炉壁集束氧枪系统在电炉中的应用

2009-06-30姚建波

科教导刊 2009年5期

关键词：脱碳电炉供氧

姚建波

摘要我厂引进北京科技大学的电炉炉壁集束氧枪系统,炉门吹氧装置,电炉EBT氧枪,应用于50吨电炉,提高电炉炼钢的冶炼节奏,生产成本大幅度下降。

关键词电炉冶炼节奏生产成本炉壁氧枪

中图分类号:TF7文献标识码:A

1 系统简介

我厂引进北京科技大学的电炉炉壁集束氧枪系统,炉门吹氧装置,电炉EBT氧枪,应用于50吨电炉,具体方案是炉门采用炉门氧枪装置,炉壁采用3个氧枪模块,炉门侧和加料孔附近各一个氧枪模块。进料区的氧枪前期可助熔废钢,中后期可脱碳,助熔采用氧枪的环氧喷吹工艺解决。EBT氧枪为单孔氧枪,安装在偏心区附近,对熔池进行集束吹氧,有效地将化学能引入电炉熔池中。完成助熔、二次燃烧和强化脱碳升温,从而缩短冶炼时间,提高生产效率,降低电耗。

2 炉壁氧枪系统组成

炉壁氧气喷枪装置、氧气流量控制站、自动控制系统、炉门氧枪系统(改造)。

2.1炉壁氧气喷枪装置

(1)水冷铜块:数量:带超音速主氧及环氧的2套吹氧模块。大小:尺寸300280700mm。重量:约200-300kg。功能:安装固定氧枪。连接冷却水,单块冷却水流量为12-15t/h,水压差大于0.40Mpa-0.60Mpa。

主要结构特征:模块的表面有挂渣设计,模块的具体尺寸根据炉壳的实际情况专门优化设计,用于对氧枪固定和保护;水冷铜块回水接测温热电阻(安装在回水槽回水管上),检测铜盘回水温度,当回水温度大于55℃时系统报警。

EBT铜盘:数量:带超音速主氧的1套吹氧模块。大小:尺寸(初步)300280700mm。重量:约200-300kg。功能:安装固定EBT氧枪。连接冷却水,单块冷却水流量为12-15t/h,水压差大于0.40 Mpa-0.60Mpa

(2)炉壁氧气喷枪。超音速氧气集束喷枪数量:2支。大小:氧气燃烧室的枪体为铜钢材质,长度大约1000mm,直径约133mm。重量:约50kg。功能:脱碳、助熔、二次燃烧。EBT超音速单孔氧枪数量:1支。大小:枪体为铜钢材质,长度大约700mm,直径约108mm。重量:约20-30kg。功能:助熔、二次燃烧。

主要结构特征:系统控制吹氧模式有助熔模式、脱碳模式、氧枪保护模式等。最高射流强度为2.0马赫。

2.2氧气流量控制站

数量:氧气阀组每炉1套,共2套。大小:长5000mm宽2500mm高2000mm(初步设计)。重量:1600-2000kg。功能:氧气流量、压力控制调节。

设备特征:系统由一套单独的氧气流量控制站进行控制,阀站提前预组装;全部部件均进行特殊清洗以保证安全的需要;氧气阀站对氧气流量通过PLC和气动执行机构进行单独控制。

2.3 自动控制系统

采用分时段控制理论(专利技术)实现供氧的全、半自动操作,具备分钢种及分不同原料条件的多种操作模式的软件条件,实现提高供氧效率。计算机通过PLC控制阀站和气动执行机构进行炉壁炉门氧气、及喷吹碳粉控制。

2.4喷粉罐及喷吹系统

数量:每炉1套,共2套。大小:480020002000(初步设计)。喷粉罐为2路喷粉出口。罐体积为1.5m3,按国家压力容器标准设计,粉重1000kg左右。储粉仓为3m3,可储存碳粉2000kg左右。

3 功能描述

(1)由于采用电炉内壁水冷模块化技术减少了超音速射流到熔池面的距离,喷射距离较常规的炉壁助熔烧嘴减少40%以上,加上氧枪头特殊的拉瓦尔孔型设计,因而能够有效地利用超音速射流,使其穿透力和利用效率大大地提高。

(2)如果模块的安装位置太高则利用效率有限,所受热负荷强度高,太低则不太安全,所以在安装前我们进行最优化设计,对原炉壳的改动最小。

(3)根据不同冶炼阶段,对炉壁及炉门氧气流量采用模块化供氧方式及分时段供氧曲线进行控制,获得最佳的供氧效率及冶炼效果。