噴槍和使用噴槍的操作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及噴槍和使用噴槍的操作方法。更具體地，涉及能夠增加產(chǎn)生CO氣體的 容器內(nèi)的二次燃燒率的噴槍以及使用該噴槍的操作方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 通常，在轉(zhuǎn)爐中提供鐵水，使得氧氣被供應(yīng)到鐵水中以氧化鐵水中所含的碳（0、 硅（Si)、錳（Mn)等。鐵水的溫度由于在上述成分被氧化時生成的熱而自動增加。這里，通 常，能夠利用鐵水自己產(chǎn)生的熱進行運轉(zhuǎn)的廢鋼比（scrapratio)為約20%。
[0003] 相應(yīng)地，為增加廢料的運轉(zhuǎn)率（operationratio)，已經(jīng)使用了將能夠通過與氧氣 進行反應(yīng)而產(chǎn)生熱量的材料（例如，硅（Si)或碳（C))添加到鐵水中的方法。
[0004] 可替代地，還使用了利用二次燃燒熱的方法，該二次燃燒熱在于轉(zhuǎn)爐中進行脫碳 精煉期間產(chǎn)生的C0氣體再次與氧氣發(fā)生反應(yīng)變成C02時產(chǎn)生。更具體地，在轉(zhuǎn)爐中所含鐵 水的上方定位有噴槍，并且氧化性氣體隨后被供應(yīng)到鐵水中，由此通過鐵水的脫碳處理而 產(chǎn)生熱量。
[0005] 在脫碳處理中，鐵水中的碳（C)與氧化性氣體中的氧氣（02)反應(yīng)生成C0的反應(yīng) 如以下化學式1中所述進行。隨后，進行以下化學式2的反應(yīng)（下文中，被稱為二次燃燒）， 在化學式2中，上述一次燃燒產(chǎn)生的C0與氧化性氣體中的氧體再次反應(yīng)生成C02。
[0006]【化學式1】
[0007]C+l/202-C0
[0008]【化學式2】
[0009]C0+l/202-C0 2
[0010] 這樣，發(fā)生二次燃燒，使得從噴槍吹出的氧氣與轉(zhuǎn)爐中生成的C0氣體混合并反 應(yīng)，并且所吹出的氧氣通常具有低于音速的速度。因此，為了使二次燃燒加速，需要一種以 等于或小于音速的速度吹氧的方法。另外，有利的是，氧氣射流至鐵水的移動距離形成得較 長，以允許氧氣的反應(yīng)能夠長時間保持。
[0011] 相應(yīng)地，在相關(guān)技術(shù)中，用于減小氧氣射流的流速以增強二次燃燒的方法例如為： 1)提升在鐵水上方的噴槍高度的方法；2)利用多孔噴槍噴嘴來分布氧氣射流的方法；3)改 變噴槍噴嘴的形狀的方法。這里，方法3)是用于增強二次燃燒的最簡單的方法，因此使用 通過將噴嘴變成不同形狀以使氧氣射流的速度等于或小于音速來使二次燃燒加速的方法。
[0012] 例如，通過使用噴槍來加速二次燃燒，該噴槍具有非圓形截面的擴張部，使得氣體 的流速在設(shè)置在噴槍中的喉部之前變得等于或大于音速，而在喉部的下方部分中變得等于 或小于音速。
[0013] 可替代地，在形成在噴槍中的普通多孔氧噴嘴的排氣孔的側(cè)壁處設(shè)置有多個單獨 供氣孔。這里，使用了通過向供氣孔供應(yīng)氣體以為氧氣射流提供旋流來降低氣體射流的流 速的方法。
[0014] 可替代地，提出了一種噴槍，該噴槍在未降低從噴槍噴射出的氧化性氣體的流速 且未改變噴嘴的傾斜角度的情況下改變噴射氣體的噴射方向。即，提出了下述方法：在該方 法中，設(shè)置有至少兩個氣體噴射噴嘴的噴槍中的至少一個噴嘴沿著與連接氣體噴射噴嘴的 中心點與噴槍的橫截面的中心點的直線相交的方向周期性地噴射氣體。肯定地說，這種方 法能夠改善二次燃燒，并允許附接至轉(zhuǎn)爐的壁的賤金屬被均勻地熔化。
[0015]可替代地，在超音速噴嘴的擴張部的側(cè)表面處形成有孔，可以穿過該孔供應(yīng)控制 氣體，并且穿過該孔吹送控制氣體。相應(yīng)地，還使用了用于改變所吹送的氧化性氣體的方向 并減小速度的方法。
[0016] 另外，提出了下述噴槍以使附接至轉(zhuǎn)爐的內(nèi)壁的賤金屬均勻熔化，在該噴槍中，在 噴槍的前端部處設(shè)置有在相對于噴槍中心的點對稱位置處面向彼此的擴張噴嘴，并且在同 一同心圓的其他位置處設(shè)置有直噴嘴。
[0017] 然而，使用相關(guān)技術(shù)方法來發(fā)生二次燃燒，使得室溫下的氧氣被供應(yīng)到轉(zhuǎn)爐中并 與脫碳期間產(chǎn)生的高溫CO發(fā)生反應(yīng)。相應(yīng)地，CO的燃燒需要比預(yù)定水平更高的溫度。直 到室溫處的氧氣與CO混合并且溫度升高之前不發(fā)生二次燃燒。因此，通常，為了所吹出的 氧氣可以與在其表面的CO氣體緩慢地發(fā)生反應(yīng)，隨后可以發(fā)生二次燃燒，并且至其內(nèi)部的 整個氧氣射流都可以用于二次燃燒，氧氣射流應(yīng)當移動相當大的距離。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018] 技術(shù)問題
[0019] 本公開提供了一種其中可以提高二次燃燒率的噴槍和使用該噴槍的操作方法。
[0020] 本公開還提供了一種其中可以容易地提高氧化性氣體的溫度的噴槍和使用該噴 槍的操作方法。
[0021] 本公開還提供了一種其中可以增大吹入熔體的氣體的流量的噴槍和使用該噴槍 的操作方法。
[0022] 本公開還提供了一種其中可以提高工藝的生產(chǎn)率和效率的噴槍和使用該噴槍的 操作方法。
[0023] 技術(shù)方案
[0024] 根據(jù)一個示例性實施方案，用于將源氣體吹入其中生成反應(yīng)氣體的容器中的噴槍 包括吸入孔，吸入孔形成在氣體通道處并構(gòu)造成將反應(yīng)氣體引入通道中。
[0025] 該噴槍可以包括：壁主體，壁主體形成為豎直延伸并且構(gòu)造成將外部與通道隔開； 儲存部，儲存部設(shè)置在吸入孔的上方并且構(gòu)造成容置源氣體；混合部，混合部設(shè)置在吸入孔 的下方并且構(gòu)造成使源氣體與反應(yīng)氣體在其中混合；以及排出部，排出部形成為在所述混 合部的下方延伸預(yù)定距離并且構(gòu)造成將氣體排到容器中。
[0026] 儲存部可以朝吸入孔逐漸變窄。
[0027] 在儲存部的端部處可以形成有構(gòu)造成將源氣體排到混合部的排出孔，吸入孔可以 穿透壁主體以使得通道能夠連通外部。
[0028] 排出孔可以包括引入端和面向引入端的排出端，源氣體通過引入端被引入，排出 孔從引入端朝排出端逐漸變寬。
[0029]混合部可以朝排出部逐漸變窄。
[0030]排出部的端部沿向下方向逐漸變寬。
[0031] 吸入孔可以形成為朝所述壁部的內(nèi)側(cè)傾斜。
[0032] 根據(jù)另一示例性實施方案，用于精煉鐵水的操作方法包括：在容器中提供鐵水； 將噴槍降低進入容器中，以將噴槍定位在鐵水的上方；向噴槍供應(yīng)氧化性氣體，以將氧化性 氣體噴射到鐵水；以及將由噴射到鐵水的氧化性氣體產(chǎn)生的反應(yīng)氣體引入噴槍中。
[0033] 該操作方法還可以包括將反應(yīng)氣體引入噴槍中，并使所引入的反應(yīng)氣體與氧化性 氣體混合。
[0034] 該操作方法還可以包括使反應(yīng)氣體與氧化性氣體混合，并將所混合的氣體噴射到 容器中。
[0035] 反應(yīng)氣體可以為CO氣體。
[0036] 有利效果
[0037] 根據(jù)噴槍和使用該噴槍的操作方法，吹入鐵水的氧化性氣體的溫度可以在不需要 單獨的加熱設(shè)備的情況下容易地升高，并因此，可以提高二次燃燒的效率。即，鐵水的吹入 精煉期間在轉(zhuǎn)爐中產(chǎn)生的高溫CO氣體的一部分被吸入噴槍中，并且在與氧氣反應(yīng)之后被 排出，因此，氣體可以在高溫下排出。
[0038] 另外，CO氣體被吸入噴槍中并在與氧化性氣體混合的情況下被吹入容器中，因此， 可以增大吹入反應(yīng)容器中的氣體的流量。相應(yīng)地，可以減小工藝中消耗的氧化性氣體的吹 入量。
[0039] 此外，供應(yīng)在高溫下噴射的氣體，因而可以有效地將額外的熱供應(yīng)到容器中。因 此，可以避免過多地使用廢料、低價鐵源、以及相關(guān)技術(shù)中通常被用來提高容器的溫度的發(fā) 熱劑，因此可以降低工藝中消耗的成本，并且可以提高工藝的效率和生產(chǎn)率。
【附圖說明】
[0040] 圖1是示意性地示出根據(jù)一個示例性實施方案的轉(zhuǎn)爐運轉(zhuǎn)過程的視圖；
[0041] 圖2是示出根據(jù)一個示例性實施方案的操作方法的流程圖；
[0042] 圖3是示出由于根據(jù)一個示例性實施方案的噴槍而造成的轉(zhuǎn)爐運轉(zhuǎn)的效果的視 圖；
[0043] 圖4是示出根據(jù)一個示例性實施方案的實施方案1的噴槍的視圖；
[0044] 圖5是示出根據(jù)一個示例性實施方案的實施方案2的噴槍的視圖；
[0045] 圖6是示出排出氣體的溫度變化相對距實施方案1和2的噴槍的排出部分的端部 的距離的曲線圖；
[0046] 圖7是示出反應(yīng)氣體的吸入率的變化相對圖5的噴槍的吸入孔的尺寸的曲線圖；
[0047] 圖8是示出氣體排出部的端部處的氣體的平均溫度的變化相對圖5的噴槍的吸入 孔的尺寸的曲線圖；以及
[0048] 圖9是示出氣體排出部的端部處的氣體速度的變化相對圖5的噴槍的吸入孔的尺 寸的曲線圖。
【具體實施方式】
[0049] 在下文中，將參照附圖更詳細地描述實施方案。然而，本公開可以為不同的形式并 且不應(yīng)被理解為局限于文中所述的實施方案。而是，這些實施方案被提供成使得這種公開 將是徹底的且完整的，并且將向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分表達本公開的范圍。在附圖中，相同的 附圖標記始終表示相同的元件。
[0050] 根據(jù)一個示例性實施方案的噴槍和使用該噴槍的操作方法為將源氣體吹入產(chǎn)生 反應(yīng)氣體的容器的噴槍和操作方法。在該示例性實施方案中，反應(yīng)氣體可以是CO氣體，容 器可以是轉(zhuǎn)爐，并且源氣體可以是氧化性氣體。
[0051] 圖1是示意性地示出根據(jù)一個示例性實施方案的轉(zhuǎn)爐運轉(zhuǎn)過程的視圖。圖2是示 出根據(jù)一個示例性實施方案的操作方法的流程圖。圖3是示出由于根據(jù)一個示例性實施方 案的噴槍而造成的轉(zhuǎn)爐運轉(zhuǎn)的效果的視圖。圖4是示出根據(jù)一個示例性實施方案的實施方 案1的噴槍的視圖。圖5是示出根據(jù)一個示例性實施方案的實施方案2的噴槍的視圖。
[0052] 根據(jù)一個示例性實施方案的噴槍100為用于將氧化性氣體吹入產(chǎn)生CO氣體的轉(zhuǎn) 爐1中的噴槍，并且噴槍1〇〇包括吸入孔170,吸入孔170形成在氧化性氣體通道處并且構(gòu) 造成將CO氣體引入該通道中。
[0053] 轉(zhuǎn)爐1為用于提供鐵水并形成為中空容器的形狀的設(shè)備，其中，該中空容器的敞 開上側(cè)用于容置從高爐轉(zhuǎn)移的鐵水。轉(zhuǎn)爐1為下述設(shè)備，在該設(shè)備中，在容置鐵水之后，執(zhí) 行噴吹精煉，使得氧化性氣體如氧氣被吹入鐵水中以氧化并除去鐵水中所含雜質(zhì)。
[0054] 噴槍100形成為豎直延伸，具有限定從氣體供應(yīng)部供應(yīng)的氧化性氣體所穿過的內(nèi) 部通道的管狀形狀，以及大致形成為具有筒形形狀。噴槍100可以包括壁主體110、儲存部 130、混合部160和排出部190,其中，壁主體110構(gòu)造成將外部與通道隔開；儲存部130布 置在吸入孔170上方并構(gòu)造成容置源氣體；混合部160布置在吸入孔170下方并構(gòu)造成使 源氣體與反應(yīng)氣體在其中混合；排出部190形成為在混合部160下方延伸預(yù)定距離并構(gòu)造 成將氣體排到轉(zhuǎn)爐1中。
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