阅读说明：本技术 一种喷粉装置、用于转炉底吹喷粉的喷粉装置及喷粉方法 (Powder spraying device, powder spraying device for converter bottom blowing powder spraying and powder spraying method ) 是由 朱荣 胡绍岩 苏荣芳 王洪 于 2020-06-02 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种喷粉装置、用于转炉底吹喷粉的喷粉装置及喷粉方法,喷粉装置包括喷粉罐,喷粉罐分别连接增压气源、粉料仓和除尘器；喷粉罐下部为锥形段,锥形段连接锥形段气源；锥形段的底部、流化装置、粉料切断阀、流化装置、粉料调节阀、喷粉机构依次顺序连接。用于转炉底吹喷粉的喷粉装置包括喷粉装置,喷粉装置的喷粉机构通过输粉管道连接分配器,输粉管道上设置有粉剂流量计,分配器连接底吹喷嘴。喷粉方法包括加粉过程、喷粉过程和停粉过程。喷粉装置喷出的粉气流的状态稳定,避免粉气流的突然大幅波动,喷粉效果好,适用于转炉底吹喷粉工艺的复杂工况。应用喷粉方法喷粉,粉气流稳定性佳,喷粉过程安全稳定,喷粉效果好。(The invention provides a powder spraying device, a powder spraying device for bottom blowing powder spraying of a converter and a powder spraying method, wherein the powder spraying device comprises a powder spraying tank, and the powder spraying tank is respectively connected with a pressurized gas source, a powder bin and a dust remover; the lower part of the powder spraying tank is a conical section, and the conical section is connected with a conical section gas source; the bottom of the conical section, the fluidizing device, the powder cut-off valve, the fluidizing device, the powder regulating valve and the powder spraying mechanism are sequentially connected. The powder spraying device for the bottom blowing powder spraying of the converter comprises a powder spraying device, a powder spraying mechanism of the powder spraying device is connected with a distributor through a powder conveying pipeline, a powder flowmeter is arranged on the powder conveying pipeline, and the distributor is connected with a bottom blowing nozzle. The powder spraying method comprises a powder adding process, a powder spraying process and a powder stopping process. The powder flow sprayed by the powder spraying device is stable in state, avoids sudden large fluctuation of the powder flow, has good powder spraying effect, and is suitable for complex working conditions of a converter bottom blowing powder spraying process. The powder spraying method is applied to powder spraying, the powder airflow stability is good, the powder spraying process is safe and stable, and the powder spraying effect is good.)

一种喷粉装置、用于转炉底吹喷粉的喷粉装置及喷粉方法

技术领域

本发明涉及转炉炼钢技术领域，特别是指一种喷粉装置、用于转炉底吹喷粉的喷粉装置及喷粉方法。

背景技术

转炉底吹喷粉是利用载气将炼钢所需原辅料以粉剂形式由底部喷入熔池的先进炼钢工艺，能够强化熔池搅拌、增大渣金反应界面、改善转炉炼钢的热力学和动力学条件。相比于底吹惰性气体的常规顶底复吹转炉而言，转炉底吹喷粉在降低炼钢原辅料消耗、减少固废产生量、提升钢水纯净度等方面均具有显著优势。

喷粉装置是转炉底吹喷粉工艺的核心装备之一，喷粉装置所产生的粉气流状态直接关系到底吹喷嘴的工作状态，从而影响底吹喷嘴的使用寿命。在转炉炼钢过程中，底吹喷嘴被高温钢液所覆盖，粉气流由底吹喷嘴直接喷入高温钢液中，其工艺特点包括：(1)为了避免粉气流在底吹喷嘴出口附近产生后座侵蚀，要求粉气流以临界音速由喷嘴喷出，以射流形态喷入钢液，因此喷粉装置产生的粉气流必须为高压稀相输送状态，粉气流静压力通常为1.0～1.5MPa；(2)为了在短时间内将炼钢所需粉剂全部喷入熔池，喷粉流量较大，喷粉流量通常为100～2000kg/min，喷粉罐内易出现中心贯通现象；(3)由于底吹喷嘴被高温钢液所覆盖，因此必须保证粉气流的状态稳定，避免粉气流的突然大幅波动，尤其是在开始喷粉和停止喷粉的时候，否则可能造成钢水倒灌进入底吹喷嘴，底吹喷嘴将立即失效。

现有喷粉装置普遍适用于低压浓相输送工况，粉气流稳定性差，无法适应复杂工况条件，无法适应转炉底吹喷粉工艺的工况，喷粉效果差。现有的喷粉方法，在开始喷粉和停止喷粉阶段直接关闭所有开关，粉气流稳定性差，难以保证喷粉过程的安全稳定。

发明内容

本发明提供了一种喷粉装置、用于转炉底吹喷粉的喷粉装置及喷粉方法。

现有的喷粉装置具有以下问题，普遍适用于低压浓相输送工况，粉气流稳定性差，无法适应复杂工况条件，无法适应转炉底吹喷粉工艺的工况，喷粉效果差。

现有的喷粉方法具有以下问题，

在开始喷粉和停止喷粉阶段直接关闭所有开关，粉气流稳定性差，难以保证喷粉过程的安全稳定；对于喷粉装置异常出粉的情况，缺乏安全、稳定、行之有效的处置手段，容易导致下料管堵塞，或者瞬间大量出粉。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供如下方案：

一种喷粉装置，包括喷粉罐，所述喷粉罐分别连接增压气源、粉料仓和除尘器；

所述喷粉罐下部为锥形段，所述锥形段连接锥形段气源；

所述锥形段的底部、流化装置、粉料切断阀、流化装置、粉料调节阀、喷粉机构依次顺序连接。

其中，所述喷粉机构包括连接所述粉料调节阀的粉气流喷射器，所述粉气流喷射器连接喷粉载气气源。

其中，所述流化装置包括流化段和连接所述流化段的流化气源，所述流化段连接在所述锥形段与所述粉料切断阀之间，所述流化段连接在所述粉料切断阀与所述粉料调节阀之间。

其中，所述喷粉装置还包括喷粉罐内压力测量装置，所述喷粉罐内压力测量装置设置在所述喷粉罐上。

其中，所述粉气流喷射器上还设置有喷射器压力测量装置。

一种用于转炉底吹喷粉的喷粉装置，包括喷粉装置，所述喷粉装置的所述喷粉机构通过输粉管道连接分配器，所述输粉管道上设置有粉剂流量计，所述分配器连接底吹喷嘴。

一种喷粉方法，包括加粉过程、喷粉过程和停粉过程；

加粉过程，打开除尘器、锥形段气源、连接所述锥形段底端的流化装置，锥形段气源和该流化装置的气体流量均执行低流量模式，其它设备处于关闭状态，待喷粉罐内压力连续10秒低于0.05MPa后，打开粉料仓，粉料进入喷粉罐内，待喷粉罐内粉剂重量达到预设值，关闭粉料仓和除尘器，打开增压气源，喷粉罐内压力保持在预设值；

喷粉过程，依次打开粉料调节阀、连接粉料调节阀的流化装置和粉料切断阀，粉料调节阀处于最小出粉开度，该流化装置的气体流量执行低流量模式；测量喷粉机构喷出的粉剂流量并判断出粉是否正常出粉；正常出粉，缓慢增大粉料调节阀的开度，待喷粉流量达到设定值时，保持粉料调节阀的开度不变；不正常出粉，执行喷粉调节方法，测量喷粉机构喷出的粉剂流量并判断出粉是否正常出粉，重复操作；

停粉过程，待喷粉量达到工艺需求后，将粉料调节阀的开度缓慢减小至最小出粉开度，然后关闭粉料切断阀，缓慢增大粉料调节阀至最大开度，将连接粉料调节阀的流化装置的气体流量增大至中流量模式，吹扫5秒后关闭该流化装置，关闭粉料调节阀，将锥形段气源和连接所述锥形段底端的流化装置的气体流量调整为高流量模式，对喷粉罐内的粉料进行强搅，消除因大流量喷粉导致的料堆表面坡。流流流流流流流

其中，所述喷粉调节方法包括：

没有正常出粉，关闭粉料切断阀，缓慢增大粉料调节阀至最大开度，将连接粉料调节阀的流化装置的气体流量增大至中流量模式，吹扫5秒后调回低流量模式，缓慢将粉料调节阀的开度减小至二次出粉开度，再次打开粉料切断阀，测量粉剂流量判断出粉是否正常出粉。

其中，在所述喷粉过程中还需判定喷粉罐内压力与喷射器压力的差值；

喷粉机构正常出粉，在缓慢增大粉料调节阀开度的过程中，如果喷粉罐内压力与喷射器压力的差值小于0.1MPa，停止增大粉料调节阀的开度，即使喷粉流量尚未达到设定值，也不再增大粉料调节阀的开度；如果喷粉罐内压力与喷射器压力的差值小于0.05MPa，立即关闭粉料切断阀。

其中，最小出粉开度为10～30％；

二次出粉开度比最小出粉开度大2～5％。

本发明的上述方案至少包括以下有益效果：

本发明的上述方案，本发明的喷粉装置喷出的粉气流的状态稳定，避免粉气流的突然大幅波动，喷粉效果好，适用于复杂工况条件，适用于转炉底吹喷粉工艺的工况。

应用本发明的喷粉方法喷粉，粉气流稳定性佳，喷粉过程的安全稳定，喷粉效果好。(1)本发明的以最小流量开始喷粉和停止喷粉，可以最大限度地降低开始喷粉和停止喷粉时的粉气流状态波动，减轻对喷吹过程的冲击，避免钢水倒灌事故的发生；(2)利用本发明提供的喷粉方法可以安全有效地处理喷粉装置异常出粉的情况，既不会造成突然的大量出粉，也可以避免粉料堆积在切断阀和调节阀之间造成下料管堵塞的情况；(3)在喷粉结束后对料堆进行大流量搅混，可以有效地消除因大流量喷粉导致的料堆表面坡度，避免下次喷粉时发生中心贯通现象；(4)在本发明的加料步骤中，粉料切断阀和粉料调节阀都处于关闭状态，喷粉载气可以正常地经由粉气流喷射器喷出，在喷粉结束后便可以进行喷粉装置的加料操作，节约时间。

本发明的用于转炉底吹喷粉的喷粉装置，设置有粉料切断阀和粉料调节阀，加料步骤中，粉料切断阀和粉料调节阀都处于关闭状态，喷粉载气可以正常地经由粉气流喷射器、输粉管道、分配器和底吹喷嘴喷入转炉熔池，因此在转炉冶炼过程中一旦喷粉结束后便可以进行喷粉装置的加料操作，转炉冶炼与喷粉装置加料可以同步进行，节约时间，避免耽误转炉的正常冶炼节奏。

附图说明

图1为本发明的喷粉装置的示意图一；

图2为本发明的喷粉装置的示意图二；

图3为本发明的用于转炉底吹喷粉的喷粉装置的示意图。

流

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图1所示的，本实施例提供了一种喷粉装置，包括喷粉罐，喷粉罐分别连接增压气源、粉料仓和除尘器；喷粉罐下部为锥形段，锥形段连接锥形段气源；锥形段的底部、流化装置、粉料切断阀、流化装置、粉料调节阀、喷粉机构依次顺序连接。

本实施例的喷粉装置在使用过程中，先对喷粉罐内加料，再开始喷粉，喷粉结束后停止喷粉。

加料过程中，关闭粉料切断阀和粉料调节阀，关闭增压气源，打开除尘器，打开锥形段气源和连接锥形段底端的流化装置，此时，流化装置的气体流量均执行低流量模式，待喷粉罐内压力持续10秒低于0.05MPa后，打开粉料仓，粉料进入喷粉罐内。待喷粉罐内粉剂重量达到预设值，关闭粉料仓，关闭除尘器，打开增压气源，增压气源向喷粉罐内充气，并将喷粉罐内压力保持在预设值。

喷粉过程中，首先将粉料调节阀开启至最小出粉开度，打开连接粉料调节阀的流化装置，该流化装置的气体流量执行低流量模式，然后打开粉料切断阀，测量喷粉机构喷出的粉剂流量判断出粉是否正常出粉，如果喷粉机构正常出粉，则缓慢增大粉料调节阀的开度，从而增大喷粉流量，待喷粉流量达到设定值时，保持粉料调节阀的开度不变；如果喷粉机构没有正常出粉，则关闭粉料切断阀，增大粉料调节阀的开度，直至粉料调节阀全部打开，将连接粉料调节阀的流化装置的气体流量增大至中流量模式，吹扫5秒后调回低流量模式，然后将粉料调节阀的开度减小至二次出粉开度，再次打开粉料切断阀，测量粉剂流量判断出粉是否正常出粉，并重复前述操作。

停粉过程中，待喷粉量达到工艺需求后，首先将粉料调节阀的开度缓慢减小至最小出粉开度，然后关闭粉料切断阀，再增大粉料调节阀的开度，直至粉料调节阀全开，此时将连接粉料调节阀的流化装置的气体流量增大至中流量模式，吹扫5秒后关闭该流化装置，关闭粉料调节阀；待粉料切断阀和粉料调节阀全部关闭后，将锥形段气源和连接锥形段底端的流化装置的气体流量调整为高流量模式，对喷粉罐内的粉料进行强搅，消除因大流量喷粉导致的料堆表面坡度，避免下次喷粉时发生中心贯通现象。

本实施例的喷粉装置喷出的粉气流的状态稳定，避免粉气流的突然大幅波动，喷粉效果好，适用于复杂工况条件，适用于转炉底吹喷粉工艺的工况。

如图2所示，喷粉机构包括连接粉料调节阀的粉气流喷射器，粉气流喷射器连接喷粉载气气源。粉气流喷射器上还设置有喷射器压力测量装置。具体地，喷粉机构还包括连接外部设备的输粉管，粉气流喷射器通过输粉管道连接外部设备，输粉管道上设置有粉剂流量计。

本实施例的流化装置包括流化段和连接流化段的流化气源，流化段连接在锥形段与粉料切断阀之间，流化段连接在粉料切断阀与粉料调节阀之间。喷粉罐通过增压管连接增压气源；喷粉罐通过进粉管连接粉料仓；喷粉罐通过排气管1连接除尘器。

本实施例的喷粉装置还包括喷粉罐内压力测量装置，喷粉罐内压力测量装置设置在喷粉罐上。

本实施例的锥形段的壁面上设置有气孔，与锥形段气源连通。流化段的内壁面为透气网状结构，流化段与流化气源连通；粉气流喷射器的上端与粉料调节阀相连，粉气流喷射器的入口端与喷粉载气气源相连，粉气流喷射器的出口端与输粉管道相连。

本实施例提供了一种喷粉方法，包括加粉过程、喷粉过程和停粉过程；

加粉过程，打开除尘器、锥形段气源、连接锥形段底端的流化装置，锥形段气源和该流化装置的气体流量均执行低流量模式，低流量模式的气体流量为1～10Nm3/h，其它设备处于关闭状态，待喷粉罐内压力连续10秒低于0.05MPa后，打开粉料仓，流粉料进入喷粉罐内，待喷粉罐内粉剂重量达到预设值，关闭粉料仓和除尘器，打开增压气源，喷粉罐内压力保持在预设值；

喷粉过程，依次打开粉料调节阀、连接粉料调节阀的流化装置和粉料切断阀，粉料调节阀处于最小出粉开度，最小出粉开度为10～0％，该流化装置的气体流量执行低流量模式；测量喷粉机构喷出的粉剂流量并判断出粉是否正常出粉；正常出粉，缓慢增大粉料调节阀的开度，待喷粉流量达到设定值时，保持粉料调节阀的开度不变；不正常出粉，执行喷粉调节方法，测量喷粉机构喷出的粉剂流量并判断出粉是否正常出粉，重复操作；执行喷粉调节方法中，没有正常出粉，关闭粉料切断阀，缓慢增大粉料调节阀至最大开度，将连接粉料调节阀的流化装置的气体流量增大至中流量模式，中流量模式为5～50Nm3/h，吹扫5秒后调回低流量模式，缓慢将粉料调节阀的开度减小至二次出粉开度，二次出粉开度比最小出粉开度大～5％，再次打开粉料切断阀，测量粉剂流量判断出粉是否正常出粉。

停粉过程，待喷粉量达到工艺需求后，将粉料调节阀的开度缓慢减小至最小出粉开度，关闭粉料切断阀，缓慢打开粉料调节阀至最大开度，将连接粉料调节阀的流化装置的气体流量增大至中流量模式，吹扫5秒后关闭该流化装置，关闭粉料调节阀，将锥形段气源和连接锥形段底端的流化装置的气体流量调整为高流量模式，高流量模式为50～100Nm3/h，对喷粉罐内的粉料进行强搅，消除因大流量喷粉导致的料堆表面坡。

本实施例的喷粉过程中还需判定喷粉罐内压力与喷射器压力的差值；喷粉机构正常出粉，在缓慢增大粉料调节阀开度的过程中，如果喷粉罐内压力与喷射器压力的差值小于0.1MPa，停止增大粉料调节阀的开度，即使喷粉流量尚未达到设定值，也不再增大粉料调节阀的开度；如果喷粉罐内压力与喷射器压力的差值小于0.05MPa，立即关闭粉料切断阀。

本实施例的缓慢调节粉料调节阀开度的变化速率小于％/秒。

应用本发明的喷粉方法喷粉，粉气流稳定性佳，喷粉过程的安全稳定，喷粉效果好。(1)本发明的以最小流量开始喷粉和停止喷粉，可以最大限度地降低开始喷粉和停止喷粉时的粉气流状态波动，减轻对喷吹过程的冲击，避免钢水倒灌事故的发生；(2)利用本发明提供的喷粉方法可以安全有效地处理喷粉装置异常出粉的情况，既不会造成突然的大量出粉，也可以避免粉料堆积在切断阀和调节阀之间造成下料管堵塞的情况；(3)在喷粉结束后对料堆进行大流量搅混，可以有效地消除因大流量喷粉导致的料堆表面坡度，避免下次喷粉时发生中心贯通现象；(4)在本发明的加料步骤中，粉料切断阀和粉料调节阀都处于关闭状态，喷粉载气可以正常地经由粉气流喷射器喷出。

如图3所示，本实施例提供了一种用于转炉底吹喷粉的喷粉装置，包括喷粉装置，喷粉装置的喷粉机构通过输粉管道连接分配器，输粉管道上设置有粉剂流量计，分配器连接底吹喷嘴。具体地，喷粉机构包括连接粉料切断阀的粉气流喷射器，粉气流喷射器连接喷粉载气气源，粉气流喷射器通过输粉管道连接分配器。本实施例中，连接锥形段底端的流化装置包括一级流化段和一级流化气源，连接粉料调节阀的流化装置包括二级流化段和二级流化气源。

本实施例的用于转炉底吹喷粉的喷粉装置的喷粉方法：

(1)在转炉的非冶炼阶段进行喷粉装置的加料步骤：关闭粉料切断阀和粉料调节阀，关闭增压管，打开排气管，打开锥形段气源和一级流化气源，锥形段气源和一级流化气源的气体流量均执行低流量模式，待喷粉罐内压力连续10秒低于0.05MPa后，打开进粉管，将粉料仓中的粉剂输送至喷粉罐内；待喷粉罐内粉剂重量达到预设值a吨时，关闭进粉管，关闭排气管，打开增压管8，增压气源向喷粉罐内充气，并将喷粉罐内压力保持在预设值bMPa。

(2)转炉开始冶炼后根据冶炼工艺进行喷粉步骤：首先将粉料调节阀开启至最小出粉开度c％，打开二级流化气源，二级流化气源的气体流量执行低流量模式d Nm3/h，然后打开粉料切断阀，通过粉剂流量计的测量结果判断喷粉装置是否正常出粉；如果喷粉装置正常出粉，则缓慢增大粉料调节阀的开度，粉料调节阀开度的变化速率为2％/秒，从而增大喷粉流量，待喷粉流量达到设定值e kg/min时，保持粉料调节阀的开度不变；如果喷粉装置没有正常出粉，则关闭粉料切断阀，缓慢增大粉料调节阀的开度，直至粉料调节阀全部打开，此时将二级流化气源的气体流量增大至中流量模式fNm3/h，吹扫5秒后调回低流量模式，然后将粉料调节阀的开度减小至二次出粉开度g％，再次打开粉料切断阀，再次通过粉剂流量计的测量结果判断喷粉装置是否正常出粉，并重复前述操作。

(3)停粉步骤：待喷粉量达到工艺需求的hkg后，首先将粉料调节阀的开度缓慢减小至最小出粉开度i％，粉料调节阀开度的变化速率为％/秒，然后关闭粉料切断阀，再缓慢增大粉料调节阀的开度，直至粉料调节阀全开，此时将二级流化气源的气体流量增大至中流量模式g Nm3/h，吹扫5秒后关闭二级流化气源，关闭粉料调节阀；待粉料切断阀和粉料调节阀全部关闭后，将锥形段气源和一级流化气源的气体流量调整为高流量模式k Nm3/h，对喷粉罐内的粉料进行强搅，消除因大流量喷粉导致的料堆表面坡度，避免下次喷粉时发生中心贯通现象。

(4)如果某一炉次喷粉结束后喷粉罐内的粉剂余量低于1吨，则在该炉次喷粉结束后立即开始本发明的加料步骤，无需等待转炉冶炼结束。

在的喷粉步骤，如果喷粉装置正常出粉，则缓慢增大粉料调节阀的开度，在缓慢增大粉料调节阀开度的过程中，如果喷粉罐内压力与喷射器压力的差值小于0.1MPa，则停止增大粉料调节阀的开度，即使喷粉流量尚未达到设定值，也不再增大粉料调节阀的开度；如果喷粉罐内压力与喷射器压力的差值小于0.05MPa，则立即关闭粉料切断阀。

具体地，本实施例的用于转炉底吹喷粉的喷粉装置可应用于120吨和300吨转炉，参数设定表1。应用于120吨转炉时，转炉的炉底安装两支底吹喷嘴用于喷吹石灰粉，两支底吹喷嘴的最大喷粉流量为150kg/min，此时的粉气流背压约为1.2MPa，根据工艺需要，每炉次通过两支底吹喷嘴向炉内喷粉约900kg。应用于00吨转炉时，转炉的炉底安装四支底吹喷嘴用于喷吹石灰粉，四支底吹喷嘴的最大喷粉流量为600kg/min，此时的粉气流背压约为1.3MPa，根据工艺需要，每炉次通过四支底吹喷嘴向炉内喷粉约000kg。

表1参数设定表

实施结果表明：本发明的用于转炉底吹喷粉的喷粉装置应用在120吨和300吨转炉之后，喷粉过程的稳定性大幅升高，没有出现过因粉量突然增大而导致的钢水倒灌事故，也没有出现过下料管被粉料堵塞的情况。应用120吨时，在喷粉罐内粉剂余量高于1吨的情况下没有出现过喷粉过程中罐内料堆中心贯通的现象，底吹喷嘴的侵蚀均匀，平均侵蚀速率减缓20％。应用300吨时，在喷粉罐内粉剂余量高于2吨的情况下没有出现过喷粉过程中罐内料堆中心贯通的现象，底吹喷嘴的侵蚀均匀，平均侵蚀速率减缓15％。

本实施例的用于转炉底吹喷粉的喷粉装置的喷粉过程中，加料步骤中，粉料切断阀和粉料调节阀都处于关闭状态，喷粉载气可以正常地经由粉气流喷射器、输粉管道、分配器和底吹喷嘴喷入转炉熔池，因此在转炉冶炼过程中一旦喷粉结束后便可以进行喷粉装置的加料操作，转炉冶炼与喷粉装置加料可以同步进行，节约时间，避免耽误转炉的正常冶炼节奏。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。