[其他]在生铁或钢的氧气处理中冷却氧气喷嘴的方法

说明书

本发明涉及一种在底吹转炉、平炉、电炉或其它冶金炉内，在生铁或钢的氧气处理过程中冷却氧气喷嘴的方法。该氧气喷嘴至少具有一个冷却套管，一种液态冷却剂在冷却套管内流动，该氧气喷嘴被加热到不超过600℃。

以下关于生铁或钢的氧气处理的历史的内容同本发明是密切相关的。

总的来说，对于铁水，特别是生铁或钢的传统的氧气处理法是通过由铜做的水冷喷嘴从金属熔池顶部吹氧。这导致了氧气冶金的出现。然而，即使在氧气冶金的初期，顶部吹氧也没有被完全接受。例如，早在三十年代，人们就尝试过也用水冷铜喷嘴由炉底直接向铁水或钢水吹氧。用水冷喷嘴出现的问题是万一喷嘴破裂，水进入液态熔池中，有发生剧烈爆炸的危险。为了减少这种危险，采用通过喷嘴来抽水，遗憾的是这就降低了冷却效果。因此，人们意识到从底部向熔池吹氧具有许多优点。这种条件更适宜因脱碳成核形成一氧化碳气泡。这可提高吹炼速度，减少喷溅。另一重要的原因是可向氧气中加入石灰，由于多种原因大大改善了石灰的冶金效果。已有人提出了以平炉底部向熔池吹氧的方法。它采用气冷喷嘴。氧气通过双层同心套管的内管吹入到熔池中，而冷却气（如天然气）通到外管中。这种工艺也适用于转炉。它能使废钢用煤和氧气来很好地熔化。但是，它也存在着大量的缺点。用天然气冷却引起金属吸氢，而氢是一种对大部分钢都非常有害的物质，必须通过真空脱气或吹氩搅拌去除。天然气的消耗明显地提高了费用。有时，还会因失控的燃烧而使喷嘴损坏，并有使金属容器烧穿的危险。

在目前使用的这种有意义的方法中，已知的冷却液是水时，会产生上述的一些缺点。并且水不是通过一个热交换器进行循环，而是来自一个储水设施或总水管，用后作为废水排掉。

本发明的目的是提供一种方法，它能避免由于喷嘴破裂液态冷却剂进入到钢水中时而产生的爆炸危险，同时还能提供足够的冷却。

根据本发明，这一目的是这样达到，即采用液态金属作冷却剂，冷却剂通过泵经热交换器进行循环，以排除由喷嘴吸收的热量。

冷却剂最好采用沸点超过600℃的液态金属。用作冷却剂的金属有钠、钾及它们的合金和锂或锂铅合金。冷却套管的入口温度为-10～600℃。然而，可用进入冷却套管时的温度为400℃或更高的液态金属作为热冷剂进行冷却。

冷却剂的循环要求使用泵。当液态金属用作冷却剂时，即使喷嘴破裂，产生的压力波动也不会使钢水产生爆炸性喷溅。因此，不需要进行象上文所述的（用水冷时）那样通过氧气喷嘴的冷却套管来抽吸液态金属，而是借助于泵使液态金属通过冷却套管，因此可以提高流速和强化冷却。

下面将参照附图所示的一个实施例对本发明进行详细的讨论。该图示出了一个带有根据本发明的方法设计的氧气喷嘴的转炉。

图中所示的是一个普通结构的转炉1，它砌有普通的炉衬。从图中还可以看到液态金属熔池2、渣层3和在转炉炉底4上带有冷却套管6的氧气喷嘴5。氧气和可以加入到氧气中的其它气体或熔融处理剂喷吹时，在渣面上形成一个象乳化渣的金属喷泉7。进入喷嘴5的冷却套管6内的液态冷却剂是通过泵经热交换器8循环的液态金属。本实施例表示的泵9是一个压力泵，但也可以用抽吸泵。热交换器8的设计能使由喷嘴吸收的热量得以排除。例如，热交换器8内的传热载体是水时，水由10处进入，由11处排出。最好将金属循环安排在一定高度处，使得喷嘴内液态金属的压力仅略高或略低于金属熔池对喷嘴的静压力。