電弧爐碳氧噴槍的設(shè)計(jì)與應(yīng)用王勤樸\孫銘書(shū)\馮汝貴\楊森功\童占榮2（1.山東萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司，特殊鋼廠，山東萊蕪271105；2.長(zhǎng)安大學(xué)，陜西西安710061）1前言電爐采用爐門(mén)碳氧噴槍向爐內(nèi)吹氧和噴吹焦炭粉造泡沫渣技術(shù)，與傳統(tǒng)的人工用吹氧管向爐內(nèi)吹氧和加入固體含碳材料造泡沫渣的操作工藝相比，具有氧氣利用率高，泡沫效果好，脫碳、脫磷效果穩(wěn)定，能明顯縮短電爐冶煉時(shí)間、節(jié)能效果好安全性好、自動(dòng)化程度高的優(yōu)點(diǎn)，是國(guó)外大型電爐和超高功率電爐必備的主要工藝設(shè)備之一。

　　國(guó)內(nèi)除少數(shù)幾臺(tái)超高功率引進(jìn)碳氧噴槍技術(shù)外，大部分30t以上電爐都沒(méi)有采用這項(xiàng)新技術(shù)，這其中除引進(jìn)碳氧噴槍的價(jià)格昂貴因素外，國(guó)內(nèi)制造在制作工藝和噴粉設(shè)備質(zhì)量不過(guò)關(guān)等方面，也限制了碳氧噴槍在電爐上的推廣使甩萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司特殊鋼廠根據(jù)本廠電爐煉鋼的特點(diǎn)，自行設(shè)計(jì)制造了一臺(tái)適應(yīng)本廠50t超高功率電爐工藝需要的非自耗式碳氧噴槍，一年多的生產(chǎn)使用表明，該槍具有體積小、重量輕操作簡(jiǎn)單、使用靈活、切割廢鋼助熔深脫碳速度快、造泡沫渣效果好的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了50t超高功率電爐吹氧、造泡沫渣自動(dòng)化和埋弧操作，并取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

　　2碳氧噴槍的設(shè)計(jì)2.1電弧爐主要技術(shù)參數(shù)（表1）2.2功能表150t超高功率電弧爐主要技術(shù)參數(shù)2.3碳氧噴槍的設(shè)計(jì)碳氧噴槍由槍體、機(jī)械系統(tǒng)液壓系統(tǒng)電氣系統(tǒng)水冷系統(tǒng)及噴粉系統(tǒng)6部分組成，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)槍體包括拉瓦爾噴頭和槍身兩部分，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)拉瓦爾噴頭采用紫銅鑄造，熱處理后經(jīng)機(jī)加工制成，其主要設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表2槍身由3層同心無(wú)縫鋼管套裝焊接而成，管中間分別通氧氣和焦炭粉，管與管之間通冷卻水，其主要設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表3機(jī)械系統(tǒng)包括：碳氧噴槍轉(zhuǎn)柱、拉桿機(jī)構(gòu)、大臂、大臂轉(zhuǎn)柱、擺動(dòng)座，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)虛線框內(nèi)部分其特點(diǎn)是采用現(xiàn)代化機(jī)械手結(jié)構(gòu)，使碳氧噴槍在工作狀態(tài)時(shí)能自由地在爐內(nèi)上下、左右擺動(dòng)，非工作狀態(tài)時(shí)，槍體旋出折疊，占用爐前操作平臺(tái)面積小表2拉瓦爾噴頭的主要設(shè)計(jì)參數(shù)氧氣噴頭噴孔出喉口噴孔流量/流速/壓力/孔數(shù)/口直徑/直徑/夾角/個(gè)表：3槍身的主要設(shè)計(jì)參數(shù)中心管中層管外層管進(jìn)水出水冷卻冷卻水直徑/直徑流速/水量壓力液壓系統(tǒng)由液壓站、過(guò)濾器、噴槍擺動(dòng)缸、大臂回轉(zhuǎn)缸、噴槍仰俯缸組成碳氧噴槍動(dòng)作部分采用液壓驅(qū)動(dòng)，減少了整套設(shè)備的體積和設(shè)備的總重，保證了噴槍在工作狀態(tài)時(shí)動(dòng)作平穩(wěn)可靠，無(wú)噪音，其控制見(jiàn)，主要性能參數(shù)見(jiàn)表4表4液壓系統(tǒng)性能參數(shù)系統(tǒng)工作擺動(dòng)缸行大臂回轉(zhuǎn)缸行噴槍回轉(zhuǎn)缸行壓力/MPa程電氣設(shè)計(jì)采用雙電路控制系統(tǒng)，一路在爐前控制，一路在液壓站前控制，兩路均能單獨(dú)控制碳氧噴槍的工作過(guò)程正常工作時(shí)使用爐前控制，便于全面觀察爐內(nèi)碳氧噴槍的工作狀態(tài)，一旦爐前控制發(fā)生故障，可迅速啟用液壓站前控制系統(tǒng)，保證碳氧噴槍6.噴槍擺動(dòng)缸7.大臂回轉(zhuǎn)缸8.過(guò)濾器由于50t電爐爐前循環(huán)水壓力只有0.達(dá)不到碳氧噴槍進(jìn)水壓力多0.6MPa的要求，設(shè)計(jì)采用在進(jìn)水管路上串接加壓泵，保證其進(jìn)水壓力達(dá)利用原補(bǔ)爐機(jī)對(duì)其出料蝶閥進(jìn)行部分更換和改造，解決蝶閥開(kāi)關(guān)不靈活現(xiàn)象在空氣壓縮機(jī)后加干燥器，解決因壓縮空氣潮濕引起碳粉結(jié)塊造成的堵塞現(xiàn)象，保證供粉暢通3使用效果分析采用電爐碳氧噴槍技術(shù)前后電爐各項(xiàng)消耗指標(biāo)對(duì)比見(jiàn)表5表5碳氧噴槍使用前后電爐各項(xiàng)消耗指標(biāo)對(duì)比使吹氧管/氧氣焦炭粉/電極/電耗/鎂碳磚/用前后從表5可以看出，使用碳氧噴槍后，電爐的各項(xiàng)消耗指標(biāo)有了明顯的降低，1998年按可比價(jià)格計(jì)算，噸鋼冶煉成本下降20.82元，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益分析其主要原因如下：使用碳氧噴槍，噴槍槍體可準(zhǔn)確定位，進(jìn)而強(qiáng)化氧氣噴入，明顯縮短熔化時(shí)間。

　　噴槍在渣層中的位置可以調(diào)整，從而保證氧氣和碳粉不至于未加利用而逸出爐外使用碳氧噴槍，可以有效控制泡沫渣，從而加速了能量和質(zhì)量交換，改善了脫磷和脫碳反應(yīng)電爐埋弧冶煉操作，降低了冶煉電耗和電極消耗，提高了爐襯壽命35鋁棒還燃油加熱爐的結(jié)構(gòu)和節(jié)能效果賀永東（湖北黃岡白蓮鋁業(yè)股份有限公司，湖北黃岡436218）爐襯材料、煙道口和火道口的設(shè)備及溫度控制系統(tǒng)等作了簡(jiǎn)要介紹和比較。

　　1前言隨著節(jié)能降耗效的日益深入，冶煉和加工企業(yè)尋找廉價(jià)的能源，以一次能源代替二次能源以直火加熱代替輻射管加熱旨在降低能耗的工藝受到廣泛的重視隨著燃燒技術(shù)不斷進(jìn)步和新型復(fù)合爐襯推廣應(yīng)用，使直火加熱工藝的加熱質(zhì)量甚至優(yōu)于傳4存在問(wèn)題與改進(jìn)措施電爐碳氧槍在使用過(guò)程中存在下述問(wèn)題：氧槍槍身水冷套管之間縫隙偏小，供水流量小，高溫下噴頭部位冷卻水局部汽化，供水受阻，導(dǎo)致噴頭壽命降低槍體與冷卻水系統(tǒng)連接采用普通膠管，易受高溫輻射軟化，旋轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生折疊變形，引起供水受阻操作不慎，噴頭與爐內(nèi)廢鋼或電極接觸，產(chǎn)生電弧放電，將噴頭打漏噴粉管采用普通材質(zhì)，受碳粉的高速摩擦切削作用，壽命降低。

　　通過(guò)上述分析，采取適當(dāng)加大槍身水冷套管之間的縫隙，大供水量，消除噴頭高溫區(qū)局部汽化統(tǒng)的加熱和輻射管加熱砌體的蓄熱和表面散熱損失極小，使?fàn)t子的升溫速度大大提高，爐溫的均勻性能可達(dá)±5°C，取得了很好的節(jié)能效果本文對(duì)擠壓機(jī)配套的幾種型式燃油加熱爐的結(jié)構(gòu)與經(jīng)濟(jì)、技術(shù)效果進(jìn)行介紹和比較2燃油加熱爐結(jié)構(gòu)擠壓鋁棒坯燃油加熱爐由燃燒室、加熱室、加熱裝置、調(diào)速電機(jī)驅(qū)動(dòng)的錠坯傳送機(jī)構(gòu)及溫控系統(tǒng)組成噸鋁油耗一般為30~38kg，加熱成本約為電爐槍體與冷卻水之間采用耐高溫鋼絲編織管，防止軟化變形，保證供水暢通冶煉操作時(shí)加強(qiáng)爐內(nèi)觀察，避免噴頭接觸廢鋼或電極噴粉管改用高錳無(wú)縫鋼管，強(qiáng)耐磨性能，噴頭的使用壽命從150爐加到250爐，噴粉管的使用壽命達(dá)半年以上，從而保證了電爐碳氧噴槍的正常使用。