一种转炉溅渣护炉用混喷装置及其使用方法与流程

本发明涉及转炉领域，具体来说是一种转炉溅渣护炉用混喷装置及其使用方法。

背景技术：

溅渣护炉是在转炉出钢结束、对炉渣改质处理后，通过氧枪向熔渣吹氮气，使炉渣溅起并附着在炉衬上，形成对炉衬的保护渣层，减轻炼钢过程对炉衬的机械冲刷和化学侵蚀，从而达到保护炉衬、提高炉龄的目的。

炉渣的性质对溅渣护炉效果有重要的影响，在炉渣的物理性质中，对溅渣护炉有重要影响的是炉渣的粘度、熔化温度及过热度。炉渣的熔化温度低，过热度高时，溅渣层易熔化、分层，炉衬保护效果不佳；在相同组分条件下，过热度越高，炉渣粘度越小，炉渣虽易溅起，但挂渣困难，溅渣层薄；炉渣粘度过大时，炉渣难溅起，不易挂在炉壁上；因此溅渣需要合适的粘度、过热度。

传统溅渣工艺主要存在如下问题：

(1)炉渣的冷却速度慢。吹氮除了提供溅渣动能外，还有冷却炉渣的作用(溅渣前期主要是对炉渣进行冷却，因为在这段时间内炉渣过热度较高，炉渣粘度低，即使溅到炉壁上也粘结不好)。由于溅渣气体的热容小，对炉渣冷却的速度慢，达到溅渣所需合适的粘度孕育期长，进而导致整个溅渣护炉周期长、炼钢生产效率低、氮气消耗大。

(2)对原有炉衬的有一定的损害。高温终渣氧化性强且粘度低，在强力氮气流的推动下，对炉衬烧结层产生高速冲刷，存在一定程度的化学侵蚀及机械损伤。炉渣温度降低得越慢，渣粘度升高也就越缓，损害就越严重。

所以为了解决以上问题，一种可以规避以上问题的转炉溅渣用的装置或方法是现在所需要的。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能够减少氮气消耗和减少溅渣前期高温氧化渣对炉衬的机械和化学侵蚀的新型转炉溅渣用的装置。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种转炉溅渣护炉用混喷装置，包括枪体，所述枪体内部中空形成中通通道，所述枪体端部设有喷头；所述中通通道与喷头相连通；所述枪体连接有用于供氮的供气管道和用于供水的供水管道。

所述供水管道与供气管道都与枪体中通通道相连通。

所述供水管道与枪体接口处于供气管道与枪体接口上方。

枪体包括内层管，中层管以及外层管，所述中层管套在内层管外侧，所述外层管套在中层管外层；所述内层管、中层管以及外层管同轴设置；所述内层管内部通道形成中通通道；所述中层管与内层管间的间隙形成冷却水进水通道；所述中层管与外层管间的间隙形成冷却水出水管道；所述中层管靠近喷头一端设有连通孔，所述连通孔用于冷却水进行水通道与冷却水出水通道相连通。

所述枪体上设有支撑块，所述支撑块呈倒锥台型。

所述供水管道靠近中通通道的一端设有阻挡板，所述阻挡板上设有透水孔。

一种转炉溅渣护炉用混喷装置的使用方法，所述使用方法包括如下步骤：

(1)溅渣作业过程中，n2、h2o分别经供气管道和供水管道输入到枪体内部，n2、h2o在枪体内混合后经枪体由喷头喷入到转炉内进行溅渣操作；

(2)溅渣前期采用n2和h2o混合喷入转炉内，待炉渣冷却到设定范围值后，供水管道关闭，供气管道持续开启，在溅渣后期单独采用氮气单喷，直至，

溅渣护炉操作完成。

所述步骤(1)中要求n2和h2o混合时，水压大于氮气的压力。

所述步骤(1)中n2和h2o混合时水流量为q＝a*c*0.25；q为液态水流量，

kg/min；a为系数，取1-10；c为转炉的公称容量。

本发明的优点在于：

本发明公开了一种转炉溅渣护炉用混喷装置，采用在溅渣氮气中加入数量可控的水混合喷吹，通过水的急速汽化降低炉渣过热度并达到目标渣粘度、过热度范围，缩短溅渣时间，减少氮气消耗和减少溅渣前期高温氧化渣对炉衬的机械和化学侵蚀的目的。

附图说明

下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中枪体的剖视图。

图3为本发明中阻挡板使用时的结构示意图。

图4为本发明中阻挡板的主视图。

上述图中的标记均为：

1、供气管道，2、冷却水进水管，3、冷却水回水管，4、供水管道，5、枪体，6、喷头。

具体实施方式

下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

一种转炉溅渣护炉用混喷装置，包括枪体5，所述枪体5内部中空形成中通通道5-11，所述枪体5端部设有喷头6；所述中通通道5-11与喷头6相连通；所述枪体5连接有用于供氮的供气管道1和用于供水的供水管道4；供水管道4为转炉供水，供气管道1用于向转炉内吹气，通过两者的配合，水液的急速汽化降低炉渣过热度并达到目标渣粘度、过热度范围，缩短溅渣时间，氮气的吹动，提供了溅渣的动能，通过两者的配合可以减少氮气消耗和减少溅渣前期高温氧化渣对炉衬的机械和化学侵蚀的目的。

作为优选的，本发明中所述供水管道4与供气管道1都与枪体5中通通道5-11相连通；这样的设置，使得供水管道4供入中通通道5-11的水液和供气管道1供入中通通道5-11的气体，可以在枪体5内混合，混合后的氮气和水的混合液从喷头6喷入转炉内，通过水的急速汽化降低炉渣过热度并达到目标渣粘度、过热度范围，缩短溅渣时间，减少氮气消耗和减少溅渣前期高温氧化渣对炉衬的机械和化学侵蚀的目的。

作为优选的，本发明中所述供水管道4与枪体5接口处于供气管道1与枪体5接口的上方；这样的结构设计，使得供气管道1供入的水液在气体的后端，气体可以对水液具有一个吹散的效果，更好的实现了氮气与水液的混合。

作为优选的，本发明中枪体5包括内层管5-1，中层管5-2以及外层管5-3，所述中层管5-2套在内层管5-1外侧，所述外层管5-3套在中层管5-2外层；所述内层管5-1、中层管5-2以及外层管5-3同轴设置；所述内层管5-1内部通道形成中通通道5-11；所述中层管5-2与内层管5-1间的间隙形成冷却水进水通道5-22；所述中层管5-2与外层管5-3间的间隙形成冷却水出水管道5-33；所述中层管5-2靠近喷头6一端设有连通孔，所述连通孔用于冷却水进行水通道与冷却水出水通道相连通；三层管道的设置，使得枪体5内侧形成三条通道，中间通道用于混合液的喷洒；其余两条通道可以用于枪体5的冷却，通过冷却水在外侧两条通道的运行，可以很好的实现对枪体5的冷却；另外本发明冷却水进水通道5-22处于内侧，可以减少转炉温度对混合液温度的影响。

作为有优选的，本发明中所述枪体5上设有支撑块7，所述支撑块7呈倒锥台型；支撑块7的合作，可以实现枪体5在转炉炉口的放置，支撑块7与炉口的配合，可以实现枪体5的悬挂。

作为有优选的，本发明中所述供水管道4靠近中通通道5-11的一端设有阻挡板41，所述阻挡板41上设有透水孔42；因为阻挡板41的设置，使得水液进入枪体5时，无法避免的分割成多个水柱，这是形成一个喷水柱，后续在枪体5内部整合成到一起，而分割成多个水柱，增加了水液与氮气的接触面积，优化了氮气与水液的混合。

一种转炉溅渣护炉用混喷装置的使用方法，所述使用方法包括如下步骤：

(1)溅渣作业过程中，n2、h2o分别经供气管道1和供水管道4输入到枪体5内部，n2、h2o在枪体5内混合后经枪体5由喷头6喷入到转炉内进行溅渣操作；

(2)溅渣前期采用n2和h2o混合喷入转炉内，待炉渣冷却到设定范围值后，供水管道4关闭，供气管道1持续开启，在溅渣后期单独采用氮气单喷，直至，溅渣护炉操作完成。

所述步骤(1)中要求n2和h2o混合时，水压大于氮气的压力；保证氮气对水流的影响，同时保证水液的正常流动，保证对转炉的冷却。

作为优选的，本发明中所述步骤(1)中n2和h2o混合时水流量为q＝a*c*0.25；q为液态水流量，kg/min；a为系数，取1-10；c为转炉的公称容量；通过以上公式的公开，可以更好的达到本发明的目的。

下面结合具体实施例进行论述：

实例1：一种300吨溅渣护炉工艺及装置

一种300吨转炉溅渣护炉工艺，通过对溅渣过程不同阶段加入不同的雾化水量，以h2o-n2混喷至炉渣表面对其进行冷却，迅速降低炉渣过热度，达到起渣快、缩短溅渣时间，减少氮气消耗的目的。

300吨转炉溅渣护炉工艺主要参数：供氮流量1000-1050m3/min，工作氮压0.95-1.05mpa，总管氮压2.0-2.2mpa，枪位1.5-4.5m(距炉底)。

一种转炉溅渣护炉用混喷装置包括供气管道1、枪体冷却水进水管2、枪体冷却水回水管3、供水管道4、枪体5、喷头6；

枪体5为中空圆柱腔体，包括内层管5-1、中层管5-2以及外层管5-3，喷头6为铜质材料，其它部件为16mnr；

内层管5-1与供气管道1和供水管道4相连通；

中层管5-2与枪体冷却水进水管2连通；

外层管5-3与枪体冷却水回水管3连通。

溅渣作业过程中，n2、h2o分别经供气管道1、供水管道4输入、混合后经枪体5由喷头6喷出溅渣；

溅渣前期采用h2o-n2混合喷入，溅渣后期氮气单喷；

供水管道4外径50mm,壁厚8mm，混喷作业时水流量500kg/min；压力2.3-2.50mpa；氮气流量1000-1050m3/min；前1-2分钟低枪位1.8m。

所述混喷用水：悬浮物＜50mg/l,ph＝7-8,硬度＜100mg/l，油＜5mg/l。

各个管道上设有控制阀，供气管道1与供水管道4的开启顺序为：开启顺序：先开供气管道1，再开供水管道4，保证氮气和水液的混合，同时具有一定除渣能力，停止顺序：先关供水管道4，后关供气管道1，该部分是因为生产顺序的自我限定。

显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。