济钢120t转炉倒锥度氧枪的研制与应用

1 前 言 　　济南钢铁股份有限公司第三炼钢厂（简称济钢第三炼钢厂）120t转炉引进达涅利公司的副枪及自动化炼钢模型，在吹炼后期需要使用副枪取样并测量熔池温度、碳含量。为提高测量数据的准确性、稳定性，测量时将氧气流量降到正常情况的60％左右，对熔池形成软吹，渣中（FeO）迅速升高，测量结束后又将氧气流量提高到正常，这时很容易引起喷溅。为了防止这种喷溅，冶炼过程中控制渣中（FeO），炉渣流动性较差，造成返干几率增加，易粘枪。进行溅渣护炉时，粘枪更加严重，甚至提不出氧枪孔，被迫割枪，缩短了氧枪寿命，打断了生产节奏，同时带来了安全隐患。处理氧枪粘钢，增加了劳动强度，影响了转炉作业率。为此，除积累生产经验、加强工艺操作外，采用倒锥度氧枪可以较好地解决上述问题。 2 倒锥度氧枪的设计 　　倒锥度氧枪的设计思路是在保证水冷喷头和枪身冷却效果的同时，将枪体由原来的直筒型改为具有一定锥度的锥体型，这样枪体粘渣后容易自动脱落。枪体结构见图1。 2.1 锥度部分长度的选择 　　氧枪下部锥度部分的长度，主要取决于枪体粘渣长度，锥度的大小，首先应使粘渣容易脱落，其次要保证氮封口内径尺寸不影响氧枪的升降，还要顾及氧枪回水流速不能有太大的变化，以保证氧枪的整体冷却效果。根据氧枪喷头特性、工作氧压和工作枪位，结合现场氧枪粘钢情况，一般氧枪粘钢部分长度不超过6m。综合考虑，选择枪体倒锥度的长度为6m。 2.2 氧枪倒锥度及管径的选择 　　外管和中管同时采用倒锥度。考虑倒锥度的大小，锥度氧枪外管选择为（Φ299—Φ273）mm×13mm，采用Φ299mm×Φ273mm×13mm的异径接头，锥度管长度为6m。相应的中管尺寸为（Φ245—Φ219）mm×6mm，采用Φ245mm×Φ219mm×6mm的异径接头。外管和中管的倒锥度均选为0.12°。经计算，冷却最大变径处水流速为6.1m/s，根据经验，出水流速要大于6m/s才能保证冷却效果，否则流速低严重影响热量的传递，冷却强度不够，容易烧枪、粘钢。因此，选择锥度氧枪外管为（Φ299—Φ273）mm×13mm，锥度管长度为6000mm，相应的中管采用（Φ245—Φ219）mm×6mm，能够满足冷却条件，氧枪水压2.5MPa保持50min无渗漏。 3 应用效果 　　对直筒氧枪和倒锥度氧枪各进行200炉试验，水温差测试数据取平均值，分别为14℃和15℃。从试验数据来看，倒锥度氧枪的冷却强度和直筒氧枪相近，能满足冷却要求。200炉试验的氧枪粘钢情况和处理难易程度统计数据见表1。 由表1可知，倒锥度氧枪粘钢情况比直筒氧枪有所改善，粘钢也容易处理，既提高了枪龄，又降低了劳动强度，提高了生产率。2003年8月11日投用至今，倒锥度氧枪使用情况良好，枪体冷却效果好，氧枪粘渣可自动掉落，粘钢容易处理，平均枪龄可达312炉，最高431炉。按120t转炉年产钢150万t、单炉产量145t、吨钢效益200元计，采用倒锥度氧枪增产效益可达750万元。同时提高了枪龄，按每支氧枪费用2800元计，可减少氧枪费用83万元。因此，采用倒锥度氧枪年综合效益可达833万元。 信息来源于：山东冶金