爐壁集束氧槍系統(tǒng)在電爐中的應(yīng)用

姚建波

摘要我廠引進(jìn)北京科技大學(xué)的電爐爐壁集束氧槍系統(tǒng),爐門吹氧裝置,電爐EBT氧槍,應(yīng)用于50噸電爐,提高電爐煉鋼的冶煉節(jié)奏,生產(chǎn)成本大幅度下降。

關(guān)鍵詞電爐冶煉節(jié)奏生產(chǎn)成本爐壁氧槍

中圖分類號:TF7文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

1 系統(tǒng)簡介

我廠引進(jìn)北京科技大學(xué)的電爐爐壁集束氧槍系統(tǒng),爐門吹氧裝置,電爐EBT氧槍,應(yīng)用于50噸電爐,具體方案是爐門采用爐門氧槍裝置,爐壁采用3個氧槍模塊,爐門側(cè)和加料孔附近各一個氧槍模塊。進(jìn)料區(qū)的氧槍前期可助熔廢鋼,中后期可脫碳,助熔采用氧槍的環(huán)氧噴吹工藝解決。EBT氧槍為單孔氧槍,安裝在偏心區(qū)附近,對熔池進(jìn)行集束吹氧,有效地將化學(xué)能引入電爐熔池中。完成助熔、二次燃燒和強化脫碳升溫,從而縮短冶煉時間,提高生產(chǎn)效率,降低電耗。

2 爐壁氧槍系統(tǒng)組成

爐壁氧氣噴槍裝置、氧氣流量控制站、自動控制系統(tǒng)、爐門氧槍系統(tǒng)(改造)。

2.1爐壁氧氣噴槍裝置

(1)水冷銅塊:數(shù)量:帶超音速主氧及環(huán)氧的2套吹氧模塊。大小:尺寸300280700mm。重量:約200-300kg。功能:安裝固定氧槍。連接冷卻水,單塊冷卻水流量為12-15t/h,水壓差大于0.40Mpa-0.60Mpa。

主要結(jié)構(gòu)特征:模塊的表面有掛渣設(shè)計,模塊的具體尺寸根據(jù)爐殼的實際情況專門優(yōu)化設(shè)計,用于對氧槍固定和保護(hù);水冷銅塊回水接測溫?zé)犭娮?安裝在回水槽回水管上),檢測銅盤回水溫度,當(dāng)回水溫度大于55℃時系統(tǒng)報警。

EBT銅盤:數(shù)量:帶超音速主氧的1套吹氧模塊。大小:尺寸(初步)300280700mm。重量:約200-300kg。功能:安裝固定EBT氧槍。連接冷卻水,單塊冷卻水流量為12-15t/h,水壓差大于0.40 Mpa-0.60Mpa

主要結(jié)構(gòu)特征:模塊的表面有掛渣設(shè)計,模塊的具體尺寸根據(jù)爐殼的實際情況專門優(yōu)化設(shè)計,用于對氧槍固定和保護(hù);水冷銅塊回水接測溫?zé)犭娮?安裝在回水槽回水管上),檢測銅盤回水溫度,當(dāng)回水溫度大于55℃時系統(tǒng)報警。

(2)爐壁氧氣噴槍。超音速氧氣集束噴槍數(shù)量:2支。大小:氧氣燃燒室的槍體為銅鋼材質(zhì),長度大約1000mm,直徑約133mm。重量:約50kg。功能:脫碳、助熔、二次燃燒。EBT超音速單孔氧槍數(shù)量:1支。大小:槍體為銅鋼材質(zhì),長度大約700mm,直徑約108mm。重量:約20-30kg。功能:助熔、二次燃燒。

主要結(jié)構(gòu)特征:系統(tǒng)控制吹氧模式有助熔模式、脫碳模式、氧槍保護(hù)模式等。最高射流強度為2.0馬赫。

2.2氧氣流量控制站

數(shù)量:氧氣閥組每爐1套,共2套。大小:長5000mm寬2500mm高2000mm(初步設(shè)計)。重量:1600-2000kg。功能:氧氣流量、壓力控制調(diào)節(jié)。

設(shè)備特征:系統(tǒng)由一套單獨的氧氣流量控制站進(jìn)行控制,閥站提前預(yù)組裝;全部部件均進(jìn)行特殊清洗以保證安全的需要;氧氣閥站對氧氣流量通過PLC和氣動執(zhí)行機構(gòu)進(jìn)行單獨控制。

2.3 自動控制系統(tǒng)

采用分時段控制理論(專利技術(shù))實現(xiàn)供氧的全、半自動操作,具備分鋼種及分不同原料條件的多種操作模式的軟件條件,實現(xiàn)提高供氧效率。計算機通過PLC控制閥站和氣動執(zhí)行機構(gòu)進(jìn)行爐壁爐門氧氣、及噴吹碳粉控制。

2.4噴粉罐及噴吹系統(tǒng)

數(shù)量:每爐1套,共2套。大小:480020002000(初步設(shè)計)。噴粉罐為2路噴粉出口。罐體積為1.5m3,按國家壓力容器標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計,粉重1000kg左右。儲粉倉為3m3,可儲存碳粉2000kg左右。

3 功能描述

(1)由于采用電爐內(nèi)壁水冷模塊化技術(shù)減少了超音速射流到熔池面的距離,噴射距離較常規(guī)的爐壁助熔燒嘴減少40%以上,加上氧槍頭特殊的拉瓦爾孔型設(shè)計,因而能夠有效地利用超音速射流,使其穿透力和利用效率大大地提高。

(2)如果模塊的安裝位置太高則利用效率有限,所受熱負(fù)荷強度高,太低則不太安全,所以在安裝前我們進(jìn)行最優(yōu)化設(shè)計,對原爐殼的改動最小。

(3)根據(jù)不同冶煉階段,對爐壁及爐門氧氣流量采用模塊化供氧方式及分時段供氧曲線進(jìn)行控制,獲得最佳的供氧效率及冶煉效果。

(4)通過爐門氧槍及爐壁氧氣噴吹系統(tǒng)的操作配合進(jìn)行助熔操作。爐壁吹氧可產(chǎn)生主氧和環(huán)氧兩種射流,實現(xiàn)助熔。

(5)通過富氧操作充分地利用未完全燃燒產(chǎn)生的CO氣體進(jìn)行二次燃燒,從而加速熔化廢鋼。

(6)對鋼水脫碳及升溫:根據(jù)爐子容量和內(nèi)部尺寸,分開布置的爐壁多個吹氧模塊。在氧化期,相當(dāng)于在爐內(nèi)多個反應(yīng)區(qū)域進(jìn)行供氧脫碳,加上集束式供氧能更好地攪拌熔池,這保證了溫度的均勻性以及促進(jìn)了渣/金屬的物質(zhì)傳遞。

(7)由于集束氧流的強烈攪拌作用,在氧化早期極大地改善了脫P反應(yīng)的動力學(xué)條件,這對于廢鋼質(zhì)量和品質(zhì)的適應(yīng)性加強和提高產(chǎn)品鋼材的內(nèi)部質(zhì)量均有現(xiàn)實意義。

4 結(jié)語

多功能集束氧槍的應(yīng)用,大大提高了冶煉速度,降低了生產(chǎn)成本,特別是電爐采用熱裝鐵水后,縮短了通電時間,降低了噸鋼耗電量。