一種煉鋼爐的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種煉鋼爐，該煉鋼爐內(nèi)包括爐身(3)和偏心爐底(4)，爐身(3)設(shè)有出渣口(7)，偏心爐底(4)橫截面的重心在豎直方向的投影偏離爐身(3)橫截面的重心在豎直方向的投影，偏心爐底(4)的橫截面積大于爐身(3)的橫截面積，偏心爐底(4)的底部設(shè)有出鋼口(8)。這樣冶煉工藝可縮短冶煉時(shí)間2min～5min，提高煉鋼效率，實(shí)現(xiàn)少渣冶煉，減少造渣料消耗，減少脫氧劑消耗，提高金屬收得率，同時(shí)可避免傳統(tǒng)煉鋼爐出鋼時(shí)帶走的爐渣污染鋼液，滿足高效煉鋼的技術(shù)要求。
【專利說(shuō)明】一種煉鋼爐
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及鋼鐵冶金【技術(shù)領(lǐng)域】，具體的是一種煉鋼爐。
【背景技術(shù)】
[0002]轉(zhuǎn)爐煉鋼和電爐煉鋼是目前世界上最主要的兩種煉鋼方法，其中轉(zhuǎn)爐鋼的比例約占60%以上，電爐鋼的比例約占30%左右。煉鋼過(guò)程采用強(qiáng)化供氧技術(shù)、底吹氣體強(qiáng)攪拌技術(shù)，使得吹煉節(jié)奏不斷加快，已取得了較好的冶金效果。但在轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程中，由于出鋼口位于圓筒型爐身的上部，冶煉結(jié)束后爐渣需從爐口倒出，因此，出鋼和倒渣過(guò)程均需要對(duì)爐體進(jìn)行不同程度和方向的傾斜，增加能源消耗且延長(zhǎng)冶煉節(jié)奏。轉(zhuǎn)爐采用少渣冶煉工藝冶煉低磷鋼時(shí)，脫磷期末需要將氧槍提到爐口位置以上，倒?fàn)t倒出部分爐渣，延長(zhǎng)了冶煉周期，此時(shí)，由于脫磷爐渣泡沫化嚴(yán)重，增加了倒渣操作難度，且倒出的高磷渣中含有大量鐵損，增加了鋼鐵料消耗。
[0003]傳統(tǒng)的電爐煉鋼電耗和生產(chǎn)成本高、冶煉周期長(zhǎng),為了降低能耗和生產(chǎn)成本，電爐煉鋼大量?jī)度腓F水，部分電爐的鐵水比例已達(dá)到或超過(guò)70%，基本實(shí)現(xiàn)了電爐轉(zhuǎn)爐化操作，但由于電爐爐體本身的自由空間小，供氧強(qiáng)度低且造渣較為困難，因此，爐內(nèi)熔池流動(dòng)速度慢，熔池成分和溫度的均勻性差，導(dǎo)致反應(yīng)速率慢、吹煉時(shí)間長(zhǎng)、噴濺嚴(yán)重、金屬收得率低且生產(chǎn)成本高，嚴(yán)重阻礙了電爐煉鋼的發(fā)展和推廣。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]為了提高現(xiàn)有煉鋼爐的工作效率，本實(shí)用新型提供了一種煉鋼爐，該煉鋼爐是提高煉鋼冶煉節(jié)奏、降低生產(chǎn)成本的高效煉鋼爐，可實(shí)現(xiàn)在不倒?fàn)t的情況下快速出渣、無(wú)渣出鋼和少渣冶煉功能，滿足高效煉鋼的技術(shù)需求。
[0005]本實(shí)用新型為解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是:一種煉鋼爐，包括爐身和偏心爐底，爐身設(shè)有出渣口，偏心爐底橫截面的重心在豎直方向的投影偏離爐身橫截面的重心在豎直方向的投影，偏心爐底的橫截面積大于爐身的橫截面積，偏心爐底的底部設(shè)有出鋼□。
[0006]出渣口高于該煉鋼爐所能冶煉的金屬液的液面。
[0007]出鋼口在豎直方向的投影偏離爐身橫截面重心在豎直方向的投影，偏心爐底橫截面重心偏離爐身橫截面重心的方向與出鋼口偏離爐身橫截面重心的方向相同。
[0008]爐身的上部還連接有錐筒形的爐帽。
[0009]所述煉鋼爐的上部設(shè)有頂吹氧槍。
[0010]頂吹氧槍含有多個(gè)噴射孔，頂吹氧槍的各噴射孔的流量均相同，或頂吹氧槍中朝向偏心區(qū)一側(cè)噴吹的噴射孔的氣流量大于其余噴射孔的氣流量。
[0011]偏心爐底的底部設(shè)有多個(gè)底吹供氣元件。
[0012]每個(gè)底吹供氣元件的底吹流量均相同，或位于偏心區(qū)一側(cè)的底吹供氣元件的氣流量大于其余底吹供氣元件的氣流量。[0013]本實(shí)用新型的有益效果是:采用該煉鋼爐可實(shí)現(xiàn)不倒?fàn)t出渣、無(wú)渣出鋼和少渣冶煉功能，可縮短冶煉時(shí)間2min-5min，提高煉鋼效率，減少鋼鐵料和造渣料消耗，減少脫氧劑消耗，提高金屬收得率，同時(shí)可避免傳統(tǒng)煉鋼爐出鋼時(shí)帶走的爐渣污染鋼液，適用于冶煉高品質(zhì)鋼種。另外，本實(shí)用新型的高效煉鋼爐也可作為專用脫磷爐或提釩爐使用。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型所述的煉鋼爐作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
[0015]圖1是該煉鋼爐的立體示意圖。
[0016]圖2是該煉鋼爐的仰視圖。
[0017]圖3是該煉鋼爐的立體剖視圖。
[0018]其中1.煉鋼爐，2.爐帽，3.爐身，4.爐底，5.頂吹氧槍，6.底吹供氣元件，7.出渣口，8.出鋼口，9.偏心部分，10.金屬液。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型所述的煉鋼爐作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。一種煉鋼爐，包括爐身3和偏心爐底4，爐身3為圓筒形，爐身3設(shè)有出渣口 7，偏心爐底4橫截面的重心在豎直方向的投影偏離爐身3橫截面的重心在豎直方向的投影，如偏心爐底4橫截面的重心在豎直方向的投影即圖2所示的凸輪形的重心，爐身3橫截面的重心在豎直方向的投影即圖2中凸輪形左側(cè)圓形的圓心，即如圖2所示偏心爐底4橫截面的重心在豎直方向的投影向右偏離爐身3橫截面的重心在豎直方向的投影，偏心爐底4的橫截面積大于爐身3的橫截面積，偏心爐底4的底部設(shè)有出鋼口 8，如圖1、圖2和圖3所示。
[0020]在爐身3 —側(cè)的出渣口，出渣口高于該煉鋼爐所能冶煉的金屬液的液面，即當(dāng)所述煉鋼爐內(nèi)含有金屬液體時(shí)，出渣口 7高于該金屬液體的液面，出渣口 7處設(shè)有出渣裝置。可實(shí)現(xiàn)在不倒?fàn)t的情況下快速出渣，偏心爐底4為爐底橫截面不同于爐身(圓形截面)，采用非圓形布置方式，爐底重心向一側(cè)(如圖2中右側(cè))方向上偏移，在爐底的偏心一側(cè)設(shè)置出鋼口 8，可實(shí)現(xiàn)無(wú)渣出鋼，在煉鋼過(guò)程中，利用頂吹氧槍5和底吹供氣元件6完成煉鋼爐的頂?shù)讖?fù)合吹煉。與傳統(tǒng)電爐相比，采用了爐帽3和瘦高型爐身3，擴(kuò)大了爐內(nèi)自由空間，可提高噴吹強(qiáng)度，強(qiáng)化熔池?cái)嚢枘芰?，提高冶煉效率；與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)爐相比，采用該爐底和爐身實(shí)現(xiàn)了不倒?fàn)t出渣和無(wú)渣出鋼及留渣操作，減少出鋼和倒渣過(guò)程傾動(dòng)爐體所需的時(shí)間和能源消耗。
[0021 ] 出鋼口 8在豎直方向的投影偏離爐身3橫截面重心在豎直方向的投影，偏心爐底4橫截面重心偏離爐身3橫截面重心的方向與出鋼口 8偏離爐身3橫截面重心的方向相同。即偏心爐底4橫截面重心在豎直方向的投影偏離爐身3橫截面重心在豎直方向的投影的方向與出鋼口 8在豎直方向的投影偏離爐身3橫截面重心在豎直方向的投影的方向相同，如圖2所示，偏心爐底4橫截面重心向右偏，出鋼口 8也向右偏。
[0022]爐身3的上部還連接有錐筒形的爐帽2。所述煉鋼爐的上部設(shè)有頂吹氧槍5。頂吹氧槍5穿過(guò)爐帽2進(jìn)入到煉鋼爐內(nèi)。采用本實(shí)用新型的煉鋼爐進(jìn)行冶煉時(shí)，冶煉過(guò)程通過(guò)調(diào)節(jié)頂吹氧槍的流量和槍位、以及底吹供氣元件的供氣強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)煉鋼爐的高效復(fù)合吹煉，滿足終點(diǎn)鋼液對(duì)成分、溫度的要求。頂吹氧氣射流的供氣強(qiáng)度調(diào)節(jié)為1.5N m3/min/t?4.5Nm3/min/t、槍位為 600_ ?3000mm,底吹供氣強(qiáng)度為 0.03Nm3/min/t ?0.30N m3/min/t。利用本實(shí)用新型的煉鋼爐可在吹煉終點(diǎn)不倒?fàn)t的條件下排出爐渣，或在冶煉過(guò)程中排渣和吹氧同時(shí)進(jìn)行。
[0023]頂吹氧槍5含有多個(gè)噴射孔，頂吹氧槍5的各噴射孔的流量均相同，或頂吹氧槍5中朝向偏心區(qū)一側(cè)噴吹的噴射孔的氣流量大于其余噴射孔的氣流量，圖2中，垂直于偏心爐底4的重心與爐身3的重心之間的連線的爐身3的直徑將偏心爐底4分為偏心區(qū)一側(cè)(右側(cè))和非偏心區(qū)一側(cè)(左側(cè))，偏心區(qū)一側(cè)也可以稱為偏心部9(即圖2中點(diǎn)劃線右側(cè)的偏心爐底4)。煉鋼爐的頂吹氧槍5采用超音速噴槍，噴射孔數(shù)為3個(gè)?6個(gè)，噴槍的各噴射孔的流量可采用均勻分配的方式，或采用非均勻分配流量的方式，當(dāng)采用非均勻分配流量時(shí)，偏心區(qū)一側(cè)的噴孔氧氣流量略大于其他孔，強(qiáng)化偏心區(qū)熔池，實(shí)現(xiàn)均勻鋼液成分和溫度的目的。
[0024]偏心爐底4的底部設(shè)有多個(gè)底吹供氣元件6。每個(gè)底吹供氣元件6的底吹流量均相同，或位于偏心區(qū)一側(cè)的底吹供氣元件6的氣流量大于其余底吹供氣元件6的氣流量。煉鋼爐的底吹供氣元件6采用環(huán)縫式或多孔式，底吹供氣元件共有3個(gè)?20個(gè)，分布在爐底圓周的0.3?0.7倍直徑的位置上，底吹流量可采用均勻分配的方式，也可采用非均勻分配流量，當(dāng)采用非均勻分配流量時(shí)，偏心區(qū)一側(cè)的底吹流量略大于其他底吹元件，避免偏心區(qū)熔池?cái)嚢枇^差導(dǎo)致的熔池成分和溫度不均勻現(xiàn)象。
[0025]煉鋼爐一側(cè)的出渣裝置位于金屬液10的液面以上，在出渣過(guò)程中安裝有渣鋼檢測(cè)儀，渣鋼檢測(cè)儀的作用是在出渣過(guò)程中，檢測(cè)爐渣中是否帶入大量的鐵，因?yàn)樵诔鲈^(guò)程前中期，倒出的全部是爐渣，在出渣即將結(jié)束的時(shí)刻，若檢測(cè)到爐渣中有大量鐵存在，即表示出渣完畢，立即關(guān)閉出渣裝置，防止金屬鐵的損失。待出渣完畢后立即關(guān)閉。煉鋼爐出鋼口位于爐底偏心區(qū)域，避免頂吹噴槍和底吹元件供氣過(guò)程對(duì)出鋼口的侵蝕，出鋼口直徑為80mm?260_，利于實(shí)現(xiàn)不倒?fàn)t無(wú)渣快速出鋼。采用該煉鋼爐及冶煉工藝可實(shí)現(xiàn)不倒?fàn)t出渣、無(wú)渣出鋼和少渣冶煉功能，縮短冶煉時(shí)間2min?5min，減少鋼鐵料和造渣材料消耗，提高金屬收得率。在爐底的偏心一側(cè)設(shè)置出鋼口，避免頂吹氧氣射流和熔池流動(dòng)對(duì)出鋼口的沖刷，冶煉結(jié)束后先通過(guò)出渣裝置在不倒?fàn)t的情況下排出爐渣，再利用偏心爐底的出鋼口實(shí)現(xiàn)無(wú)渣出鋼，本實(shí)用新型適用于一次造渣工藝或兩次造渣工藝冶煉高品質(zhì)低磷鋼。
[0026]本實(shí)用新型所述的冶煉工藝，可采用一次造渣工藝或兩次造渣工藝冶煉，一次造渣工藝有利于實(shí)現(xiàn)無(wú)渣出鋼，兩次造渣工藝特別適用于冶煉高品質(zhì)低磷鋼種，解決了傳統(tǒng)轉(zhuǎn)爐雙渣法冶煉脫磷期末倒渣困難、鐵損大和耗費(fèi)時(shí)間的問(wèn)題。該冶煉工藝采用上述的煉鋼爐。下面以實(shí)例介紹一次造渣工藝和兩次造渣工藝。
[0027]-UOOt高效煉鋼爐冶煉工藝(兩次造渣工藝)，頂吹氧槍為四孔超音速噴槍，頂吹供氧強(qiáng)度為3.3Nm3/min/t，底吹供氣元件共6支，供氣強(qiáng)度為0.06Nm3/min/t，該冶煉工藝包括以下步驟:
[0028]步驟一、吹煉第一階段:兌入鐵水和廢鋼后，開(kāi)始吹氧冶煉，同時(shí)加入造渣材料，當(dāng)吹煉時(shí)間為5-6min時(shí)，完成第一階段脫磷和升溫任務(wù)，停止吹氧，將氧槍提到爐口位置，吹煉結(jié)束后在不倒?fàn)t的情況下打開(kāi)出渣口 7排出50% -60%的高磷爐渣，關(guān)閉出渣口 7 ;即通過(guò)吹氧造流動(dòng)性良好的泡沫渣，完成第一階段脫磷和升溫任務(wù)，吹煉結(jié)束后在不倒?fàn)t的情況下打開(kāi)出渣口 7排出部分高磷爐渣，關(guān)閉出渣裝置進(jìn)入吹煉第二階段。[0029]步驟二、吹煉第二階段:加入第二批造渣材料并吹氧脫碳、升溫，當(dāng)成分和溫度滿足鋼種的冶煉要求時(shí)，停止吹氧；即繼續(xù)吹氧并重新加入造渣材料，吹煉造渣完成脫碳和升溫等冶煉任務(wù)。
[0030]步驟三、出鋼階段:打開(kāi)出鋼口 8出鋼，即實(shí)現(xiàn)無(wú)渣出鋼。
[0031]步驟四、出鋼完畢后關(guān)閉出鋼口 8，將吹煉第二階段的高堿度、低熔點(diǎn)爐渣留在爐內(nèi)作為下一爐吹煉第一階段的脫磷渣使用；即吹煉結(jié)束后打開(kāi)出鋼口 8實(shí)現(xiàn)快速出鋼，出鋼完畢后將吹煉第二階段磷含量低、堿度高的脫碳渣繼續(xù)留在煉鋼爐內(nèi)，實(shí)現(xiàn)留渣操作，用于下一爐冶煉前期造渣脫磷，減少造渣材料消耗和金屬損失，實(shí)現(xiàn)少渣冶煉。
[0032]IOOt煉鋼爐采用本實(shí)用新型的少渣冶煉工藝，可縮短冶煉周期4min，噸鋼降低金屬料消耗2kg，減少石灰消耗10kg，降低爐渣量25kg。
[0033]二、150t高效煉鋼爐冶煉工藝(一次造渣工藝)，150t煉鋼爐采用一次造渣冶煉工藝，頂吹氧槍為五孔超音速噴槍，頂吹供氧強(qiáng)度為3.6Nm3/min/t，底吹供氣元件共8支，供氣強(qiáng)度為0.08Nm3/min/t。該冶煉工藝包括以下步驟:
[0034]步驟一、吹煉階段:兌入鐵水和廢鋼后，開(kāi)始吹氧冶煉，當(dāng)鋼水成分和溫度滿足鋼種的冶煉要求時(shí)，停止吹氧；即通過(guò)吹氧實(shí)現(xiàn)煉鋼熔池元素氧化、雜質(zhì)去除和升溫的目的，滿足終點(diǎn)鋼液對(duì)成分、溫度的要求。
[0035]步驟二、出渣階段:吹煉結(jié)束后通過(guò)打開(kāi)出渣口 7在不倒?fàn)t的情況下排出爐渣，然后關(guān)閉出渣口 7 ;即吹煉結(jié)束后通過(guò)出渣裝置7在不倒?fàn)t的情況下排出全部爐渣。
[0036]步驟三、出鋼階段:打開(kāi)出鋼口 8，實(shí)現(xiàn)無(wú)渣出鋼，出鋼完畢后關(guān)閉出鋼口進(jìn)入下一爐冶煉，即出渣完畢后將煉鋼爐向偏心一側(cè)傾斜，通過(guò)位于偏心爐底的出鋼口 8實(shí)現(xiàn)無(wú)渣出鋼。
[0037]150t煉鋼爐采用本實(shí)用新型的一次造渣工藝，可縮短冶煉周期2min，噸鋼可減少鋼鐵料消耗lkg，減少脫氧劑消耗，提高金屬收得率。
[0038]三、300t高效煉鋼爐冶煉工藝(一次造渣工藝)，300t煉鋼爐可以作為脫磷用煉鋼爐，頂吹氧槍為六孔超音速噴槍，頂吹供氧強(qiáng)度為1.8Nm3/min/t，底吹供氣元件共16支，供氣強(qiáng)度為0.20Nm3/min/t。該冶煉工藝包括以下步驟:
[0039]步驟一、吹煉階段:兌入鐵水和廢鋼后，開(kāi)始吹氧冶煉，同時(shí)加入第一批造渣材料，在第一批渣料完全化好后，加入第二批造渣材料，當(dāng)磷含量小于0.03%時(shí)，溫度約為1360°C時(shí)，停止吹氧；
[0040]步驟二、出渣階段:打開(kāi)出渣口 7在不倒?fàn)t的情況下排出全部脫磷爐渣，然后關(guān)閉出渣口 7 ；
[0041]步驟三、出鋼階段:打開(kāi)出鋼口 8，實(shí)現(xiàn)無(wú)渣出鋼，出鋼完畢后關(guān)閉出鋼口進(jìn)入下一爐冶煉。
[0042]采用本實(shí)用新型的300t煉鋼爐作為脫磷用爐，可縮短冶煉周期2min，噸鋼可減少鋼鐵料消耗lkg。
[0043]以上所述，僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，不能以其限定實(shí)用新型實(shí)施的范圍，所以其等同組件的置換，或依本實(shí)用新型專利保護(hù)范圍所作的等同變化與修飾，都應(yīng)仍屬于本專利涵蓋的范疇。另外，本實(shí)用新型中的技術(shù)特征與技術(shù)特征之間、技術(shù)特征與技術(shù)方案之間、技術(shù)方案與技術(shù)方案之間均可以自由組合使用，組合后的內(nèi)容依然屬于本專利所記載。
【權(quán)利要求】
1.一種煉鋼爐，其特征在于，所述煉鋼爐包括爐身(3)和偏心爐底(4)，爐身(3)設(shè)有出渣口(7)，偏心爐底(4)橫截面的重心在豎直方向的投影偏離爐身(3)橫截面的重心在豎直方向的投影，偏心爐底(4)的橫截面積大于爐身(3)的橫截面積,偏心爐底(4)的底部設(shè)有出鋼口(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煉鋼爐，其特征在于:出渣口(7)高于該煉鋼爐所能冶煉的金屬液的液面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煉鋼爐，其特征在于:出鋼口(8)在豎直方向的投影偏離爐身(3)橫截面重心在豎直方向的投影，偏心爐底(4)橫截面重心偏離爐身(3)橫截面重心的方向與出鋼口(8)偏離爐身(3)橫截面重心的方向相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煉鋼爐，其特征在于:爐身(3)的上部還連接有錐筒形的爐帽⑵。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煉鋼爐，其特征在于:所述煉鋼爐的上部設(shè)有頂吹氧槍(5)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的煉鋼爐，其特征在于:頂吹氧槍(5)含有多個(gè)噴射孔，頂吹氧槍(5)的各噴射孔的流量均相同，或頂吹氧槍(5)中朝向偏心區(qū)一側(cè)噴吹的噴射孔的氣流量大于其余噴射孔的氣流量。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煉鋼爐，其特征在于:偏心爐底(4)的底部設(shè)有多個(gè)底吹供氣兀件(6)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的煉鋼爐，其特征在于:每個(gè)底吹供氣元件(6)的底吹流量均相同，或位于偏心區(qū)一側(cè)的底吹供氣元件(6)的氣流量大于其余底吹供氣元件(6)的氣流量。
【文檔編號(hào)】C21C5/56GK203807509SQ201420232391
【公開(kāi)日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年5月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月7日
【發(fā)明者】潘宏濤, 戴年建, 張溫永, 李強(qiáng), 邱明罡, 戈義彬, 呂明 申請(qǐng)人:中冶京誠(chéng)工程技術(shù)有限公司