本實用新型專利技術屬于噴射冶金技術領域，具體涉及一種用于轉爐底部供氧噴粉的底吹元件。所述底吹元件由套管式的底吹噴槍、埋入式熱電偶、壓力變送器、鎂碳質耐火材料和爐底接口法蘭組成；所述底吹噴槍包括內層管、外層管、保護氣接口、粉氣流接口、透氣保護部件和變徑彎頭；其中，所述粉氣流接口、所述變徑彎頭、和所述內層管依次連接，粉氣流由粉氣流接口經過變徑彎頭進入底吹噴槍內層管，由底吹噴槍出口噴出；本實用新型專利技術的底吹元件適用于30~350噸的底部供氧噴粉轉爐，比傳統供氧噴粉底吹元件的使用壽命延長500爐以上，爐底侵蝕速率減緩25%以上。
【技術實現步驟摘要】
本技術主要屬于噴射冶金
，具體涉及一種用于轉爐底部供氧噴粉的底吹元件。
技術介紹
轉爐底部供氧噴粉工藝可以大幅強化轉爐熔池攪拌效果，促進渣鋼平衡，降低終點鋼水碳氧積，改善轉爐的脫磷和脫硫效率，從而降低轉爐煉鋼工藝的鋼鐵料消耗、造渣料消耗和脫氧合金消耗。底吹元件是轉爐底部供氧噴粉工藝的關鍵元件，通常采用雙層套管結構，其中內層管噴吹粉氣流，環縫噴吹冷卻保護氣體，材質通常選用銅管或者不銹鋼管，但是銅管和不銹鋼管的耐磨性均較差，且不銹鋼的導熱性差，不利于噴槍的冷卻；如果底吹噴槍尺寸不合理，將導致氣流以鼓泡形式進入轉爐熔池，鼓泡產生的后坐力會增加底吹磚的侵蝕；常規底吹噴粉元件不具備測溫和測壓功能，無法實時獲取底吹元件的工作狀況，存在噴槍堵塞和漏鋼的巨大風險；常規底吹噴粉元件的彎頭部位受到高速粉氣流的沖刷磨損，使用壽命短，磨損嚴重后只能更換整個底吹元件，造成維護和使用成本增加。
技術實現思路
針對上述問題，本技術提出一種用于轉爐底部供氧噴粉的底吹元件，以滿足轉爐底部供氧噴粉工藝的需要，通過對底吹噴槍結構和尺寸的優化、槍管材質的調整和傳感器的添加，有效提高底吹噴槍的使用效果，延長底吹元件的使用壽命，為轉爐底部供氧噴粉工藝的高效、低成本實施提供重要技術支撐。本技術是通過以下技術方案實現的：一種用于轉爐底部供氧噴粉的底吹元件，所述底吹元件由套管式的底吹噴槍、埋入式熱電偶、壓力變送器、鎂碳質耐火材料和爐底接口法蘭組成；所述底吹噴槍包括內層管、外層管、保護氣接口、粉氣流接口、透氣保護部件和變徑彎頭；其中，所述粉氣流接口、所述變徑彎頭、和所述內層管依次連接，粉氣流由粉氣流接口經過變徑彎頭進入底吹噴槍內層管，由底吹噴槍出口噴出；所述鎂碳質耐火材料位于所述爐底接口法蘭上部；所述埋入式熱電偶埋置于所述鎂碳質耐火材料中，用于實時監測爐底溫度變化；所述壓力變送器安裝在所述底吹噴槍粉氣流接口處，用于實時監測粉氣流接口處粉氣流的壓力。進一步地，所述透氣保護部件為可拆卸結構，所述透氣保護部件通過快速接頭與底吹噴槍的槍體連接。進一步地，所述透氣保護部件采用耐磨材質，所述透氣保護部件的上壁面為所述變徑彎頭的外弧壁面；所述透氣保護部件內部設有一定數量的毛細透氣管。進一步地，所述內層管與外層管之間為一環縫，保護氣接口與內層管和外層管之間的環縫連通，保護氣由保護氣接口進入內層管和外層管之間的環縫。進一步地，所述內層管選用內鍍陶瓷的銅管或連續纖維增韌碳化硅陶瓷。進一步地，所述埋入式熱電偶的溫度測量范圍為800~1600℃，控制所述埋入式熱電偶埋置于底吹元件上表面下方70~300mm處、且距離底吹噴槍外側壁面20~150mm處，埋入式熱電偶的保護套管選用耐熱不銹鋼或耐熱震陶瓷材料。進一步地，埋入式熱電偶測得的溫度數據通過無線溫度變送器發送至主控計算機。進一步地，所述壓力變送器為膜片式耐磨防堵結構，所述壓力變送器測得的粉氣流接口處粉氣流的壓力數據通過無線傳輸方式發送至主控計算機。本技術的有益技術效果：本技術通過對底吹噴槍結構和對底吹噴槍供氣流量、噴吹壓力和噴吹速度的優化、槍管材質的調整和傳感器的添加，有效提高底吹噴槍的使用效果，延長底吹元件的使用壽命，為轉爐底部供氧噴粉工藝的高效、低成本實施提供重要支撐。本技術的底吹元件適用于30~350噸的底部供氧噴粉轉爐，比傳統供氧噴粉底吹元件的使用壽命延長500爐以上，爐底侵蝕速率減緩25%以上。附圖說明圖1是本技術實施例中所述一種用于轉爐底部供氧噴粉的底吹元件結構示意圖；附圖標記：1.底吹噴槍、2.埋入式熱電偶、3.壓力變送器、4.鎂碳質耐火材料、5.爐底接口法蘭、6.底吹噴槍的內層管、7.底吹噴槍的外層管、8.變徑彎頭、9.保護氣接口、10.粉氣流接口、11.透氣保護部件。具體實施方式為了使本技術的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本技術進行進一步詳細描述。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本技術，并不用于限定本技術。相反，本技術涵蓋任何由權利要求定義的在本技術的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。進一步，為了使公眾對本技術有更好的了解，在下文對本技術的細節描述中，詳盡描述了一些特定的細節部分。對本領域技術人員來說沒有這些細節部分的描述也可以完全理解本技術。一種用于轉爐底部供氧噴粉的底吹元件，如圖1所示：所述底吹元件由套管式的底吹噴槍1、埋入式熱電偶2、壓力變送器3、鎂碳質耐火材料4和爐底接口法蘭5組成，其中套管式底吹噴槍1包含內層管6、外層管7、變徑彎頭8、保護氣接口9、粉氣流接口10、透氣保護部件11。所述底吹噴槍1長度為1米，底吹噴槍1的內層管6選用內鍍陶瓷的紫銅管，尺寸為30*3mm，外層管7選用不銹鋼無縫管，尺寸為36*2mm，粉氣流入口尺寸為DN50，粉氣流由粉氣流接口10經過變徑彎頭8進入底吹噴槍1的內層管6，逐漸加速至臨界音速由底吹噴槍出口噴出。所述埋入式熱電偶2選用鉑銠13-鉑熱電偶，可在0~1200℃范圍內長期使用，短期最高使用溫度為1500℃，埋入式熱電偶2埋置于底吹元件上表面下方75mm、距底吹噴槍外壁面25mm處，保護套管選用高鋁質陶瓷，埋入式熱電偶2測得的溫度數據通過無線溫度變送器發送至主控計算機。所述壓力變送器3選用膜片式耐磨防堵壓力變送器，測壓范圍為0~2.5MPa，安裝在底吹噴槍的粉氣流接口10處，壓力數據通過無線傳輸方式發送至主控計算機。所述透氣保護部件11由馬氏體不銹鋼加工而成，其上壁面作為變徑彎頭的外弧壁面，內部設有10個內徑為0.5mm的毛細透氣管，彌散氣流在變徑彎頭的外弧壁面上形成氣膜，減少粉料對壁面的直接沖刷磨損；所述透氣保護部件11為可拆卸結構，通過快速接頭與底吹噴槍槍體連接，如果其上壁面磨損嚴重，可將該部件拆除更換，如果發生噴槍堵塞或鋼渣滲漏的情況，也可將該部件拆下，對底吹噴槍內層管進行疏通和清理。將本實施例所述底吹元件應用于120噸轉爐，轉爐底部安裝有6支本實施例所述底吹元件，控制每個底吹元件噴吹氧氣流量為20Nm3/min，噴吹鈍化石灰粉流量為80kg/min，噴吹固氣比為2.8，粉氣流入口壓力為0.7~0.9MPa，保護氣流量為2Nm3/min。實施結果表明：120噸的底部供氧噴粉轉爐使用本技術的底吹元件后，底吹元件的壽命平均為2300爐，爐底侵蝕速率減緩25%。實施例2一種用于轉爐底部供氧噴粉的底吹元件，所述底吹元件由套管式底吹噴槍、埋入式熱電偶、壓力變送器、鎂碳質耐火材料和爐底接口法蘭組成，其中套管式底吹噴槍包含內層管、外層管、變徑彎頭、保護氣接口、粉氣流接口、透氣保護部件。所述底吹噴槍長度為1.3米，底吹噴槍的內層管選用連續纖維增韌的碳化硅陶瓷管，尺寸為38*4mm，外層管選用不銹鋼無縫管，尺寸為45*2.5mm，粉氣流入口尺寸為DN65，粉氣流由粉氣流接口經過變徑彎頭進入底吹噴槍內層管，逐漸加速至臨界音速由噴槍出口噴出。所述埋入式熱電偶選用鉑銠10-鉑熱電偶，可在0~1300℃范圍內長期使用，短期最高使用溫度為1600℃，熱電偶埋置于底吹元件上表面下方150mm、距底吹噴槍外壁面80mm處，保護套管選用高鋁質陶瓷本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種用于轉爐底部供氧噴粉的底吹元件，其特征在于，所述底吹元件由套管式的底吹噴槍（1）、埋入式熱電偶（2）、壓力變送器（3）、鎂碳質耐火材料（4）和爐底接口法蘭（5）組成；所述底吹噴槍（1）包括內層管（6）、外層管（7）、保護氣接口（9）、粉氣流接口（10）、透氣保護部件（11）和變徑彎頭（8）；其中，所述粉氣流接口（10）、所述變徑彎頭（8）、和所述內層管（6）依次連接，粉氣流由粉氣流接口（10）經過變徑彎頭（8）進入底吹噴槍內層管（6），由底吹噴槍（1）出口噴出；所述鎂碳質耐火材料（4）位于所述爐底接口法蘭（5）上部；所述埋入式熱電偶（2）埋置于所述鎂碳質耐火材料（4）中，用于實時監測爐底溫度變化；所述壓力變送器（3）安裝在所述底吹噴槍（1）粉氣流接口（10）處，用于實時監測粉氣流接口（10）處粉氣流的壓力。
【技術特征摘要】
1.一種用于轉爐底部供氧噴粉的底吹元件，其特征在于，所述底吹元件由套管式的底吹噴槍（1）、埋入式熱電偶（2）、壓力變送器（3）、鎂碳質耐火材料（4）和爐底接口法蘭（5）組成；所述底吹噴槍（1）包括內層管（6）、外層管（7）、保護氣接口（9）、粉氣流接口（10）、透氣保護部件（11）和變徑彎頭（8）；其中，所述粉氣流接口（10）、所述變徑彎頭（8）、和所述內層管（6）依次連接，粉氣流由粉氣流接口（10）經過變徑彎頭（8）進入底吹噴槍內層管（6），由底吹噴槍（1）出口噴出；所述鎂碳質耐火材料（4）位于所述爐底接口法蘭（5）上部；所述埋入式熱電偶（2）埋置于所述鎂碳質耐火材料（4）中，用于實時監測爐底溫度變化；所述壓力變送器（3）安裝在所述底吹噴槍（1）粉氣流接口（10）處，用于實時監測粉氣流接口（10）處粉氣流的壓力。2.根據權利要求1所述一種用于轉爐底部供氧噴粉的底吹元件，其特征在于，所述透氣保護部件（11）為可拆卸結構，所述透氣保護部件（11）通過快速接頭與底吹噴槍（1）的槍體連接。3.根據權利要求2所述一種用于轉爐底部供氧噴粉的底吹元件，其特征在于，所述透氣保護部件（11）采用耐磨材質，所述透氣保護部件（11）的上壁面為所述變徑彎頭（8）的外弧壁面...
【專利技術屬性】
技術研發人員：朱榮，胡紹巖，董凱，魏光升，朱長富，蘇榮芳，王洪，王連森，張月亮，李司晨，李建明，
申請(專利權)人：北京榮誠京冶科技有限公司，揚州高立達科技產業有限公司，
類型：新型
國別省市：北京;11
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