提高电炉吨钢用氧量，是强化电炉冶炼提高电炉节奏最有效的手段之一。电炉炼钢氧气产生的化学能在电炉能量输入中所占的比例越来越高，目前零电耗的电炉冶炼方式在许多企业得到了应用，其中电炉顶吹氧的冶炼方式是目前最为经济的冶炼方式。

顶吹氧枪为氧气顶吹转炉采用底吹煤氧的复合吹炼工艺。依靠顶吹氧枪对整个冶炼过程进行调节和控制；底部煤氧喷枪可自始至终喷吹煤氧,且不影响顶吹操作,以期达到热补偿和搅拌熔池的作用。

氧枪包括外管、中管、内管，内管底部与氧枪头部之间设置拉伐尔喷管，管口为超音速氧气出气道，中管与内管之间设置冷却水进水通道，外管与中管之间设置冷却水出水通道，内管中间为氧气进气道，内管底部设置脉动发生器，脉动发生器前端设置凸台。利用含有内部气体管道的气动装置，可产生一脉动总压和射流的波动结构，在转炉中激发一振动，并且控制来自喷管的射流的流动，其内部无需应用任何运动零件，在钢厂转炉上使用可进一步减少炼钢时的氧气消耗、减少炼钢时间、提高产量和喷头寿命等其它性能 。

炼钢厂70吨constee电炉使用的意大利得兴MoRE炉门碳氧枪和美国普莱克斯炉壁集束氧枪是按电炉全铁水、50%铁水 废钢、80%铁水 废钢的冶炼模式进行设计的口由于电炉已进行了扩容(平均出钢量70t），在电炉热装铁水情况下，脱碳能力也明显不足，最大脱碳速度约为0.08%/min氧流对熔池的有效搅拌动能低，熔池内温度和成份不均匀，在冶炼中经常发生“大沸腾”现象，给安全生产带来了严重威胁口同时，该枪无法解决炉内的冷区现象，导致废钢熔化速度慢，石灰经常结块，严重制约了生产节奏的提高及正常的化渣操作，而且炉衬侵蚀也极不均匀，影响了炉龄的提高。

电炉顶吹氧枪系统改造涉及到以下几个方面:吹氧枪系统、冷却系统、除尘系统、炉子本体系统、废钢上料系统、其它辅助设施。

此次改造不影响原电炉的主体功能设备，并能够恢复原电炉(送电、废钢运输机送料炉壁枪吹氧)的生产模式。

1）顶氧系统是整个电炉转炉化的核心部分，是整个电炉转炉化能否成功的关键部分。顶枪是电炉吹氧的执行元件，采用6个分散布置的拉瓦尔喷嘴，其中每3个喷嘴1个倾斜角度、另3个喷嘴不同倾斜角度，采用分散布置有利于氧枪向炉子各个方向喷氧口顶枪安装在水冷夹枪装置上，水冷夹枪装置又被夹在B相电极处，更换时只需要将氧枪及水冷件金属软管撤开，直接松开电极夹持器即可以吊下来。

2)冷却系统是顶氧系统的安全保证部分，氧枪使用净环水冷却，需在泵房新建专用泵组，一用一备，专线管道接至炉侧管网处口氧枪冷却水压力、温度、流量实时监测，监测信号进入PLC，实现安全连锁。

3）炉子本体及炉盖系统改造配合顶氧系统改造，主要为铁水溜槽需要加宽、溜槽底座需要加固，炉壁氧枪及水冷板、原介质管道保护性封闭，恢复2、4、7、10号炉壁水冷板(无开孔)。拆除原废钢进料口3、12号炉壁水冷板，将进料口下部砌筑耐材(防止溢渣)，改造12号炉壁水冷板(作用为封闭进料口上部炉墙，并增大改造后的一次除尘通道)；将原小炉盖改为水冷炉盖，圆心留顶枪孔位；

4)上料系统保持不变；

5)其它辅助设施改造；封闭动态密封处进风口；制作废钢桶(装入量10t）,废钢桶吊具采购；新建废钢电动过跨车及轨道；采购铁水罐倾翻吊具 。

氧枪下行速度为8.5-10m/min，总行程为2500mm,氧枪进入炉内600mm时氧气自动打开,以每秒10%的开度增加开氧速度，到达预定枪位后开至设定值的75%:氧枪提升时开始减氧，每提升50mm减氧8%，氧枪在出炉盖前500mm时断氧。

吹氧操作要适时控制枪位:吹氧过程中要根据冶炼情况和炉内的反应情况调节氧气流量，前期大中期适中后期小；当氧枪漏水时立即提枪，并关闭氧枪及进水。

2013年4月25日，电炉顶吹氧枪改造完毕，通过采取优化供氧曲线废钢吊篮改造冶炼前期关渣操作、热装铁水1包到底、取消铁水溜槽倾翻等措施，整个生产过程较为顺利。

在电炉热装铁水后，通过炉门碳氧枪和顶吹氧枪配合使用，与原未使用炉壁枪及热装铁水相比，可降低钢铁料消耗20kg/t.氧气消耗降低12.6 NM³/t口同时，初炼炉逐步冶炼超低碳、低磷焊丝钢、轴承钢、弹簧钢、易切削钢等钢种，从铸坯实物质量跟踪数据分析，能够满足目前冶炼工艺需要。

电炉顶吹氧枪使用后，提高了炉中脱碳速度，改善了泡沫渣效果，并使炉内各区域的钢水温度得到了较好均匀口与原热装铁水使用炉壁枪相比，有效地解决了原冶炼后期碳高炉墙侵蚀严重的现象，喷溅也得到了较好控制，基本未发生炉内钢水大沸腾及EBT堵等事故。

1）电炉顶吹氧枪使用后，具备冶炼电炉特钢能力，电炉钢产品结构未受到影响，钢铁料、氧耗得到大幅降低，提高了电炉钢的经济效益。

2）采用电炉顶吹氧枪与炉门碳氧枪相结合向炉内供氧，提高了氧气利用率，有效地改善了泡沫渣效果，提高了炉内钢水的脱碳速度，均匀了炉内各区域的钢水温度，减少了炉内喷溅事故:前期采取炉门关渣操作，中期流渣去磷，降低了钢铁料消耗。

3）采用铁水罐一包到底生产模式，降低铁水运输过程温降，有利于电炉钢生产组织，同时提高了铁水热量利用；取消铁水倾翻 Consteel废钢进料模式及对初炼炉水冷壁封堵，有利于提高电炉生产效率。

4）初炼炉废钢加料行车改造、电炉底吹方案的实施，有利于缩短电炉冶炼周期，真正解决炉机匹配问题:实施电炉离线挖补、在线炉役喷补措施，有利于提高电炉炉龄，降低耐材成本。

5)炼钢厂将针对前期使用顶吹氧枪所出现的问题，在工艺设计、设备安装、电气控制等方面进行不断完善，以适应生产的需要 。2100433B

一个转炉有两个氧枪系统：工作氧枪和备用氧枪，这样可以在工作氧枪损毁时立即换上备用氧枪，不致造成冶炼中断。损坏的氧枪拆除后更换转炉及其氧枪系统使得氧另一新氧枪备用。转炉炉体包括炉壳、耳轴和托圈、轴承座等金属结构及倾动机构。

通过转炉顶部的喷枪把氧气或空气吹入炉内从而强化炼钢过程并改善熔池搅拌的转炉炼钢工艺。

应用学科：材料科学技术（一级学科），金属材料（二级学科），钢铁材料（三级学科），钢铁材料生产技术（四级学科）

中文名称

顶吹转炉炼钢

英文名称

top blown converter steelmaking

定　　义

通过转炉顶部的喷枪把氧气或空气吹入炉内从而强化炼钢过程并改善熔池搅拌的转炉炼钢工艺。

应用学科

材料科学技术（一级学科），金属材料（二级学科），钢铁材料（三级学科），钢铁材料生产技术（四级学科）