半鋼冶煉氧槍優化工藝研究

楊宗波，李志丹

（成渝釩鈦科技有限公司煉鋼廠，四川 內江 642469）

釩鈦科技煉鋼廠80t轉爐，因高爐產量增加，為有效消化高爐來鐵，必須進一步縮短冶煉周期。但在采用4孔φ30.3mm喉口氧槍吹煉時，因供氧流量偏低，供氧強度不足，整體吹煉時間偏長，無法滿足降低生產周期的要求。

1 生產現狀

釩鈦科技煉鋼廠為半鋼冶煉，硅、錳氧化期短，初期渣形成困難；半鋼熱源不足，吹煉終點碳溫不平衡；同時因80t轉爐是在50t轉爐基礎上進行擴容，爐容比較小。因此要求吹煉過程中，控制脫碳速度，穩定爐渣中FeO含量，防止噴濺，并相應縮短供氧時間。釩鈦科技煉鋼廠采用φ30.3mm喉口氧槍吹煉存在的問題如下。

1.1 供氧強度偏低，供氧時間長

當氧槍噴頭的M和P設定以后，噴頭的喉口面積取決于氧氣流量，一旦喉口直徑確定，氧氣流量也基本確定，不能發生太大的波動，否則將嚴重影響吹煉效果。

φ30.3mm喉口氧槍，其氧氣流量為16000m3/h，供氧強度3.48m3/t.min，平均供氧時間10.6min/爐。

1.2 渣中FeO含量偏高

由于采用φ30.3mm喉口氧槍，供氧強度偏低，吹煉過程脫碳速度緩慢，爐渣中FeO富集，終渣中FeO含量偏高。渣中FeO過高，雖然有利于化渣脫磷，但會導致金屬損失增加，并對爐襯造成一定的侵蝕。因此終渣FeO必須合理控制。

表1 采用φ30.3mm氧槍吹煉終渣成份

2 優化氧槍噴頭措施

在半鋼冶煉條件下，為縮短供氧時間，保證冶煉效果和反應平衡，則氧氣流量和供氧強度必然增加，相應的氧氣喉口直徑也隨之增加。同時在供氧強度增加的情況下，應考慮氧氣射流過強造成的噴濺，并控制脫碳反應，保持爐渣中合適的FeO含量。

2.1 氧槍噴頭優化

原氧氣流量16000m3/h，為縮短供氧時間1min，則根據氧氣消耗平衡，則氧氣流量需增加至17500m3/h，才能滿足正常吹煉需求。

根據氧氣流量與喉口面積公式：

Q—氧氣流量 （m3/h）。

7)目前，這套聯合制動系統通過推廣應用，效果達到了設計要求，解決了煤層氣鉆機車重載下長坡無法持續制動的難題，但聯合制動作用的匹配研究還需進一步跟蹤測試完善。

AT—喉口面積，（cm2）。

P0—氧氣的滯止壓力（N/m）。

T0—氧氣的滯止溫度（K）。

喉口直徑dr=（4×AT /π）1/2式（1-2）。

根據式（1-1）和（1-2）。

可得出dr=31.6mm。

從上述計算可得出，80t轉爐需要將喉口直徑增加至31.6mm，提高氧氣流量和供氧強度，從而縮短供氧時間。

2.2 供氧參數調整

適當降低使用氧壓，控制氧槍射流出口壓力，避免氧槍射流過強沖擊爐底。

適當提高吹煉槍位，控制過程脫碳速度。通常氧槍槍位為喉口直徑的20～30倍，槍位應提高20mm左右，以保證氧槍射流對熔池的沖擊面積。

3 φ31.6mm喉口氧槍使用效果

釩鈦科技煉鋼廠80t轉爐通過對氧槍供氧參數的改造，進行了4孔φ31.6mm氧槍生產，其冶煉效果如下。

3.1 縮短供氧時間

從氧槍喉口直徑擴大前后供氧時間對比看，采用大喉口氧槍，平均供氧時間縮短了52秒，噸鋼氧氣消耗量降低0.9m3/t，供氧強度則提升了0.22m3/t.min。

表2 采用φ31.6mm氧槍供氧參數情況

從實際生產數據對比可看出，氧槍喉口擴大后，供氧強度增加，半鋼強冶煉強化，有效提高了氧氣的利用率，供氧時間以及噸鋼氧耗指標均得到提升。

3.2 穩定吹煉控制

采用φ31.6mm氧槍，在氧槍吹煉槍位增加10mm～20mm的情況下，氧氣射流對熔池的沖擊攪拌效果仍然得到保障。吹煉過程爐渣中FeO消耗速度與FeO生成速度保持平衡，很好的防止了返干，并抑制了噴濺。

從吹煉終渣情況看，爐渣渣態較φ30.3mm氧槍吹煉時，略微粘稠一些，表明爐渣中FeO含量有所降低。

從表3中可看出，采用φ31.6mm氧槍吹煉，終渣FeO含量較使用φ30.3mm氧槍，略有下降。

表3 采用φ31.6mm氧槍吹煉終渣情況

從表4中可看出，采用φ31.6mm氧槍吹煉，冶煉消耗與脫磷情況，與φ30.3mm氧槍吹煉效果基本相當，但碳溫平衡效果更好一些。

表4 采用φ31.6mm氧槍吹煉指標情況

4 結語

釩鈦科技煉鋼廠80t半鋼冶煉轉爐，通過對氧槍噴頭及供氧參數進行優化，采用φ31.6mm喉口氧槍吹煉，縮短供氧時間52秒，同時各項指標得到穩定控制，并有一定的提升。

使用φ31.6mm喉口氧槍完全滿足半鋼冶煉要求，取得了良好的冶煉效果。