[发明专利]一种提钒转炉和顶底复吹方法

说明书

本发明涉及一种提钒转炉和顶底复吹方法，属于提钒转炉设备技术领域，解决了现有技术中提钒转炉护砖因炉内产生酸性渣而易于腐蚀，并且在高温下寿命缩短，无法实现大流量底吹的问题。本发明涉及的提钒转炉底吹元件，包括底吹护砖、三层同轴套管，所述三层同轴套管包括内管、中管、外管，内管通入惰性气体，中管通过可裂解的气体，外管通入惰性气体；顶吹氧枪，具有n个主孔，均匀分布，具有m个副孔，所述副孔位于主孔所在的面上，均匀分布于相邻主孔之间，n＝3‑6，m＝n或2n。实现了含钒铁矿冶炼过程中，提钒转炉的大流量底吹。

技术领域

本发明涉及提钒转炉设备技术领域，尤其涉及一种提钒转炉和顶底复吹方法。

背景技术

顶底复吹是转炉提钒炼钢技术的一项革命性技术，利用转炉底吹强化了转炉内钢水的反应动力学条件，加快了反应速度，对于降低转炉终点碳氧积、降低终渣全铁、加速杂质氧化都产生了显著效果。转炉顶吹氧气对熔池搅拌而言，存在搅拌死区，从而造成熔池成分和温度不均匀，且炉衬的侵蚀也很不均匀，尤其在炉役后期炉容比增大时尤为突出。二十世纪七十年代诞生了顶底复合吹炼工艺，经过几十年的实验及实践，顶底复吹工艺已基本成熟，即转炉在冶炼过程中炉顶顶吹O₂配合炉底底吹惰性气体，对熔池进行均匀搅拌，可使熔池反应接近平衡，不仅提高钢水质量，降低吨钢成本，还可增加转炉的灵活性和适应性，提高转炉熔化废钢的能力，从而可按市场废钢和铁水价格的变化灵活改变入炉废钢量，从而获得经济效益。

随着转炉溅渣护炉技术大大提高了转炉炉龄，转炉底吹供气元件的布置形式、数量、结构和材质则成为影响转炉全炉复吹的关键，底部供气元件是底吹工艺的技术核心。然而不同于普通铁矿石炼铁，含钒铁矿中含有大量的钒，在转炉中，钒被通入的氧气氧化变为钒渣沉淀，提钒转炉中的炉渣量更大，更易造成堵塞。

目前提钒转炉的底吹强度在0.02-0.06Nm³/min·t，继续提高转炉底吹供气强度的难点是：(1)钒渣以质量百分比计其主要化学成分为SiO₂15-20％，CaO 4-5％，Cr₂O₃ 0.8-0.9％，V₂O₅ 18-21％，属于酸性渣；(2)提钒炉一般留三炉钒渣，之后再倒渣；(3)提钒炉没有溅渣护炉；(4)提钒炉炉衬主要组成是镁碳质，受酸性渣侵蚀严重。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种提钒转炉和顶底复吹方法，用以解决现有提钒转炉护砖因炉内产生酸性渣而易于腐蚀，并且在高温下寿命缩短，无法实现大流量底吹的问题。

一方面，本发明提供一种提钒转炉，包括：底吹元件和顶吹氧枪；

所述底吹元件包括三层同轴套管；所述三层同轴套管包括内管、中管、外管，套设于底吹护砖圆形直通孔内；所述内管为惰性气体通道，所述内管外壁和所述中管内壁间为可裂解气体通道，所述外管内壁和所述中管外壁间为惰性气体通道；

所述顶吹氧枪，具有n个主孔，均匀分布，具有m个副孔，所述副孔位于主孔所在的面上，均匀分布于相邻主孔之间，n＝3-6，m＝n或2n。

进一步地，所述的可裂解气体为甲烷。

进一步地，所述底吹元件数量为3-6个，均匀分布在转炉炉底，底吹总流量为0.06-0.5Nm³/min·t。

进一步地，所述的底吹护砖采用二氧化硅材质的抗酸护砖。

进一步地，所述的底吹护砖比炉底周边的炉衬砖高出200-500mm。

进一步地，所述的外管内径与中管外径的差ΔD₁＝4-7mm，所述中管内径与内管外径的差ΔD₂＝3-4mm，所述内管内径ΔD₃＝4-6mm。