本發(fā)明涉及鋼鐵冶渣的回收利用，特別涉及一種利用集束射流氧槍避免鑄余渣在重包鐵水包內(nèi)粘渣的方法。

背景技術(shù)：

1、在鋼鐵生產(chǎn)長(zhǎng)流程中，高爐-轉(zhuǎn)爐流程里，當(dāng)連鑄平臺(tái)上的鋼水澆鑄完畢之后，平臺(tái)上的鋼包內(nèi)總要?dú)埩粢徊糠咒撍蜔釕B(tài)熔渣不能放入中間包里，這是為了保證后續(xù)連鑄坯的質(zhì)量，鋼包內(nèi)剩余的這部分熱態(tài)熔體通常就是廣義上的鑄余渣。

2、廣義上的鑄余渣中包含兩部分熔體，一是廣義鑄余渣中的液態(tài)金屬部分-即鋼水，二是廣義鑄余渣中的液態(tài)熔渣部分-即狹義上的鑄余渣。由于廣義上的鑄余渣中鋼水和狹義上的鑄余渣兩部分密度差別較大，鋼水密度遠(yuǎn)大于狹義上的鑄余渣，因此通常情況下鋼包中底部是鋼水，鋼水上面是狹義的鑄余渣。

3、對(duì)于300t轉(zhuǎn)爐鋼廠而言，通常廣義上的鑄余渣有6～10t，其中鋼水和狹義上的鑄余渣各占一半，也就是說(shuō)，鑄余鋼包里有3～5t的鋼水和3～5t的狹義鑄余渣。因?yàn)檫@部分熔體中含有寶貴的經(jīng)過(guò)精煉之后的鋼水，且具有巨大的熱能，所以，將廣義上的鑄余渣返生產(chǎn)利用，可以取得更高的生產(chǎn)率，更高的生產(chǎn)效益及顯著的節(jié)能降耗優(yōu)勢(shì)。

4、在現(xiàn)有的廣義鑄余渣返生產(chǎn)利用技術(shù)中，有幾條返回路徑：一是返回精煉爐，二是返回轉(zhuǎn)爐，三是返回脫硫工序。其中，第二和第三條路徑都需要把廣義上的鑄余渣倒入鐵水包中，再由鐵水包返回轉(zhuǎn)爐前工序，這就是廣義鑄余渣返生產(chǎn)技術(shù)。

5、由于廣義鑄余渣返回是間歇式的，間隔周期通常要半小時(shí)左右，考慮到廣義鑄余渣的溫降，可以先在鐵水包內(nèi)預(yù)裝一部分鐵水，之后再去接廣義鑄余渣，這種預(yù)裝鐵水的鐵水包稱為重包鐵水包。

6、對(duì)300t轉(zhuǎn)爐鋼廠而言，通常在鐵水包內(nèi)預(yù)裝30t鐵水，由于有了30t鐵水的熱量?jī)?chǔ)備，就可以使得鐵水包承接廣義鑄余渣3～5次。在鐵水包承接每次鑄余渣的間隙時(shí)，鐵水包內(nèi)的鑄余渣是敞開(kāi)降溫的。另外，在廣義鑄余渣注入鐵水包中時(shí)，由于廣義鑄余渣中的狹義鑄余渣具有氧化性，其會(huì)與鐵水包中具有還原性元素的鐵水反應(yīng)，反應(yīng)吸熱，加上等待承接鑄余渣期間的散熱，導(dǎo)致鐵水包內(nèi)的熔體出現(xiàn)溫降，很容易使得鐵水包內(nèi)的熔渣溫度降低到粘附或凝結(jié)在鐵水包內(nèi)壁上的程度，造成鐵水包內(nèi)鑄余渣粘包現(xiàn)象，給后續(xù)鐵水包倒包、傾倒熔體都造成惡劣影響。粘渣后的鐵水包修理又影響鐵水包耐材壽命，增加生產(chǎn)修復(fù)成本，更嚴(yán)重的是影響鑄余渣返生產(chǎn)工藝的連續(xù)運(yùn)行，給鋼廠造成多方面的經(jīng)營(yíng)損失。

7、因此，如何避免鑄余渣倒入鐵水包后，由于渣溫下降形成粘包，就成為急需解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種利用集束射流氧槍避免鑄余渣在重包鐵水包內(nèi)粘渣的方法，解決鑄余渣返生產(chǎn)過(guò)程中與鐵水包壁粘結(jié)凝渣的問(wèn)題，促進(jìn)鑄余渣返生產(chǎn)工藝的完善，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

3、一種利用集束射流氧槍避免鑄余渣在重包鐵水包內(nèi)粘渣的方法，包括如下步驟：

4、1)在鐵水包內(nèi)裝入鐵水后備用，其中鐵水裝入量為鐵水包容量的10～15％，裝有鐵水的鐵水包稱為重包鐵水包；

5、2)鋼水澆注完畢后，將鋼包內(nèi)的鑄余渣注入所述重包鐵水包內(nèi)，當(dāng)移動(dòng)重包鐵水包時(shí)，重包鐵水包內(nèi)表層鑄余渣不發(fā)生晃動(dòng)，或重包鐵水包內(nèi)壁與表層鑄余渣接觸處產(chǎn)生產(chǎn)生黏渣時(shí)，用集束射流氧槍火焰沖擊表層的鑄余渣和黏渣，將產(chǎn)生的黏渣加熱熔化，并使重包鐵水包內(nèi)的鑄余渣不斷攪拌、翻騰；

6、或者，將鋼包內(nèi)的鑄余渣注入所述重包鐵水包內(nèi)后，立即使用集束射流氧槍沖擊鑄余渣表面；

7、同時(shí)，從鑄余渣中溢出的co氣體和o2燃燒被集束射流氧槍火焰點(diǎn)燃進(jìn)行燃燒；

8、重復(fù)上述操作，直至所述重包鐵水包承接鑄余渣完成；

9、3)鑄余渣轉(zhuǎn)運(yùn)

10、將承接鑄余渣完成后的重包鐵水包返生產(chǎn)利用。

11、優(yōu)選的，步驟2)中，利用集束射流氧槍連續(xù)或間歇沖擊表層的鑄余渣和黏渣。

12、優(yōu)選的，步驟2)中，所述沖擊過(guò)程中，集束射流氧槍與鑄余渣間的距離不超過(guò)1.2m。

13、在本發(fā)明所述的方法中：

14、在重包鐵水包承接鑄余渣后，當(dāng)移動(dòng)重包鐵水包時(shí)，重包鐵水包內(nèi)表層鑄余渣不發(fā)生晃動(dòng)，或重包鐵水包內(nèi)壁與表層鑄余渣接觸處產(chǎn)生黏渣時(shí)，用集束射流氧槍火焰沖擊表層的鑄余渣和黏渣，集束射流氧槍是一種采用中心供氧、在中心氧氣射流外包裹一層燃?xì)饬鞯母咚購(gòu)?fù)合射流氧槍，火力強(qiáng)勁，可以完成對(duì)目標(biāo)對(duì)象的快速加熱熔化，將產(chǎn)生的黏渣加熱熔化，使鑄余渣不再粘附在鐵水包內(nèi)壁，避免鑄余渣在鐵水包內(nèi)壁出現(xiàn)嚴(yán)重結(jié)渣、粘包的情況。

15、進(jìn)一步，用集束射流氧槍沖擊表層的鑄余渣，集束射流氧槍射流束集中度好，可在較長(zhǎng)距離內(nèi)保持射流高速核心段集中而不發(fā)散，能較遠(yuǎn)距離保持其強(qiáng)大沖擊力，所以槍頭不用浸沒(méi)入鑄余渣層即可有效沖入熔體形成沖擊攪拌作用，在強(qiáng)大沖擊力的作用下，會(huì)帶動(dòng)鑄余渣攪拌、翻騰，從而使鑄余渣與鐵水充分接觸，集束射流氧槍射入的氧氣與鐵水中的[si]、[mn]、[c]反應(yīng)放熱，對(duì)鑄余渣及鐵水進(jìn)行補(bǔ)熱，進(jìn)而彌補(bǔ)鑄余渣中高氧化性的(feo)與鐵水中富含的還原性元素[c]、[si]、[mn]反應(yīng)所吸收的熱量。

16、同時(shí)，氧氣與鐵水反應(yīng)生成的co氣體從熔體中溢出，會(huì)帶動(dòng)熔體翻騰，使得凝結(jié)的渣和低溫欲凝渣可被有效加熱得以熔化，重新具備良好的流動(dòng)性。

17、從熔體中溢出的co與o2被集束射流氧槍點(diǎn)燃，形成燃燒火焰，進(jìn)一步放出熱量對(duì)鐵水包內(nèi)壁及鑄余渣表面形成烘烤，使鐵水包壁和鑄余渣溫度保持在較高溫度，降低或消除鑄余渣與鐵水包壁粘附的可能。

18、本發(fā)明利用集束射流氧槍直接熔化凝渣和co與o2燃燒雙重作用，確保鑄余渣返生產(chǎn)過(guò)程中不會(huì)造成過(guò)大的溫降，避免鑄余渣在鐵水包內(nèi)壁出現(xiàn)粘渣凝固現(xiàn)象。

19、本發(fā)明與已有技術(shù)的區(qū)別及改進(jìn)之處：

20、中國(guó)專利cn2018102072178公開(kāi)了“一種熱態(tài)鑄余渣返鐵水包的鋼水回收方法”，通過(guò)設(shè)置在鋼水接收跨的保溫爐來(lái)承接和周轉(zhuǎn)多包鑄余渣，保溫爐的作用是對(duì)鑄余渣進(jìn)行補(bǔ)熱，采用感應(yīng)加熱或吹氧補(bǔ)熱的方式來(lái)加熱，并且至少倒入3個(gè)鋼包的鑄余渣。由于鑄余渣是熱的不良導(dǎo)體，不管用感應(yīng)加熱還是吹氧補(bǔ)熱，都無(wú)法加熱厚厚的渣層，上表面的渣層還會(huì)降溫凝固，起不到將渣補(bǔ)熱或保溫的作用。本發(fā)明是利用集束射流氧槍直接熔化凝渣，結(jié)合反應(yīng)及燃燒放熱，同時(shí)，對(duì)熔體形成攪拌、翻騰促進(jìn)熱量得傳遞，使鑄余渣可以全部保持在較高溫度范圍，避免粘渣凝固。

21、中國(guó)專利cn2018115574613公開(kāi)了“一種轉(zhuǎn)爐循環(huán)利用鋼包熱態(tài)鑄余渣的方法”，步驟1)：轉(zhuǎn)爐出鋼后，將轉(zhuǎn)爐渣在轉(zhuǎn)爐內(nèi)進(jìn)行濺渣，轉(zhuǎn)爐渣濺干全部留在轉(zhuǎn)爐內(nèi)，位于轉(zhuǎn)爐的爐底和爐襯；步驟2)：在鐵水罐中對(duì)鐵水脫硫預(yù)處理后進(jìn)行扒渣操作，將熱態(tài)鑄余渣與扒渣后的鐵水混合兌入轉(zhuǎn)爐，進(jìn)行轉(zhuǎn)爐冶煉。鐵水經(jīng)過(guò)預(yù)處理和扒渣之后，其鐵水溫度會(huì)降低很多，之后再向其內(nèi)直接倒入鑄余渣，鑄余渣與鐵水進(jìn)一步反應(yīng)又會(huì)吸熱，這樣鑄余渣很容易粘包，到轉(zhuǎn)爐那里倒鐵水時(shí)，鐵水包壁的結(jié)渣，將會(huì)使鐵水倒入轉(zhuǎn)爐的路徑、方向和速度很難預(yù)料，很可能會(huì)有鐵水和熔渣四處飛濺，甚至噴濺出轉(zhuǎn)爐外，給轉(zhuǎn)爐兌鐵水操作帶來(lái)極大危險(xiǎn)。

22、中國(guó)專利cn2010102764524公開(kāi)了“一種連鑄鋼包注余熱態(tài)鋼渣回收再利用的方法”，連鑄生產(chǎn)中，鋼包鋼水注入中間包的過(guò)程結(jié)束后，將鋼包內(nèi)熔融的注余熱態(tài)鋼渣倒入重鐵水罐內(nèi)；隨后將注余熱態(tài)鋼渣隨鐵水一起兌入轉(zhuǎn)爐用于煉鋼。專利中提及鋼渣可能會(huì)存在凝渣情況，但是并沒(méi)有提出解決方案，而本發(fā)明則重點(diǎn)是在如何避免鑄余渣因持續(xù)降溫而凝結(jié)。

23、中國(guó)專利cn2014102591190公開(kāi)了“一種鐵水罐回收連鑄注余鋼渣操作方法”，該專利中也是使用重包鐵水包來(lái)接鑄余渣，但剛開(kāi)始鐵水包內(nèi)鐵水裝入量要達(dá)到整包容鐵量的70～80％，而本發(fā)明中預(yù)裝鐵水量只有10％左右，所以本發(fā)明可以承接多包鑄余渣再返生產(chǎn)利用，并通過(guò)集束射流氧槍對(duì)熔體的沖擊攪拌作用，促進(jìn)熔體的交融混合便利熱量傳遞。

24、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：

25、本發(fā)明通過(guò)利用集束射流氧槍沖擊重包鐵水包內(nèi)表層的鑄余渣和黏渣，凝渣加熱熔化，結(jié)合從熔體中溢出渣面的co與o2的燃燒放熱，以及氧氣與鐵水間反應(yīng)放出的熱量，對(duì)重包鐵水包內(nèi)的鑄余渣進(jìn)行多重補(bǔ)熱。彌補(bǔ)鐵水與鑄余渣之間反應(yīng)所吸收的熱量以及散失的熱量，從而保證鑄余渣溫度不會(huì)明顯下降，即使利用一個(gè)鐵水包承接多包鑄余渣，也能避免鑄余渣在鐵水包內(nèi)壁出現(xiàn)粘渣凝固現(xiàn)象，助力鑄余渣返生產(chǎn)技術(shù)的不斷完善，形成良好的工藝技術(shù)保證，共同實(shí)現(xiàn)鋼廠效益的提升。

26、同時(shí)，利用集束射流氧槍沖擊作用，以及co與o2溢出鑄余渣表面對(duì)熔體的沖擊、攪拌作用，促使熱量在鑄余渣之間均勻傳遞，避免局部鑄余渣溫度過(guò)低造成凝渣。

27、而現(xiàn)有技術(shù)中為了避免鑄余渣返生產(chǎn)過(guò)程中粘渣、結(jié)渣、粘包，多是集中在如何快速將鑄余渣返回生產(chǎn)利用或?qū)υO(shè)備的改進(jìn)上。