一种铁水脱磷装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种铁水脱磷装置及方法，属于钢铁冶炼技术领域。本发明专利技术包括枪体总成和喷头总成，所述的枪体总成由枪体内管、枪体中间管、枪体进水管和枪体回水管组成，喷头总成由喷头本体、喷头回水管、喷头进水管、喷头中间管、喷头内管组成，所述的喷头内管上端与枪体内管连通，喷头中间管上端与枪体中间管连通，喷头进水管的上端与枪体进水管连通，喷头回水管的上端与枪体回水管连通，喷头本体的内腔设有冷却水道、外喷孔及内喷孔。本发明专利技术具有两套独立的供气通道，即氧、氮气通道及相应拉瓦尔喷孔，能够实现在较低顶供氧强度条件下氮、氧混吹，改善转炉熔池上部动力学条件，实现高效、低耗、环保脱磷目的。

A Dephosphorization Device and Method for Hot Metal

【技术实现步骤摘要】
一种铁水脱磷装置及方法
本专利技术涉及钢铁冶炼
，更具体地说，涉及一种铁水脱磷装置及方法。
技术介绍
磷是绝大多数钢中的有害元素，容易在晶界偏析，引起低温脆性和回火脆性，为适应原料磷含量的升高及极低磷钢市场需求，铁水脱磷应运而生。铁水脱磷处理可以分为氧化脱磷和还原脱磷两种工艺，目前，各钢厂普遍采用氧化脱磷方法。常用的脱磷工艺分两大类：一种是在铁水罐或鱼雷罐中进行脱磷，另一种在转炉内进行铁水脱磷处理，这两种方法主要存在如下问题：在铁水罐或鱼雷罐中进行脱磷时，处理过程渣量大，铁损高，温降大，若采用吹氧进行温度补偿时，喷溅严重且处理时间长，污染严重，影响生产顺行，应用状况不理想。在转炉内进行铁水预脱磷处理时，通常采用转炉两步法炼钢工艺，即一座转炉做为铁水脱磷炉，另一转炉作为脱碳炉。铁水脱磷炉采用复合吹炼模式，采用强底吹，顶枪弱供氧模式进行脱磷作业，因顶枪供氧流量小，转炉熔池上部动力学条件差，熔池上部废钢难以熔化，冶炼时间偏长，铁损偏大，终点P偏离平衡值相对较多。
技术实现思路
1.专利技术要解决的技术问题针对现有技术存在的缺陷与不足，本专利技术提供了一种铁水脱磷装置及方法，本专利技术具有两套独立的供气通道，即氧、氮气通道及相应拉瓦尔喷孔，能够实现在较低顶供氧强度条件下氮、氧混吹，改善转炉熔池上部动力学条件，促进过程碳、温、磷协调，实现高效、低耗、环保脱磷目的。2.技术方案为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：本专利技术的一种铁水脱磷装置，包括枪体总成和喷头总成，所述的枪体总成由枪体内管、枪体中间管、枪体进水管和枪体回水管组成，所述的枪体内管的外侧设置有枪体中间管，枪体中间管的外侧设置有枪体进水管，枪体进水管的外侧设置有枪体回水管，所述的枪体总成的下部连接有喷头总成，喷头总成由喷头本体、喷头回水管、喷头进水管、喷头中间管、喷头内管组成，喷头本体的内腔设有冷却水道、外喷孔、内喷孔；所述的喷头内管上端与枪体内管连通，枪体内管的输入端连接氮气，喷头内管下端与喷头本体的内喷孔连通，喷头内管的中心处为喷头中心线，所述的喷头内管的外侧设置有喷头中间管，所述的喷头中间管上端与枪体中间管连通，枪体中间管的输入端连接氧气，喷头中间管下端与喷头本体的外喷孔连通，所述的喷头中间管的外侧设置有喷头进水管，喷头进水管的上端与枪体进水管连通，枪体进水管的输入端连接外部冷却水进水管线，喷头进水管的下端与喷头本体的冷却水道连通，所述的喷头进水管的外侧设置有喷头回水管，喷头回水管的上端与枪体回水管连通，枪体回水管上端连通外部回水管线，喷头回水管的下端与喷头本体的冷却水道连通。进一步地，所述的枪体内管、枪体中间管、枪体进水管和枪体回水管均为同轴圆柱筒体。进一步地，所述的内喷孔的中心处为内喷孔中心线，内喷孔中心线与喷头中心线夹角为α，α为0°～15°。进一步地，所述的内喷孔设有2至6个，出口马赫数M2＝2.0～2.5，内喷孔在喷头本体端面上间隔分布。进一步地，所述的内喷孔设有一个，内喷孔的内喷孔中心线与喷头中心线重合，出口马赫数M2＝2.0～2.5。进一步地，所述的外喷孔设有3至6个，出口马赫数M1＝1.2～2.2，外喷孔在喷头本体的表面间隔分布。进一步地，所述的外喷孔和内喷孔均为拉瓦尔型喷孔，且均由锥形收缩段、近圆柱段、锥形扩张段组成，外喷孔和内喷孔分别有独立的供气通道。进一步地，所述的外喷孔的中心处设置为外喷孔中心线，外喷孔中心线与喷头中心线夹角为β，β为12°～20°。一种铁水脱磷方法，其步骤为：步骤一：向转炉内加入轻薄废钢，加入量根据热平衡状况确定；步骤二：向转炉内兑入铁水，根据转炉公称容量，确定转炉铁水装入量；步骤三：底吹强搅启动；步骤四：进行铁水脱磷作业，枪体总成和喷头总成插入转炉内，喷头总成距炉内铁水液面1.0m－4.0m进行供氧、供氮作业；步骤五：加入石灰等造渣材料进行脱磷，石灰加入量根据铁水状况确定，控制R1.0－2.5，R指代碱度，R＝CaO/SiO2；步骤六：过程控制转炉温度在1380℃以下，碳含量不小于3.5％，若温度过高或碳含量低于3.5％；停止外孔供氧作业，仅供氮搅拌；步骤七：达到预定目标后，作业完成。3.有益效果采用本专利技术提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：本专利技术以转炉为反应容器，具有两套独立的供气通道，即氧、氮气通道及相应拉瓦尔喷孔，外喷孔和内喷孔均为锥形，喷出性能影响显著，能够实现在较低顶供氧强度条件下氮、氧混吹，改善转炉熔池上部动力学条件，促进过程碳、温、磷协调，脱磷过程中操作成本降低，脱磷率显著提高，并有效缩短钢铁冶炼周期，实现高效、低耗、环保脱磷目的。附图说明图1为本专利技术的整体结构图；图2为本专利技术的枪体总成结构图；图3为本专利技术的喷头总成结构图。图中：1、枪体总成；11、枪体内管；12、枪体中间管；13、枪体进水管；14、枪体回水管；2、喷头总成；21、喷头本体；211、冷却水道；212、外喷孔；213、内喷孔；22、喷头回水管；23、喷头进水管；24、喷头中间管；25、喷头内管；26、喷头中心线；27、内喷孔中心线；28、外喷孔中心线。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的描述：实施例1从图1-3可以看出，本实施例的一种铁水脱磷装置，包括枪体总成1和喷头总成2，枪体总成1由枪体内管11、枪体中间管12、枪体进水管13和枪体回水管14组成，枪体内管11、枪体中间管12、枪体进水管13和枪体回水管14均为同轴圆柱筒体，枪体内管11、枪体中间管12、枪体进水管13和枪体回水管14的直径分别记为Ф4、Ф3、Ф2和Ф1，枪体内管11的外侧设置有枪体中间管12，枪体中间管12的外侧设置有枪体进水管13，枪体进水管13的外侧设置有枪体回水管14，枪体总成1的下部连接有喷头总成2，喷头总成2由喷头本体21、喷头回水管22、喷头进水管23、喷头中间管24、喷头内管25组成，喷头本体21的内腔设有冷却水道211、外喷孔212、内喷孔213。喷头回水管22、喷头进水管23、喷头中间管24、喷头内管25的直径分别记为Ф5、Ф6、Ф7和Ф8。喷头内管25上端与枪体内管11连通，枪体内管11的输入端连接氮气，喷头内管25下端与喷头本体21的内喷孔213连通，喷头内管25的中心处为喷头中心线26，喷头内管25的外侧设置有喷头中间管24，喷头中间管24上端与枪体中间管12连通，枪体中间管12的输入端连接氧气，喷头中间管24下端与喷头本体21的外喷孔212连通，喷头中间管24的外侧设置有喷头进水管23，喷头进水管23的上端与枪体进水管13连通，枪体进水管13的输入端连接外部冷却水进水管线，喷头进水管23的下端与喷头本体21的冷却水道211连通，喷头进水管23的外侧设置有喷头回水管22，喷头回水管22的上端与枪体回水管14连通，枪体回水管14上端连通外部回水管线，喷头回水管22的下端与喷头本体21的冷却水道211连通。内喷孔213的中心处为内喷孔中心线27，内喷孔中心线27与喷头中心线26夹角为α，α为0°～15°，当内喷孔213设有一个时，内喷孔213的内喷孔中心线27与喷头中心线26重合，出口马赫数M2＝2.0～2.5，当内喷孔213设有2至6个，出口马赫数M2＝2.0～2.5，内喷孔213在喷头本体21端面上间隔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铁水脱磷装置，包括枪体总成(1)和喷头总成(2)，其特征在于：所述的枪体总成(1)由枪体内管(11)、枪体中间管(12)、枪体进水管(13)和枪体回水管(14)组成，所述的枪体内管(11)的外侧设置有枪体中间管(12)，枪体中间管(12)的外侧设置有枪体进水管(13)，枪体进水管(13)的外侧设置有枪体回水管(14)，所述的枪体总成(1)的下部连接有喷头总成(2)，喷头总成(2)由喷头本体(21)、喷头回水管(22)、喷头进水管(23)、喷头中间管(24)、喷头内管(25)组成，喷头本体(21)的内腔设有冷却水道(211)、外喷孔(212)、内喷孔(213)；所述的喷头内管(25)上端与枪体内管(11)连通，枪体内管(11)的输入端连接氮气，喷头内管(25)下端与喷头本体(21)的内喷孔(213)连通，喷头内管(25)的中心处为喷头中心线(26)，所述的喷头内管(25)的外侧设置有喷头中间管(24)，所述的喷头中间管(24)上端与枪体中间管(12)连通，枪体中间管(12)的输入端连接氧气，喷头中间管(24)下端与喷头本体(21)的外喷孔(212)连通，所述的喷头中间管(24)的外侧设置有喷头进水管(23)，喷头进水管(23)的上端与枪体进水管(13)连通，枪体进水管(13)的输入端连接外部冷却水进水管线，喷头进水管(23)的下端与喷头本体(21)的冷却水道(211)连通，所述的喷头进水管(23)的外侧设置有喷头回水管(22)，喷头回水管(22)的上端与枪体回水管(14)连通，枪体回水管(14)上端连通外部回水管线，喷头回水管(22)的下端与喷头本体(21)的冷却水道(211)连通。...

【技术特征摘要】
1.一种铁水脱磷装置，包括枪体总成(1)和喷头总成(2)，其特征在于：所述的枪体总成(1)由枪体内管(11)、枪体中间管(12)、枪体进水管(13)和枪体回水管(14)组成，所述的枪体内管(11)的外侧设置有枪体中间管(12)，枪体中间管(12)的外侧设置有枪体进水管(13)，枪体进水管(13)的外侧设置有枪体回水管(14)，所述的枪体总成(1)的下部连接有喷头总成(2)，喷头总成(2)由喷头本体(21)、喷头回水管(22)、喷头进水管(23)、喷头中间管(24)、喷头内管(25)组成，喷头本体(21)的内腔设有冷却水道(211)、外喷孔(212)、内喷孔(213)；所述的喷头内管(25)上端与枪体内管(11)连通，枪体内管(11)的输入端连接氮气，喷头内管(25)下端与喷头本体(21)的内喷孔(213)连通，喷头内管(25)的中心处为喷头中心线(26)，所述的喷头内管(25)的外侧设置有喷头中间管(24)，所述的喷头中间管(24)上端与枪体中间管(12)连通，枪体中间管(12)的输入端连接氧气，喷头中间管(24)下端与喷头本体(21)的外喷孔(212)连通，所述的喷头中间管(24)的外侧设置有喷头进水管(23)，喷头进水管(23)的上端与枪体进水管(13)连通，枪体进水管(13)的输入端连接外部冷却水进水管线，喷头进水管(23)的下端与喷头本体(21)的冷却水道(211)连通，所述的喷头进水管(23)的外侧设置有喷头回水管(22)，喷头回水管(22)的上端与枪体回水管(14)连通，枪体回水管(14)上端连通外部回水管线，喷头回水管(22)的下端与喷头本体(21)的冷却水道(211)连通。2.根据权利要求1所述的一种铁水脱磷装置，其特征在于：所述的枪体内管(11)、枪体中间管(12)、枪体进水管(13)和枪体回水管(14)均为同轴圆柱筒体。3.根据权利要求1所述的一种铁水脱磷装置，其特征在于：所述的内喷...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐小伟，徐葆春，王泉，毛鸣，
申请(专利权)人：马鞍山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34