一种电弧炉炼钢的供氧方法技术

本申请公开了一种电弧炉炼钢的供氧方法，通过在冶炼炼过程中动态调整中心射流的流量及氧气浓度，对中心射流的供氧强度及冲击深度进行动态控制，供氧强度与冲击深度独立调节；所述电弧炉集束射流氧枪中心射流由氧气及辅助气体组成；根据不同冶炼阶段的实际需求选择集束射流氧枪工作模式：烧嘴模式、脱磷模式、氧枪模式A、氧枪模式B、氧枪模式C、搅拌模式和保护模式。本发明专利技术在任何氧气流量下均能形成超音速集束射流，提高氧气利用率和熔池的搅拌强度。

【技术实现步骤摘要】
一种电弧炉炼钢的供氧方法
本申请涉及钢铁冶炼
，特别是涉及一种电弧炉炼钢供氧方法。
技术介绍
集束射流氧枪是电弧炉炼钢的主要设备，在冶炼过程中承担供氧及搅拌熔池的任务。集束射流氧枪是在拉瓦尔喷管的周围增加烧嘴，使瓦尔喷管中心射流被高温低密度介质所包围，减缓氧气射流速度的衰减，在较长距离内保持中心射流的初始直径和速度，能够向熔池提供较长距离的超音束集束射流。集束射流氧枪只有在流量达到设计条件时，才能获得最佳的射流强度，随着中心射流的流量减小，出口处速度衰减增大，流股的超声速段缩短，对熔池的冲击深度降低。传统集束射流氧枪是通过改变中心射流的流量来调节供氧强度，满足电弧炉冶炼的不同需求。但是当中心射流的流量减小时，出口处速度衰减增大，氧气逸散增加，使氧气的利用率降低，同时，随着中心射流的流量减小，流股对熔池的冲击深度降低，使中心射流对熔池的搅拌强度降低。搅拌强度低会造成钢渣反应缓慢，熔池成分及温度均匀性差，局部富氧引起大沸腾等不良后果，另外，在冶炼后期，为避免钢水过氧化，通常会降低中心射流流量，一方面降低了对流传热速度，延长了送电升温时间，增加电耗；另一方面易使钢液出现上部温度高，下部温度低的分层现象，导致出钢时出钢口不自开，出钢后钢包底部结冷钢，钢包透气砖堵塞等事故发生。可见在调整供氧强度的同时确保熔池具有足够的搅拌强度对电弧炉冶炼至关重要。现有技术中公开了一种利用电磁力搅拌电弧炉熔池的专利技术，但因投资高，搅拌能力低，搅拌位置不够理想等缺点，未能得到广泛使用；现有技术中还公开了一种利用底吹惰性气体搅拌熔池的专利技术，但因炉底透气砖寿命较短，且增加了炉底穿钢的风险，也未能得广泛使用。因此急需一种新的电弧炉炼钢的供氧方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电弧炉炼钢的供氧方法，以克服现有技术中的不足。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种电弧炉炼钢的供氧方法，包括：S1废钢熔化阶段废钢熔化0-20％的时间段内，集束射流氧枪采用烧嘴模式，所述烧嘴模式的喷吹参数为：中心射流流量100-300Nm3/h，氧气体积分数100％；燃气流量200-600Nm3/h，副氧流量100-300Nm3/h；废钢熔化20％-80％的时间段内，集束射流氧枪采用氧枪模式C，所述氧枪模式C的喷吹参数满足：中心射流流量2000-3000Nm3/h，氧气体积分数65％-85％，燃气流量100-300Nm3/h，副氧流量100-300Nm3/h；S2脱硫阶段，当废钢熔化80％后进入脱磷阶段，所述集束射流氧枪采用脱磷模式，所述脱磷模式的喷吹参数满足：中心射流流量1500-2000Nm3/h，氧气体积分数100％，燃气流量100-300Nm3/h，副氧流量100-300Nm3/h；S3脱碳阶段，脱磷结束后进入脱碳阶段，冶炼高碳钢时，集束射流氧枪采用氧枪模式A，所述氧枪模式A的喷吹参数满足：中心射流流量2000-3000Nm3/h，氧气体积分数25％-40％，燃气流量100-300Nm3/h，副氧流量100-300Nm3/h；冶炼中碳钢时，集束射流氧枪采用氧枪模式B，所述氧枪模式B的喷吹参数满足：中心射流流量2000-3000Nm3/h，氧气体积分数40％-65％，燃气流量100-300Nm3/h，副氧流量100-300Nm3/h；冶炼低碳钢时，集束射流氧枪采用氧枪模式C，所述氧枪模式C的喷吹参数满足：中心射流流量2000-3000Nm3/h，氧气体积分数65％-85％，燃气流量100-300Nm3/h，副氧流量100-300Nm3/h；当碳含量达标后，所述集束射流氧枪采用搅拌模式，所述搅拌模式的喷吹参数满足：中心射流流量2000-3000Nm3/h，氧气体积分数0％，燃气流量100-300Nm3/h，副氧流量100～300Nm3/h；S4冶炼结束阶段，冶炼结束后后，所述集束射流氧枪采用采用保护模式，所述保护模式的喷吹参数满足：中心射流流量100-300Nm3/h，氧气体积分数0％；燃气流量100-300Nm3/h，副氧流量100-300Nm3/h。优选的，所述电弧炉集束射流氧枪中心射流由氧气及辅助气体组成，其中所述氧气含氧量不小于95％；所述辅助气体包括氩气、氮气、空气和二氧化碳。优选的，所述供氧方法的设备包括电弧炉、集束射流氧枪、气体混合器、中心射流管道、环氧管道和燃气管道，所述集束射流氧枪安装于电弧炉炉壁上。进一步地，所述燃气管道一端与所述集束射流氧枪相连，另一端与燃气气源相连。进一步地，所述环氧管道一端与所述集束射流氧枪相连，另一端与所述氧气气源相连。进一步地，所述气体混合器通过中心射流管道与集束射流氧枪相连，所述气体混合器与辅助气体气源和氧气气源相连。与现有技术相比，本申请的一种电弧炉炼钢的供氧方法的有益效果包括：本申请使用由氧气与辅助气体组成的动态比例混合气体做为集束射流氧枪的中心射流气体，通过改变氧气和辅助气体配比和流量，实现了供氧强度与射流冲击深度的独立调节。在任何氧气流量下均能形成超音速集束射流，提高了氧气利用率和熔池的搅拌强度；同时增加了供氧强度的选择范围，可以实现低强度供氧，有利于精确控制脱碳速度，提高终点碳命中率，并且防止钢液过氧化，提高金属收得率；出钢前采用搅拌模式可以去除钢液中的游离氧，降低钢液氧化性。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术具体实施例的电弧炉供氧系统的结构示意图；图2为本专利技术具体实施例一的电弧炉炼钢的供氧方法的氧枪流量图；图3为本专利技术具体实施例二的电弧炉炼钢的供氧方法的氧枪流量图；其中：1、电弧炉；2、集束射流氧枪；3、气体混合器；4、中心射流管道；5、副氧管道；6、燃气管道。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。结合图1所示，本专利技术提供一种电弧炉炼钢供氧方法，电弧炉集束射流氧枪中心射流由氧气及辅助气体组成；吹炼过程中动态调整中心射流的流量及氧气浓度，对中心射流的供氧强度及冲击深度进行动态控制；供氧强度与冲击深度独立调节；根据不同冶炼阶段的实际需求选择集束射流氧枪工作模式。所述集束射流氧枪的工作模式包括：烧嘴模式、脱磷模式、氧枪模式A、氧枪模式B、氧枪模式C、搅拌模式和保护模式；集束射流氧枪工作模式的喷吹参数为：烧嘴模式：中心射流流量100-300Nm3/h，氧气体积分数100％；燃气流量200-600Nm3/h本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电弧炉炼钢的供氧方法，其特征在于：包括：/nS1废钢熔化阶段/n废钢熔化0-20％的时间段内，集束射流氧枪采用烧嘴模式，所述烧嘴模式的喷吹参数为：中心射流流量100-300Nm

【技术特征摘要】
20200324 CN 20201021524661.一种电弧炉炼钢的供氧方法，其特征在于：包括：
S1废钢熔化阶段
废钢熔化0-20％的时间段内，集束射流氧枪采用烧嘴模式，所述烧嘴模式的喷吹参数为：中心射流流量100-300Nm3/h，氧气体积分数100％；燃气流量200-600Nm3/h，副氧流量100-300Nm3/h；废钢熔化20％-80％的时间段内，集束射流氧枪采用氧枪模式C，所述氧枪模式C的喷吹参数满足：中心射流流量2000-3000Nm3/h，氧气体积分数65％-85％，燃气流量100-300Nm3/h，副氧流量100-300Nm3/h；
S2脱硫阶段
当废钢熔化80％后进入脱磷阶段，所述集束射流氧枪采用脱磷模式，所述脱磷模式的喷吹参数满足：中心射流流量1500-2000Nm3/h，氧气体积分数100％，燃气流量100-300Nm3/h，副氧流量100-300Nm3/h；
S3脱碳阶段
脱磷结束后进入脱碳阶段；当冶炼高碳钢时，集束射流氧枪采用氧枪模式A，所述氧枪模式A的喷吹参数满足：中心射流流量2000-3000Nm3/h，氧气体积分数25％-40％，燃气流量100-300Nm3/h，副氧流量100-300Nm3/h；当冶炼中碳钢时，集束射流氧枪采用氧枪模式B，所述氧枪模式B的喷吹参数满足：中心射流流量2000-3000Nm3/h，氧气体积分数40％-65％，燃气流量100-300Nm3/h，副氧流量100-300Nm3/h；当冶炼低碳钢时，集束射流氧枪采用氧枪模式C，所述氧枪模式C的喷吹参数满足：中心射流流量2000-3000...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜习乾，马建超，王耀，
申请(专利权)人：江苏省沙钢钢铁研究院有限公司，张家港荣盛特钢有限公司，江苏沙钢集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32