管式炉氧枪的应用.docx
管式炉氧枪的应用化学反应热在电炉能量输入中占了相当大的比例，达到20,30,;特别是管式 炉，电炉使用铁水后，化学热的比例达到40,50,这是现代电弧炉炼钢工艺的 一个特点;用氧技术是现代高新技术的集中体现，供电与供氧的结合是管式炉，电 炉提高生产节奏及节能降耗的重要手段。2）在吹氧条件下，熔池中各元素氧化1kg 时所产生的理论热值在吹氧条件下，熔池中各元素被氧化1kg时所产生的理论热值 见下表：反应热相对成本？（参考值）元素产物kj/kg Kw?h/kgAl A1203 30. 995 8. 61 3. 7Si Si02 32. 157 8. 93 3.2Mn MnO 6. 992 1.94 6.0Fe FeO 4.775 1.33 1.8C CO 9. 159 2.54 0. 5,0.6C C02 32. 761 9. 10 0. 3, 0. 6?假设每kw?h的电价为k 3）管式炉炉门枪机械装置管式炉炼钢吹氧是强化电 炉冶炼的重要手段之一。利用钢管插入熔池吹氧是最常使用的方法。为了充分人工吹氧的劳动利用炉内化学能，近年来吨钢用氧量逐渐增加；同时，考虑到 条件差、不安全、吹氧效率不稳定等因素，开发出电炉炉门枪机械装置。如德国 BSE公司研制的自耗式氧枪装置及德国Fuchs、美国Berry,美国燃烧公司等开发 的水冷式氧枪装置。由于自耗式氧枪消耗大量吹氧管，新建的管式炉已较少安装。 炉门枪装置的作用是吹氧助熔和精炼及向熔池吹碳粉造泡沫渣。综合管式炉炉门枪 的使用效果为:提高吹氧效率，缩短冶炼时间515min;节省吹氧管80,90,吨钢 降低成本1530元;改善了工人的劳动条件，代替人工吹氧90,。4）管式炉集束射 流氧枪集束射流（Coherentjet）氧枪技术是一种新型的氧气喷吹技术，能够解决传 统超音速氧枪喷射距离短、冲击力小、氧气利用率低的缺点，主要是利用介质燃 烧形成的封套保护主氧气流。集束射流氧枪的出口马赫数可以达到2（0左右，技术 状态的射流距离能够达到1.2, 2. 1m,可直接安装在炉壁，实现助熔 脱碳等功能。 集束射流氧枪应用于电炉的主要收益体现于：（1）具有吹氧、燃烧和二次燃烧等多种 功能，并实现集中自动控制，从而减少了各系统分别设置的设施成本和分别操作 的过程成本。（2）由于燃烧功能的设置，可以事先预热、熔化废钢，从而降低电能 消耗（吨钢至少20kW?h）。（3）由于具有较强的冲击、搅拌能力，氧气和喷人炭粉 的利用率提高，从而降低了氧气和炭粉的消耗量。（4）由于二次燃烧功能的设置， 充分利用炉内C0燃烧提高炉温，进而降低能源消耗。（5）由于减少喷溅，渣中铁 含量的降低，金属收得率提高并降低炉体的维护成本。集束氧枪对废钢的切割熔化 更加迅速，能够将氧气更加有效地吹入熔池中，大大提高氧气的利用率。首先打开 副氧系统，延迟一定时间打开压缩空气系统，然后再延迟一定时间后打开燃油（或 燃气）系统，同时进行主氧气的供给。关闭时，应首先关闭燃油和主氧气，然后顺 序关闭压缩空气和副氧气。自动报警处理，防止油压超过压缩空气压力造成严重 安全事故。5）管式炉炉门枪装置的组成管式炉氧枪的应用炉门枪由炉门水冷氧枪和炉门枪组成;机械系统由大臂回转、枪体回转、枪体 摆动及升降系统组成;炉门枪装置上配置的氧枪，在熔化期可助熔，氧化期可脱碳 精炼。炉门枪装置配置碳枪，主要用于造泡沫渣。6）氧燃助熔燃料的种类烧嘴所用燃料有固体、液体和气体3类。液体燃料中目前较倾向于使用轻柴 油，因其使用方便、清洁，设备维护容易，是首选的辅助燃料。气体燃料主要是天 然气，我国目前资源有限，使用较少;而煤气等气体燃料因热值较低、废气量也很 大，没有使用。我国曾结合资源条件开发了固体燃料的煤氧技术，但喷吹的热效率 较低，投资较大，且其中粉煤的制备、存贮、运输以及燃烧产物中的硫和灰分残 渣的去除和分离等较为繁琐。7)自耗式管式炉炉门碳氧枪目前电炉炉门枪基本采用水冷设计。由于水冷氧枪也存在某些缺点，巴登钢铁 公司研究应用了自耗式炉门枪，具有喷吹石灰及喷吹炭粉造泡沫渣的功能。与水冷 氧枪相比，它的优点是操作安全系数大，喷吹角度大，可直接切割废钢。缺点是吹 氧管成本高，不能连续吹氧。8)EBT氧枪现代电弧炉为了实现无渣出钢，均采用了偏心炉底出钢(EBT)技术。这样不仅 减少了出钢过程的下渣量，而且缩短了冶炼周期、减小了出钢温降等。但同时也使 得EBT区成为UHPEAF的冷区之一，造成该区的废钢熔化速度较慢，熔池成分与 中心区域有较大差别等。为了解决EBT冷区问题，可以在偏心炉侧上方安装EBT 氧枪，对该区进行吹氧助熔。EBT氧枪能促进此区的废钢熔化，并在出现熔池后， 提高EBT区的熔池温度，均匀熔池成分，实现CO的再燃烧。实际应用中，采用 EBT氧枪完全解决了 EBT区域的废钢在出钢时还未熔化及造成的出钢口打不开等问 题，同时使出钢时EBT区域的温度及成分与炉门口区域温 度及成分的误差仅相差 0(5, 1(0, o EBT氧枪在设计中需要考虑其冲击力。由于EBT区的熔池浅，EBT氧枪 的氧气射流的穿透深度在设计上不能超过£13丁区熔池深度的2,3,同时应避开出钢 口区域。考虑到氧气射流的衰减，采用伸缩式驱动EBT氧枪，根据冶炼的情况调整 枪的位置。9)影响烧嘴的效率的因素管式炉是通过电极起弧产生热量炼钢，钢铁料从电极中心向四周慢慢熔化，热 损耗较大，熔炼时间较长。氧燃枪亦称氧燃烧嘴，布置在电炉冷区的炉壁上，依靠 烧嘴与电弧供电的合理匹配，实现废钢均衡熔化。烧嘴使用效率取决于：(1)管式炉氧枪的应用废钢温度和受热面积，若熔化初期废钢温度高，受热面积大，则烧嘴效率可达 80, ; (2)在不同阶段确定合适的氧油比例，在废钢接近熔清时，烧嘴油量应减少。 烧嘴所用燃料除油外，还有天然气或煤粉。也有将氧燃烧嘴用在烟道处预热废钢 的，但应注意环保。
