转炉冶炼的高强度供氧

sunny2008

研究工作表明，高供氧强度吹炼可以加快转炉炼钢过程的反应速度，改善反应的动力学条件，使脱磷、脱硫等反应更接近平衡，从而提高氧气转炉的生产率。目前，国内大型转炉的供氧强度平均在3.2m3/(min·吨钢)，相比国际先进水平4m3/(min·吨钢)，还有很大的提高空间。

南京钢铁公司与钢铁研究总院合作进行了提高转炉供氧强度、缩短每炉钢供氧时间的研究。新喷头的氧气流量比旧喷头增加14%，供氧强度达到4.38m3/(min·吨钢),每炉钢吹氧时间平均为12.2分钟，比旧喷头缩短了1.5分钟。由于氧枪设计合理，冷却水流量达到60m3/h，氧枪具有足够的冷却能力。实践证明，与旧喷头相比，新喷头氧气射流对熔池的搅拌能量增加21%，熔池的混匀时间缩短10秒左右。新喷头改善了熔池化学反应的动力学条件，使炉渣的脱磷、脱硫效率提高。实验也表明，高供氧强度不仅适用于铁水条件较好的转炉，而且同样适用于铁水中磷含量、硫含量偏高的转炉。另外，由于新喷头对熔池的强烈搅拌和适当的喷孔角度，使成渣速度加快、化渣效果更好，喷溅明显减少。

唐山钢铁公司与钢铁研究总院合作，进行了高供氧强度下吹炼的工艺开发，取得了明显成效。供氧强度由3.90m3/(min·吨钢)提高到4.65m3/(min·吨钢)，氧气流量增加15%，达到国内领先水平。在采用这种新技术后，平均每炉吹氧时间缩短2.1分钟，生产能力提高7%；由于转炉生产率的提高，增加了工序间生产组织的缓冲能力，大幅度地减少了连铸生产中断，明显提高连铸坯产量；吹炼过程化渣快，吹炼到3分钟炉渣碱度就可达到2.06，喷溅和返干比原来减少10.5%，未发生返干和喷溅的炉数占82.0%；由于枪身粘钢割枪的比例减少13%，周转氧枪减少12只，喷头寿命提高20炉，达到200炉；由于氧气射流对熔池的冲击作用减小，减轻了转炉炉底侵蚀，补炉底次数明显减少，十分有利于炉龄的提高。经实际生产证明，仅提高转炉产量一项，每年就可取得360万元的经济效益。

在这种技术改造中，氧枪喷头的改进是一个关键。过去，我国的一些大型转炉，使用进口喷头，价格昂贵，且不能满足钢铁发展的要求。现在我国已经能够自主开发出大流量、高强度供氧喷头。马恩祥等人研发的喷头经宝钢实际生产检验，显示出一系列优点：(1)在相同操作压力下新喷头比进口喷头总供氧量增加12.4%。与进口喷头相比，每炉纯吹氧时间缩短2.1分钟，每炉节约氧耗218m3，年直接经济效益1360万元，还节省了进口喷头所需的外汇。(2)射流速度衰减慢，凹坑深度和冲击面积都有所增加，对化渣、脱碳有利。(3)使用该喷头冶金效果好，钢水中[P]、[S]低，具有化渣好、喷溅少、操作稳定等优点。(4)使用该喷头可明显改善炉渣成分，有利于提高炉龄，与进口喷头相比，最多可提高341炉。