半钢冶炼氧枪优化工艺研究

杨宗波，李志丹

（成渝钒钛科技有限公司炼钢厂，四川 内江 642469）

钒钛科技炼钢厂80t转炉，因高炉产量增加，为有效消化高炉来铁，必须进一步缩短冶炼周期。但在采用4孔φ30.3mm喉口氧枪吹炼时，因供氧流量偏低，供氧强度不足，整体吹炼时间偏长，无法满足降低生产周期的要求。

1 生产现状

钒钛科技炼钢厂为半钢冶炼，硅、锰氧化期短，初期渣形成困难；半钢热源不足，吹炼终点碳温不平衡；同时因80t转炉是在50t转炉基础上进行扩容，炉容比较小。因此要求吹炼过程中，控制脱碳速度，稳定炉渣中FeO含量，防止喷溅，并相应缩短供氧时间。钒钛科技炼钢厂采用φ30.3mm喉口氧枪吹炼存在的问题如下。

1.1 供氧强度偏低，供氧时间长

当氧枪喷头的M和P设定以后，喷头的喉口面积取决于氧气流量，一旦喉口直径确定，氧气流量也基本确定，不能发生太大的波动，否则将严重影响吹炼效果。

φ30.3mm喉口氧枪，其氧气流量为16000m3/h，供氧强度3.48m3/t.min，平均供氧时间10.6min/炉。

1.2 渣中FeO含量偏高

由于采用φ30.3mm喉口氧枪，供氧强度偏低，吹炼过程脱碳速度缓慢，炉渣中FeO富集，终渣中FeO含量偏高。渣中FeO过高，虽然有利于化渣脱磷，但会导致金属损失增加，并对炉衬造成一定的侵蚀。因此终渣FeO必须合理控制。

表1 采用φ30.3mm氧枪吹炼终渣成份

2 优化氧枪喷头措施

在半钢冶炼条件下，为缩短供氧时间，保证冶炼效果和反应平衡，则氧气流量和供氧强度必然增加，相应的氧气喉口直径也随之增加。同时在供氧强度增加的情况下，应考虑氧气射流过强造成的喷溅，并控制脱碳反应，保持炉渣中合适的FeO含量。

2.1 氧枪喷头优化

原氧气流量16000m3/h，为缩短供氧时间1min，则根据氧气消耗平衡，则氧气流量需增加至17500m3/h，才能满足正常吹炼需求。

根据氧气流量与喉口面积公式：

Q—氧气流量 （m3/h）。

7)目前，这套联合制动系统通过推广应用，效果达到了设计要求，解决了煤层气钻机车重载下长坡无法持续制动的难题，但联合制动作用的匹配研究还需进一步跟踪测试完善。

AT—喉口面积，（cm2）。

P0—氧气的滞止压力（N/m）。

T0—氧气的滞止温度（K）。

喉口直径dr=（4×AT /π）1/2式（1-2）。

根据式（1-1）和（1-2）。

可得出dr=31.6mm。

从上述计算可得出，80t转炉需要将喉口直径增加至31.6mm，提高氧气流量和供氧强度，从而缩短供氧时间。

2.2 供氧参数调整

适当降低使用氧压，控制氧枪射流出口压力，避免氧枪射流过强冲击炉底。

适当提高吹炼枪位，控制过程脱碳速度。通常氧枪枪位为喉口直径的20～30倍，枪位应提高20mm左右，以保证氧枪射流对熔池的冲击面积。

3 φ31.6mm喉口氧枪使用效果

钒钛科技炼钢厂80t转炉通过对氧枪供氧参数的改造，进行了4孔φ31.6mm氧枪生产，其冶炼效果如下。

3.1 缩短供氧时间

从氧枪喉口直径扩大前后供氧时间对比看，采用大喉口氧枪，平均供氧时间缩短了52秒，吨钢氧气消耗量降低0.9m3/t，供氧强度则提升了0.22m3/t.min。

表2 采用φ31.6mm氧枪供氧参数情况

从实际生产数据对比可看出，氧枪喉口扩大后，供氧强度增加，半钢强冶炼强化，有效提高了氧气的利用率，供氧时间以及吨钢氧耗指标均得到提升。

3.2 稳定吹炼控制

采用φ31.6mm氧枪，在氧枪吹炼枪位增加10mm～20mm的情况下，氧气射流对熔池的冲击搅拌效果仍然得到保障。吹炼过程炉渣中FeO消耗速度与FeO生成速度保持平衡，很好的防止了返干，并抑制了喷溅。

从吹炼终渣情况看，炉渣渣态较φ30.3mm氧枪吹炼时，略微粘稠一些，表明炉渣中FeO含量有所降低。

从表3中可看出，采用φ31.6mm氧枪吹炼，终渣FeO含量较使用φ30.3mm氧枪，略有下降。

表3 采用φ31.6mm氧枪吹炼终渣情况

从表4中可看出，采用φ31.6mm氧枪吹炼，冶炼消耗与脱磷情况，与φ30.3mm氧枪吹炼效果基本相当，但碳温平衡效果更好一些。

表4 采用φ31.6mm氧枪吹炼指标情况

4 结语

钒钛科技炼钢厂80t半钢冶炼转炉，通过对氧枪喷头及供氧参数进行优化，采用φ31.6mm喉口氧枪吹炼，缩短供氧时间52秒，同时各项指标得到稳定控制，并有一定的提升。

使用φ31.6mm喉口氧枪完全满足半钢冶炼要求，取得了良好的冶炼效果。