)、中壁(3)及內(nèi)壁(4)焊接的外焊管(5)、中焊管(6)及內(nèi)焊管(7)，內(nèi)焊管(7)與中焊管(6)之間的中層間隙(9)、中焊管(6)與外焊管(5)之間的外層間隙(8)相連通形成循環(huán)水冷卻通道，內(nèi)焊管(7)的內(nèi)層間隙(10)為總氧道，且多個(gè)周圍噴射孔(11)均與內(nèi)層間隙(10)和外界連通，其特征在于：所述噴頭端部(1)的中心部位還...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：楊治爭(zhēng)，洪霞，付勇濤，嚴(yán)翔，官計(jì)生，尹云洋，朱從茂，陳昊，金勇，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：武漢鋼鐵股份有限公司，
類型：新型
國(guó)別省市：湖北,42