爐壁集束氧槍系統在電爐中的應用

摘要我廠引進北京科技大學的電爐爐壁集束氧槍系統，爐門吹氧裝置，電爐EBT氧槍，應用于50噸電爐，提高電爐煉鋼的冶煉節奏，生產成本大幅度下降。

關鍵詞電爐冶煉節奏生產成本爐壁氧槍

中圖分類號:TF7文獻標識碼:A

1 系統簡介

我廠引進北京科技大學的電爐爐壁集束氧槍系統，爐門吹氧裝置，電爐EBT氧槍，應用于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，爐門側和加料孔附近各一個氧槍模塊。進料區的氧槍前期可助熔廢鋼，中后期可脫碳，助熔采用氧槍的環氧噴吹工藝解決。EBT氧槍為單孔氧槍，安裝在偏心區附近，對熔池進行集束吹氧，有效地將化學能引入電爐熔池中。完成助熔、二次燃燒和強化脫碳升溫，從而縮短冶煉時間，提高生產效率，降低電耗。

2 爐壁氧槍系統組成

爐壁氧氣噴槍裝置、氧氣流量控制站、自動控制系統、爐門氧槍系統(改造)。

2.1爐壁氧氣噴槍裝置

(1)水冷銅塊:數量:帶超音速主氧及環氧的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。

主要結構特征:模塊的表面有掛渣設計，模塊的具體尺寸根據爐殼的實際情況專門優化設計，用于對氧槍固定和保護;水冷銅塊回水接測溫熱電阻(安裝在回水槽回水管上)，檢測銅盤回水溫度，當回水溫度大于55℃時系統報警。

EBT銅盤:數量: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

主要結構特征:模塊的表面有掛渣設計，模塊的具體尺寸根據爐殼的實際情況專門優化設計，用于對氧槍固定和保護;水冷銅塊回水接測溫熱電阻(安裝在回水槽回水管上)，檢測銅盤回水溫度，當回水溫度大于55℃時系統報警。

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

主要結構特征:系統控制吹氧模式有助熔模式、脫碳模式、氧槍保護模式等。最高射流強度為2.0馬赫。

2.2氧氣流量控制站

數量:氧氣閥組每爐1套，共2套。大小:長5000mm寬2500mm高2000mm(初步設計)。重量:1600-2000kg。功能:氧氣流量、壓力控制調節。

設備特征:系統由一套單獨的氧氣流量控制站進行控制，閥站提前預組裝;全部部件均進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和氣動執行機構進行單獨控制。

2.3 自動控制系統

采用分時段控制理論(專利技術)實現供氧的全、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，實現提高供氧效率。計算機通過PLC控制閥站和氣動執行機構進行爐壁爐門氧氣、及噴吹碳粉控制。

2.4噴粉罐及噴吹系統

數量:每爐1套，共2套。大小:480020002000(初步設計)。噴粉罐為2路噴粉出口。罐體積為1.5m3，按國家壓力容器標準設計，粉重1000kg左右。儲粉倉為3m3，可儲存碳粉2000kg左右。

3 功能描述

(1)由于采用電爐內壁水冷模塊化技術減少了超音速射流到熔池面的距離，噴射距離較常規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，所受熱負荷強度高，太低則不太安全，所以在安裝前我們進行最優化設計，對原爐殼的改動最小。

(3)根據不同冶煉階段，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的操作配合進行助熔操作。爐壁吹氧可產生主氧和環氧兩種射流，實現助熔。

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

(6)對鋼水脫碳及升溫:根據爐子容量和內部尺寸，分開布置的爐壁多個吹氧模塊。在氧化期，相當于在爐內多個反應區域進行供氧脫碳，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了渣/金屬的物質傳遞。

(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反應的動力學條件，這對于廢鋼質量和品質的適應性加強和提高產品鋼材的內部質量均有現實意義。

4 結語

多功能集束氧槍的應用，大大提高了冶煉速度，降低了生產成本，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。