頂吹氧槍

提高電爐噸鋼用氧量，是強化電爐冶煉提高電爐節奏最有效的手段之一。電爐鍊鋼氧氣產生的化學能在電爐能量輸入中所佔的比例越來越高，目前零電耗的電爐冶煉方式在許多企業得到了應用，其中電爐頂吹氧的冶煉方式是目前最為經濟的冶煉方式。

頂吹氧槍為氧氣頂吹轉爐採用底吹煤氧的複合吹煉工藝。依靠頂吹氧槍對整個冶煉過程進行調節和控制；底部煤氧噴槍可自始至終噴吹煤氧,且不影響頂吹操作,以期達到熱補償和攪拌熔池的作用。

氧槍包括外管、中管、內管，內管底部與氧槍頭部之間設置拉伐爾噴管，管口為超音速氧氣出氣道，中管與內管之間設置冷卻水進水通道，外管與中管之間設置冷卻水出水通道，內管中間為氧氣進氣道，內管底部設置脈動發生器，脈動發生器前端設置凸台。利用含有內部氣體管道的氣動裝置，可產生一脈動總壓和射流的波動結構，在轉爐中激發一振動，並且控制來自噴管的射流的流動，其內部無需應用任何運動零件，在鋼廠轉爐上使用可進一步減少鍊鋼時的氧氣消耗、減少鍊鋼時間、提高產量和噴頭壽命等其它性能 ^[1]  。

鍊鋼廠70噸constee電爐使用的意大利得興MoRE爐門碳氧槍和美國普萊克斯爐壁集束氧槍是按電爐全鐵水、50%鐵水+廢鋼、80%鐵水+廢鋼的冶煉模式進行設計的口由於電爐已進行了擴容（平均出鋼量70t），在電爐熱裝鐵水情況下，脱碳能力也明顯不足，最大脱碳速度約為0.08%/min氧流對熔池的有效攪拌動能低，熔池內温度和成份不均勻，在冶煉中經常發生“大沸騰”現象，給安全生產帶來了嚴重威脅口同時，該槍無法解決爐內的冷區現象，導致廢鋼熔化速度慢，石灰經常結塊，嚴重製約了生產節奏的提高及正常的化渣操作，而且爐襯侵蝕也極不均勻，影響了爐齡的提高。

電爐頂吹氧槍系統改造涉及到以下幾個方面:吹氧槍系統、冷卻系統、除塵系統、爐子本體系統、廢鋼上料系統、其它輔助設施。

此次改造不影響原電爐的主體功能設備，並能夠恢復原電爐(送電、廢鋼運輸機送料爐壁槍吹氧)的生產模式。

1）頂氧系統是整個電爐轉爐化的核心部分，是整個電爐轉爐化能否成功的關鍵部分。頂槍是電爐吹氧的執行元件，採用6個分散佈置的拉瓦爾噴嘴，其中每3個噴嘴1個傾斜角度、另3個噴嘴不同傾斜角度，採用分散佈置有利於氧槍向爐子各個方向噴氧口頂槍安裝在水冷夾槍裝置上，水冷夾槍裝置又被夾在B相電極處，更換時只需要將氧槍及水冷件金屬軟管撤開，直接鬆開電極夾持器即可以吊下來。

2)冷卻系統是頂氧系統的安全保證部分，氧槍使用淨環水冷卻，需在泵房新建專用泵組，一用一備，專線管道接至爐側管網處口氧槍冷卻水壓力、温度、流量實時監測，監測信號進入PLC，實現安全連鎖。

3）爐子本體及爐蓋系統改造配合頂氧系統改造，主要為鐵水溜槽需要加寬、溜槽底座需要加固，爐壁氧槍及水冷板、原介質管道保護性封閉，恢復2、4、7、10號爐壁水冷板(無開孔)。拆除原廢鋼進料口3、12號爐壁水冷板，將進料口下部砌築耐材(防止溢渣)，改造12號爐壁水冷板(作用為封閉進料口上部爐牆，並增大改造後的一次除塵通道)；將原小爐蓋改為水冷爐蓋，圓心留頂槍孔位；

4)上料系統保持不變；

5)其它輔助設施改造；封閉動態密封處進風口；製作廢鋼桶（裝入量10t）,廢鋼桶吊具採購；新建廢鋼電動過跨車及軌道；採購鐵水罐傾翻吊具 ^[2]  。

氧槍下行速度為8.5-10m/min，總行程為2500mm,氧槍進入爐內600mm時氧氣自動打開,以每秒10%的開度增加開氧速度，到達預定槍位後開至設定值的75%:氧槍提升時開始減氧，每提升50mm減氧8%，氧槍在出爐蓋前500mm時斷氧。

吹氧操作要適時控制槍位:吹氧過程中要根據冶煉情況和爐內的反應情況調節氧氣流量，前期大中期適中後期小；當氧槍漏水時立即提槍，並關閉氧槍及進水。

2013年4月25日，電爐頂吹氧槍改造完畢，通過採取優化供氧曲線廢鋼吊籃改造冶煉前期關渣操作、熱裝鐵水1包到底、取消鐵水溜槽傾翻等措施，整個生產過程較為順利。

在電爐熱裝鐵水後，通過爐門碳氧槍和頂吹氧槍配合使用，與原未使用爐壁槍及熱裝鐵水相比，可降低鋼鐵料消耗20kg/t.氧氣消耗降低12.6 NM³/t口同時，初煉爐逐步冶煉超低碳、低磷焊絲鋼、軸承鋼、彈簧鋼、易切削鋼等鋼種，從鑄坯實物質量跟蹤數據分析，能夠滿足目前冶煉工藝需要。

電爐頂吹氧槍使用後，提高了爐中脱碳速度，改善了泡沫渣效果，並使爐內各區域的鋼水温度得到了較好均勻口與原熱裝鐵水使用爐壁槍相比，有效地解決了原冶煉後期碳高爐牆侵蝕嚴重的現象，噴濺也得到了較好控制，基本未發生爐內鋼水大沸騰及EBT堵等事故。

1）電爐頂吹氧槍使用後，具備冶煉電爐特鋼能力，電爐鋼產品結構未受到影響，鋼鐵料、氧耗得到大幅降低，提高了電爐鋼的經濟效益。

2）採用電爐頂吹氧槍與爐門碳氧槍相結合向爐內供氧，提高了氧氣利用率，有效地改善了泡沫渣效果，提高了爐內鋼水的脱碳速度，均勻了爐內各區域的鋼水温度，減少了爐內噴濺事故:前期採取爐門關渣操作，中期流渣去磷，降低了鋼鐵料消耗。

3）採用鐵水罐一包到底生產模式，降低鐵水運輸過程温降，有利於電爐鋼生產組織，同時提高了鐵水熱量利用；取消鐵水傾翻+Consteel廢鋼進料模式及對初煉爐水冷壁封堵，有利於提高電爐生產效率。

4）初煉爐廢鋼加料行車改造、電爐底吹方案的實施，有利於縮短電爐冶煉週期，真正解決爐機匹配問題:實施電爐離線挖補、在線爐役噴補措施，有利於提高電爐爐齡，降低耐材成本。

5)鍊鋼廠將針對前期使用頂吹氧槍所出現的問題，在工藝設計、設備安裝、電氣控制等方面進行不斷完善，以適應生產的需要 ^[3]  。