本發(fā)明涉及電爐煉鋼
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種電爐噴吹惰性氣體的裝置及其使用方法。
背景技術(shù)：
：在電爐冶煉中通常采用爐門氧槍對(duì)熔池進(jìn)行供氧和攪拌，隨著大量造渣料的加入，僅靠爐門氧槍的攪拌能力不足以保證吹煉期間熔池的活躍度。專利申請(qǐng)?zhí)枮閏n200910010485.1，發(fā)明名稱為電爐底吹定向多孔式透氣磚本體及其制造方法，公開了電爐底吹的方法，能夠解決電爐熔池?cái)嚢枘芰Σ蛔愕膯栴}，但在應(yīng)用上存在的問題較多，主要表現(xiàn)在：(1)由此存在電爐偏心底，出鋼后一部分鋼渣留在電爐內(nèi)，底吹元件容易堵塞，恢復(fù)處理困難，壽命低，難于爐襯壽命同步；(2)由于冶煉過程中底吹控制不好，易產(chǎn)生漏鋼的事故，影響了電爐的正常生產(chǎn)。以上的問題限制了電爐底吹惰性氣體方法的應(yīng)用，因此，尋求一種新的裝置及方法實(shí)現(xiàn)電爐高效、安全、長(zhǎng)壽命的噴吹惰性氣體是非常重要的。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：鑒于上述的分析，本發(fā)明旨在提供一種電爐噴吹惰性氣體的裝置及其使用方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中底吹元件容易堵塞、流量通道單一、氣體流量不可控的問題。本發(fā)明的目的主要是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種電爐噴吹惰性氣體的裝置，所述電爐內(nèi)部砌筑有爐襯磚，所述噴吹惰性氣體的裝置包括n個(gè)供氣元件，n≥1；所述n個(gè)供氣元件分別嵌入式的安裝在n個(gè)爐襯磚內(nèi)，并與所述爐襯磚緊密貼合；所述n個(gè)供氣元件的一端均與所述電爐內(nèi)部相通，為所述電爐側(cè)面噴吹惰性氣體，所述n個(gè)供氣元件的另一端均與外部供氣裝置相連。本發(fā)明電爐噴吹惰性氣體的裝置更適用于高效電爐的氣體流量控制模式及高效電爐的冶煉工藝，提高氣體攪拌效率。進(jìn)一步的，所述噴吹惰性氣體的裝置噴吹惰性氣體的方向與所述電爐熔池平面的夾角范圍是-30°～+30°。本發(fā)明將噴吹夾角設(shè)置為-30°～+30°，如此控制角度是保證氣體以不同的方向吹入熔池，以保證噴吹的效果；同時(shí)能夠保證噴吹的氣體按不同的角度對(duì)熔池進(jìn)行攪拌，去除攪拌的死角，提高氣體攪拌的效率。進(jìn)一步的，所述供氣元件噴吹位置距離所述電爐爐底最低點(diǎn)為0.3～1.0m。本發(fā)明將供氣元件的噴吹位置設(shè)置在距離電爐爐底最低點(diǎn)0.3～1.0m，能夠?qū)θ鄢剡M(jìn)行攪拌，實(shí)現(xiàn)全程供惰性氣體，同時(shí)防止吹入氣體進(jìn)入熔池，并且對(duì)爐襯的沖擊小。進(jìn)一步的，所述供氣元件包括氣室、進(jìn)氣管和供氣管，所述進(jìn)氣管與所述氣室相連，所述氣室與所述供氣管相連，惰性氣體依次通過所述進(jìn)氣管、氣室和供氣管進(jìn)入電爐內(nèi)。本發(fā)明供氣單元使用進(jìn)氣管、氣室和供氣管，能夠保證供氣比較平穩(wěn)，不易外漏。進(jìn)一步的，所述供氣元件為套管或拉瓦爾管。本發(fā)明選擇拉瓦管能夠保證噴吹氣體保持超音速，提高氣體的噴吹速度，較強(qiáng)攪拌效果。進(jìn)一步的，所述供氣元件的馬赫數(shù)范圍是1～2.5。本發(fā)明選擇1～2.5的馬赫數(shù)，能夠加強(qiáng)攪拌效果。進(jìn)一步的，所述惰性氣體包括氮?dú)夂蜌鍤?，每支供氣元件的流量范圍?～100nl/min。本發(fā)明選擇流量范圍為0～100nl/min的能夠保證供氣的流量具有一定的攪拌能力，進(jìn)而提高攪拌效果。進(jìn)一步的，所述噴吹惰性氣體裝置的位置與爐門氧槍的位置交叉。本發(fā)明噴吹裝置與爐門交叉能夠確保攪拌不在一個(gè)位置，促進(jìn)熔池的攪拌效果。進(jìn)一步的，所述供氣元件的個(gè)數(shù)為1～10個(gè)。本發(fā)明供氣元件選擇1～10個(gè)能夠提高熔池?cái)嚢栊Ч?。進(jìn)一步的，所述供氣元件的個(gè)數(shù)大于等于電爐爐門氧槍個(gè)數(shù)。本發(fā)明供氣元件的個(gè)數(shù)大于等于電爐爐門氧槍個(gè)數(shù)是為了提高熔池的攪拌效果。一種采用所述裝置噴吹惰性氣體的方法，所述電爐噴吹惰性氣體裝置噴吹惰性氣體的流量強(qiáng)度與爐門氧槍的氧氣流量強(qiáng)度相配合，當(dāng)吹氧強(qiáng)度大于3.0～4.0nm3/t·min時(shí)，側(cè)吹惰性氣體強(qiáng)度控制在0.02～0.04nm3/t·min；當(dāng)吹氧強(qiáng)度小于3.0nm3/t·min時(shí)，側(cè)吹惰性氣體強(qiáng)度控制在0.04～0.08nm3/t·min。本發(fā)明中電爐噴吹惰性氣體裝置噴吹惰性氣體的流量強(qiáng)度與爐門氧槍的氧氣流量強(qiáng)度是通過操作室中氧氣流量、惰性氣體流量的流量表的顯示進(jìn)行確定。本發(fā)明使用方法能夠保證電爐吹煉過程中始終保持熔池的攪拌能力，避免僅用爐門氧槍的熔池?cái)嚢璧乃澜?，促進(jìn)鋼水中碳、氧、磷的平衡，實(shí)現(xiàn)降低電爐冶煉原料和合金消耗的目的。本發(fā)明有益效果如下：(1)與轉(zhuǎn)爐(或aod)側(cè)吹方式相比，本發(fā)明的噴吹惰性氣體裝置更適用于高效電爐的冶煉工藝；由于電爐的爐身高度比轉(zhuǎn)爐的低，熔池深度比轉(zhuǎn)爐的淺，電爐爐身插入爐門氧槍及燃燒的管道，而轉(zhuǎn)爐爐身沒有安裝任何設(shè)備，因此，在電爐爐體上設(shè)計(jì)側(cè)吹裝置比轉(zhuǎn)爐要困難多；(2)與轉(zhuǎn)爐(或aod)側(cè)吹元件設(shè)計(jì)方式相比，本發(fā)明的噴吹惰性氣體裝置更適用于高效電爐的氣體流量控制模式；本發(fā)明裝置流量通道多，具有可分配的氣體流量調(diào)節(jié)功能，氣體流量可控，流量調(diào)節(jié)范圍大，適合電爐氣體流量的控制和調(diào)節(jié)；(3)本發(fā)明電爐噴吹惰性氣體裝置的氣體噴吹方向是水平、向下或向上的，與爐門氧槍的氧氣氣流交叉，彌補(bǔ)了爐門氧槍攪拌熔池的不足。本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分的特征和優(yōu)點(diǎn)從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過在所寫的說明書、權(quán)利要求書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。附圖說明附圖僅用于示出具體實(shí)施例的目的，而并不認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制，在整個(gè)附圖中，相同的參考符號(hào)表示相同的部件。圖1為本發(fā)明實(shí)施例1水平式的電爐噴吹惰性氣體的裝置布置方式主視圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例1水平式的電爐噴吹惰性氣體的裝置的布置方式俯視圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例1爐襯磚內(nèi)嵌入帶有氣室的3個(gè)鋼管的供氣裝置示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例2水平式的電爐噴吹惰性氣體的裝置的布置方式主視圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例2水平式的電爐噴吹惰性氣體的裝置的布置方式俯視圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例2爐襯磚內(nèi)嵌入不帶有氣室的3個(gè)鋼管的供氣裝置示意圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施例3水平式的電爐噴吹惰性氣體的裝置的布置方式主視圖；圖8為本發(fā)明實(shí)施例3水平式的電爐噴吹惰性氣體的裝置的布置方式俯視圖；圖9本發(fā)明實(shí)施例3爐襯磚內(nèi)嵌入拉瓦管形式的供氣元件示意圖。圖中，1-爐襯，2-爐襯磚，3-供氣元件，4-進(jìn)氣管，5-氣室，6-出氣管，7-拉瓦爾噴嘴，8-噴管。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖來具體描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其中，附圖構(gòu)成本申請(qǐng)一部分，并與本發(fā)明的實(shí)施例一起用于闡釋本發(fā)明的原理。在50t電爐中設(shè)計(jì)了三種噴吹惰性氣體的裝置，以獲得更好的電爐攪拌效果。本發(fā)明噴吹惰性氣體的裝置安裝在爐襯上，噴吹惰性氣體的裝置包括爐襯磚和供氣元件，供氣元件嵌入到爐襯磚中，供氣元件有入口和出口，出口在電爐內(nèi)，入口是連接在法蘭盤上，法蘭盤焊接在爐殼上，其中，法蘭盤上接有通氣的金屬軟管，為供氣元件提供氣源。裝有供氣元件的爐襯磚與正常砌筑的爐襯磚的尺寸是一樣的，爐襯的砌筑是扇形砌筑，砌筑磚長(zhǎng)600mm，大頭部分尺寸100mm×120mm，小頭部分100mm×120mm。具有的實(shí)施方法如下：實(shí)施例1本實(shí)施例針對(duì)50t電爐，采用的噴吹惰性氣體的裝置的布置方式如圖1、2所示，利用惰性氣體通過布置在距爐底最低點(diǎn)0.5m的側(cè)吹的供氣元件，與爐門氧槍的位置交叉，其噴吹方向?yàn)樗剑c熔池平面的夾角為0°；本實(shí)施例噴吹惰性氣體的裝置由4個(gè)爐襯磚和4個(gè)供氣元件組成，供氣元件嵌入到爐襯磚中，供氣元件以與熔池水平的方式砌筑在電爐爐襯壁上，每個(gè)供氣元件是由進(jìn)氣管、氣室和出氣管組成，其中進(jìn)氣管1個(gè)，出氣管3個(gè)，進(jìn)氣管與氣室連接，氣室與出氣管連接。本實(shí)施例供氣元件有4個(gè)，分別安裝于4個(gè)爐襯磚中，同時(shí)，惰性氣體裝置分別均勻布置在電極的四周，每側(cè)2個(gè)。每個(gè)供氣元件是由進(jìn)氣管、氣室和出氣管組成，具體見圖3，其中進(jìn)氣管1個(gè)，出氣管3個(gè)，進(jìn)氣管與氣室連接，氣室與出氣管連接，進(jìn)氣管的直徑為2mm，出氣管直徑為1mm，氣室的尺寸為20mm×20mm×40mm，氣室的體積是16cm3。具體的連接方式是一根進(jìn)氣管與氣室連接，出氣管分出三個(gè)，進(jìn)入到電爐內(nèi)。噴吹惰性氣體裝置的使用方法是在電爐冶煉過程中，采用氮?dú)?、氬氣作為底吹攪拌氣源，吹氣流量如?所示。本實(shí)施例中惰性氣體的噴吹過程與氧氣噴吹流量具有配合關(guān)系，當(dāng)吹氧強(qiáng)度大于3.0-4.0nm3/t·min時(shí)，側(cè)吹惰性氣體強(qiáng)度控制在0.02-0.04nm3/t·min；當(dāng)吹氧強(qiáng)度小于3.0nm3/t·min時(shí)，側(cè)吹惰性氣體強(qiáng)度控制在0.04-0.08nm3/t·min。表1電爐側(cè)吹控制模式/nl/min工藝階段一期二期三期精煉期出鋼1-3爐40404040404-10爐12012012012012010-50爐160160160160160>50爐200200200200200工藝時(shí)間/min4040404040底吹氣各類氮?dú)獾獨(dú)獾獨(dú)鈿鍤鈿鍤庑盘?hào)來源計(jì)時(shí)計(jì)時(shí)計(jì)時(shí)計(jì)時(shí)爐壁槍停氧使用本實(shí)施例的供氣裝置和供氣方法，可保證吹煉終點(diǎn)的碳氧積控制在0.0030以內(nèi)。實(shí)施例2本實(shí)施例針對(duì)50t電爐，采用的噴吹惰性氣體的裝置在電爐中的布置方式如圖4、5所示，本實(shí)施例噴吹惰性氣體的裝置，利用惰性氣體通過布置在距爐底最低點(diǎn)0.5m的側(cè)吹的供氣元件，與爐門氧槍的位置交叉，其噴吹方向?yàn)榕c熔池平面的夾角α為10°，惰性氣體裝置由6個(gè)爐襯磚和6個(gè)供氣元件組成，供氣元件嵌入到爐襯磚中，供氣元件以與熔池成10度的方式砌筑在電爐爐襯壁上，每個(gè)供氣元件由3個(gè)兩層的鋼管組成，氣體在兩個(gè)鋼管間的環(huán)縫中通過。本實(shí)施例中的供氣元件有6個(gè)，分別嵌入到6個(gè)爐襯磚中，同時(shí)，惰性氣體裝置分別均勻布置在電極的四周，每側(cè)3個(gè)。爐襯磚內(nèi)嵌入不帶氣室的3個(gè)鋼管的供氣元件，見圖6，每個(gè)供氣元件是由3個(gè)兩層的鋼管組成，惰性氣體在兩個(gè)鋼管間的環(huán)縫中通過；本實(shí)施例供氣元件的外層鋼管直徑為2mm，內(nèi)層鋼管直徑為1mm，鋼管的長(zhǎng)度為650mm。噴吹惰性氣體裝置的使用方法是在電爐冶煉過程中，采用氮?dú)狻鍤庾鳛榈状禂嚢铓庠?，吹氣流量如?所示。表2電爐側(cè)吹控制模式/nl/min工藝階段一期二期三期精煉期出鋼1-3爐60606060604-10爐18018018018018010-50爐240240240240240>50爐300300300300300工藝時(shí)間/min6060606060底吹氣各類氮?dú)獾獨(dú)獾獨(dú)鈿鍤鈿鍤庑盘?hào)來源計(jì)時(shí)計(jì)時(shí)計(jì)時(shí)計(jì)時(shí)爐壁槍停氧本實(shí)施例中惰性氣體的噴吹過程與氧氣噴吹流量具有配合關(guān)系，當(dāng)吹氧強(qiáng)度大于3.0-4.0nm3/t·min時(shí)，側(cè)吹惰性氣體強(qiáng)度控制在0.02-0.04nm3/t·min；當(dāng)吹氧強(qiáng)度小于3.0nm3/t·min時(shí)，側(cè)吹惰性氣體強(qiáng)度控制在0.04-0.08nm3/t·min。使用本實(shí)施例的供氣裝置和供氣方法，可保證吹煉終點(diǎn)的碳氧積控制在0.0028以內(nèi)。實(shí)施例3本實(shí)施例針對(duì)50t電爐，采用的噴吹惰性氣體的裝置的布置方式如圖7、8所示，利用惰性氣體通過布置在距爐底最低點(diǎn)0.5m的側(cè)吹的供氣元件，與爐門氧槍的位置交叉，其噴吹方向與熔池平面的夾角為-10°，惰性氣體裝置由8個(gè)爐襯磚和8個(gè)供氣元件組成，供氣元件嵌入到爐襯磚中，供氣元件以與熔池成-10度的方式砌筑在電爐爐襯壁上，每個(gè)供氣元件是拉瓦管形式的元件組成。供氣元件有8個(gè)，分別安裝在8個(gè)爐襯磚中，同時(shí)，8個(gè)爐襯磚分別均勻布置在電極的四周，每側(cè)4個(gè)。爐襯磚內(nèi)嵌入具有先收縮后擴(kuò)張的拉瓦管形式的供氣元件，見圖9。本實(shí)施例中每個(gè)供氣元件都是拉瓦管形式的，長(zhǎng)度為650mm，收縮段長(zhǎng)度為8mm，喉口直徑為3mm，出口直徑為8mm，擴(kuò)張度長(zhǎng)度為20mm。噴吹惰性氣體裝置的使用方法是在電爐冶煉過程中，采用氮?dú)?、氬氣作為底吹攪拌氣源，吹氣流量如?所示。表3電爐側(cè)吹控制模式/nl/min工藝階段一期二期三期精煉期出鋼1-3爐80808080804-10爐24024024024024010-50爐320320320320320>50爐400400400400400工藝時(shí)間/min8080808080底吹氣各類氮?dú)獾獨(dú)獾獨(dú)鈿鍤鈿鍤庑盘?hào)來源計(jì)時(shí)計(jì)時(shí)計(jì)時(shí)計(jì)時(shí)爐壁槍停氧本實(shí)施例中惰性氣體的噴吹過程與氧氣噴吹流量具有配合關(guān)系，當(dāng)吹氧強(qiáng)度大于3.0-4.0nm3/t·min時(shí)，側(cè)吹惰性氣體強(qiáng)度控制在0.02-0.04nm3/t·min；當(dāng)吹氧強(qiáng)度小于3.0nm3/t·min時(shí)，側(cè)吹惰性氣體強(qiáng)度控制在0.04-0.08nm3/t·min。使用本實(shí)施例的供氣裝置和供氣方法，可保證吹煉終點(diǎn)的碳氧積控制在0.0025以內(nèi)。綜上所述，本發(fā)明提供了一種電爐噴吹惰性氣體的裝置及其使用方法，本發(fā)明裝置流量通道多，具有可分配的氣體流量調(diào)節(jié)功能，氣體流量可控，流量調(diào)節(jié)范圍大，適合電爐氣體流量的控制和調(diào)節(jié)；同時(shí)，電爐噴吹惰性氣體裝置的氣體噴吹方向是水平、向下或向上的，與爐門氧槍的氧氣氣流交叉，彌補(bǔ)了爐門氧槍攪拌熔池的不足。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁12