高铁水比电炉供氧方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109628689A(43)申请公布日2019.04.16(21)申请号201910146319.8(22)申请日2019.02.27(71)申请人中冶赛迪工程技术股份有限公司地址400013重庆市渝中区双钢路1号申请人中冶赛迪技术研究中心有限公司(72)发明人刘向东杨宁川艾磊张豫川张燕彤(74)专利代理机构上海光华专利事务所(普通合伙)31219代理人尹丽云(51)Int.Cl.C21C5/52(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称高铁水比电炉供氧方法(57)摘要本发明公开了一种高铁水比电炉供氧方法，采用同轴双超音速氧流集束氧枪，该氧枪由多层同轴套管构成：内层为圆孔超音速喷管组件，产生1.8-2.2马赫的第一速超音速氧气射流；外层为水冷套管组件，保护氧枪免受高温环境的损伤，保证氧枪在高温环境下长期使用；内、外层组件之间为环孔超音速喷管组件，产生1-1.5马赫的第二速超音速氧气射流以及产生高速稀薄膨胀燃烧气流，进一步封套和向心压缩超音速氧气射流，形成集束氧气射流，增加氧气射流的长度和对钢液面的冲击搅拌作用，提高氧气在钢液中的溶解度。CN109628689ACN109628689A权利要求书1/2页1.一种高铁水比电炉供氧方法，其特征在于：采用同轴双超音速氧流集束氧枪，所述同轴双超音速氧流集束氧枪具有冷却水套、用于通入氧气并产生第一束超音速氧气射流的第一氧气通道、用于通入氧气并产生第二束超音速氧气射流的第二氧气通道和用于喷射燃气的燃气通道，所述第二氧气通道位于第一氧气通道外围，燃气通道位于第二氧气通道外围，其中：在电炉冶炼过程中，在冷却水套内注入冷却水，对氧枪进行冷却；在脱磷期，在第二氧气通道内通入0.8～1.2MPa高压氧气，形成1-1.5马赫的超音速集束氧气射流，流量控制在500～1500Nm3/h，在铁水液面产生氧化铁；在造渣期，在第一氧气通道内通入1.0～1.5MPa高压氧气，产生1.8-2.2马赫的超音速射流，流量控制在1500～3500Nm3/h，在铁水表面迅速形成泡沫渣；在脱碳期，在第一氧气通道内通入1.0～1.5MPa高压氧气，流量控制在1500～3500Nm3/h，同时在第二氧气通道内通入0.8～1.2MPa高压氧气，流量控制在500～1500Nm3/h，并且在燃气通道内通入0.2～0.3MPa燃气，形成超音速集束氧气射流，搅拌钢液并快速脱碳；在各通道内没有通入氧气或燃气的所有时间里，始终通入吹扫气进行保护和冷却。2.根据权利要求1所述的高铁水比电炉供氧方法，其特征在于：所述同轴双超音速氧流集束氧枪还包括与第二氧气通道连通的副氧通道，所述副氧通道将第二氧气通道的氧流分流成外套气，包围第二束超音速氧气射流，并与燃气通道喷出的燃气混合燃烧，产生膨胀气流，进一步封套和向心压缩第二束超音速氧气射流，使之形成集束射流。3.根据权利要求1所述的高铁水比电炉供氧方法，其特征在于：所述同轴双超音速氧流集束氧枪包括由内至外依次同轴设置的中心管、环孔超音速喷管和水冷套管，所述中心管口部为拉瓦尔喷孔，该中心管内形成所述第一氧气通道，所述环孔超音速喷管与中心管之间形成第二氧气通道，所述环孔超音速喷管口部内廓面与中心管外廓面之间沿射流方向形成先收缩再扩张的超音速射流通道，所述环孔超音速喷管与水冷套管之间形成所述燃气通道。4.根据权利要求3所述的高铁水比电炉供氧方法，其特征在于：所述中心管包括相连接的第一套管和拉瓦尔喷管，所述环孔超音速喷管包括相连接的第二套管和环孔喷头，所述拉瓦尔喷管插入所述环孔喷头内，所述环孔喷头内廓设有氧气槽口，外廓面设有集束环燃槽孔，氧气槽口与集束环燃槽孔之间设置有沿射流方向贯穿环氧喷头的集束环氧小孔，所述集束环氧小孔形成所述副氧通道。5.根据权利要求4所述的高铁水比电炉供氧方法，其特征在于：所述氧气槽口、集束环氧小孔和集束环燃槽孔分别沿环氧喷头周向均布。6.根据权利要求1所述的高铁水比电炉供氧方法，其特征在于：所述水冷套管包括水冷内管、中间套管、水冷外管和封头，所述水冷内管和水冷外管分别与封头焊接，中间套管隔开进水与回水通道。7.根据权利要求4所述的高铁水比电炉供氧方法，其特征在于：所述环孔喷头内廓为直管，拉瓦尔喷管外廓横断面先由小变大，再由大变小。8.根据权利要求4所述的高铁水比电炉供氧方法，其特征在于：所述拉瓦尔喷管外廓为直管，所述环孔喷头内廓横断面先由大变小，再由小变大。9.根据权利要求4所述的高铁水比电炉供氧方法，其特征在于：所述拉瓦尔喷管外廓横2CN109628689A权利要求书2/2页断面先由小变大，同时环孔喷头内廓内廓横断面由大变小；拉瓦尔喷管外廓横断面再由大变小，同时环孔喷头内廓横断面由小变大