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洛陽魯威窯爐有限公司

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技術(shù)文章

管式爐氧槍的應(yīng)用

閱讀：484發(fā)布時(shí)間：2016-12-11

管式爐氧槍的應(yīng)用

化學(xué)反應(yīng)熱在電爐能量輸入中占了相當(dāng)大的比例，達(dá)到20％—30％；特別是管式爐，電爐使用鐵水后，化學(xué)熱的比例達(dá)到40％—50％，這是現(xiàn)代電弧爐煉鋼工藝的一個(gè)特點(diǎn)；用氧技術(shù)是現(xiàn)代*的集中體現(xiàn)，供電與供氧的結(jié)合是管式爐，電爐提高生產(chǎn)節(jié)奏及節(jié)能降耗的重要手段。

2)在吹氧條件下，熔池中各元素氧化1kg時(shí)所產(chǎn)生的理論熱值

在吹氧條件下，熔池中各元素被氧化1kg時(shí)所產(chǎn)生的理論熱值見下表：

元素	產(chǎn)物	反應(yīng)熱		相對(duì)成本①（參考值）
元素	產(chǎn)物	kJ/kg	Kw·h/kg	相對(duì)成本①（參考值）
Al	Al2O3	30.995	8.61	3.7
Si	SiO2	32.157	8.93	3.2
Mn	MnO	6.992	1.94	6.0
Fe	FeO	4.775	1.33	1.8
C	CO	9.159	2.54	0.5～0.6
C	CO2	32.761	9.10	0.3～0.6

①假設(shè)每kw?h的電價(jià)為1。

3)管式爐爐門槍機(jī)械裝置

管式爐煉鋼吹氧是強(qiáng)化電爐冶煉的重要手段之一。利用鋼管插入熔池吹氧是較常使用的方法。為了充分利用爐內(nèi)化學(xué)能，近年來噸鋼用氧量逐漸增加；同時(shí)，考慮到人工吹氧的勞動(dòng)條件差、不安全、吹氧效率不穩(wěn)定等因素，開發(fā)出電爐爐門槍機(jī)械裝置。如德國BSE公司研制的自耗式氧槍裝置及德國Fuchs、美國Berry、美國燃燒公司等開發(fā)的水冷式氧槍裝置。

由于自耗式氧槍消耗大量吹氧管，新建的管式爐已較少安裝。爐門槍裝置的作用是吹氧助熔和精煉及向熔池吹碳粉造泡沫渣。

綜合管式爐爐門槍的使用效果為：提高吹氧效率，縮短冶煉時(shí)間5—15min；節(jié)省吹氧管80％～90％，噸鋼降低成本15—30元；改善了工人的勞動(dòng)條件，代替人工吹氧90％。

4）管式爐集束射流氧槍

集束射流(CoherentJet)氧槍技術(shù)是一種新型的氧氣噴吹技術(shù)，能夠解決傳統(tǒng)超音速氧槍噴射距離短、沖擊力小、氧氣利用率低的缺點(diǎn)，主要是利用介質(zhì)燃燒形成的封套保護(hù)主氧氣流。集束射流氧槍的出口馬赫數(shù)可以達(dá)到2．0左右，技術(shù)狀態(tài)的射流距離能夠達(dá)到1.2～2.1m，可直接安裝在爐壁，實(shí)現(xiàn)助熔脫碳等功能。

集束射流氧槍應(yīng)用于電爐的主要收益體現(xiàn)于：(1)具有吹氧、燃燒和二次燃燒等多種功能，并實(shí)現(xiàn)集中自動(dòng)控制，從而減少了各系統(tǒng)分別設(shè)置的設(shè)施成本和分別操作的過程成本。(2)由于燃燒功能的設(shè)置，可以事先預(yù)熱、熔化廢鋼，從而降低電能消耗(噸鋼至少20kW?h)。(3)由于具有較強(qiáng)的沖擊、攪拌能力，氧氣和噴人炭粉的利用率提高，從而降低了氧氣和炭粉的消耗量。(4)由于二次燃燒功能的設(shè)置，充分利用爐內(nèi)CO燃燒提高爐溫，進(jìn)而降低能源消耗。(5)由于減少噴濺，渣中鐵含量的降低，金屬收得率提高并降低爐體的維護(hù)成本。

集束氧槍對(duì)廢鋼的切割熔化更加迅速，能夠?qū)⒀鯕飧佑行У卮等肴鄢刂校蟠筇岣哐鯕獾睦寐?。首先打開副氧系統(tǒng)，延遲一定時(shí)間打開壓縮空氣系統(tǒng)，然后再延遲一定時(shí)間后打開燃油(或燃?xì)?系統(tǒng)，同時(shí)進(jìn)行主氧氣的供給。關(guān)閉時(shí)，應(yīng)首先關(guān)閉燃油和主氧氣，然后順序關(guān)閉壓縮空氣和副氧氣。自動(dòng)報(bào)警處理，防止油壓超過壓縮空氣壓力造成嚴(yán)重安全事故。

5)管式爐爐門槍裝置的組成

爐門槍由爐門水冷氧槍和爐門槍組成；機(jī)械系統(tǒng)由大臂回轉(zhuǎn)、槍體回轉(zhuǎn)、槍體擺動(dòng)及升降系統(tǒng)組成；爐門槍裝置上配置的氧槍，在熔化期可助熔，氧化期可脫碳精煉。爐門槍裝置配置碳槍，主要用于造泡沫渣。

6)氧燃助熔燃料的種類

燒嘴所用燃料有固體、液體和氣體3類。液體燃料中目前較傾向于使用輕柴油，因其使用方便、清潔，設(shè)備維護(hù)容易，是可選擇的輔助燃料。氣體燃料主要是天然氣，我國目前資源有限，使用較少；而煤氣等氣體燃料因熱值較低、廢氣量也很大，沒有使用。我國曾結(jié)合資源條件開發(fā)了固體燃料的煤氧技術(shù)，但噴吹的熱效率較低，投資較大，且其中粉煤的制備、存貯、運(yùn)輸以及燃燒產(chǎn)物中的硫和灰分殘?jiān)娜コ头蛛x等較為繁瑣。

7)自耗式管式爐爐門碳氧槍

目前電爐爐門槍基本采用水冷設(shè)計(jì)。由于水冷氧槍也存在某些缺點(diǎn)，巴登鋼鐵公司研究應(yīng)用了自耗式爐門槍，具有噴吹石灰及噴吹炭粉造泡沫渣的功能。與水冷氧槍相比，它的優(yōu)點(diǎn)是操作安全系數(shù)大，噴吹角度大，可直接切割廢鋼。缺點(diǎn)是吹氧管成本高，不能連續(xù)吹氧。

8)EBT氧槍

現(xiàn)代電弧爐為了實(shí)現(xiàn)無渣出鋼，均采用了偏心爐底出鋼(EBT)技術(shù)。這樣不僅減少了出鋼過程的下渣量，而且縮短了冶煉周期、減小了出鋼溫降等。但同時(shí)也使得EBT區(qū)成為UHP—EAF的冷區(qū)之一，造成該區(qū)的廢鋼熔化速度較慢，熔池成分與中心區(qū)域有較大差別等。為了解決EBT冷區(qū)問題，可以在偏心爐側(cè)上方安裝EBT氧槍，對(duì)該區(qū)進(jìn)行吹氧助熔。EBT氧槍能促進(jìn)此區(qū)的廢鋼熔化，并在出現(xiàn)熔池后，提高EBT區(qū)的熔池溫度，均勻熔池成分，實(shí)現(xiàn)CO的再燃燒。

實(shí)際應(yīng)用中，采用EBT氧槍完*了EBT區(qū)域的廢鋼在出鋼時(shí)還未熔化及造成的出鋼口打不開等問題，同時(shí)使出鋼時(shí)EBT區(qū)域的溫度及成分與爐門口區(qū)域溫度及成分的誤差僅相差0．5％～1．0％。EBT氧槍在設(shè)計(jì)中需要考慮其沖擊力。由于EBT區(qū)的熔池淺，EBT氧槍的氧氣射流的穿透深度在設(shè)計(jì)上不能超過EBT區(qū)熔池深度的2／3，同時(shí)應(yīng)避開出鋼口區(qū)域。考慮到氧氣射流的衰減，采用伸縮式驅(qū)動(dòng)EBT氧槍，根據(jù)冶煉的情況調(diào)整槍的位置。

9)影響燒嘴的效率的因素

管式爐是通過電極起弧產(chǎn)生熱量煉鋼，鋼鐵料從電極中心向四周慢慢熔化，熱損耗較大，熔煉時(shí)間較長。氧燃槍亦稱氧燃燒嘴，布置在電爐冷區(qū)的爐壁上，依靠燒嘴與電弧供電的合理匹配，實(shí)現(xiàn)廢鋼均衡熔化。燒嘴使用效率取決于：(1)廢鋼溫度和受熱面積，若熔化初期廢鋼溫度高，受熱面積大，則燒嘴效率可達(dá)80％；(2)在不同階段確定合適的氧油比例，在廢鋼接近熔清時(shí)，燒嘴油量應(yīng)減少。燒嘴所用燃料除油外，還有天然氣或煤粉。也有將氧燃燒嘴用在煙道處預(yù)熱廢鋼的，但應(yīng)注意環(huán)保。

洛陽魯威窯爐有限公司是研制、開發(fā)、生產(chǎn)窯爐的專業(yè)廠家。其產(chǎn)品具有升溫快（20—40分）、節(jié)能、溫控精度高、保溫性能好、微電腦控制、可編程全自動(dòng)升溫、降溫、爐壁溫度接近室溫等優(yōu)利條件；廣泛用于陶瓷、化工、電子、冶金、新材料開發(fā)、機(jī)械、耐火材料、建材、特種材料等領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)。深受廣大新老用戶好評(píng)。

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