[科普中国]-氧油烧嘴

在电弧炉采用水冷炉壁后，“热点”问题得到基本解决，但“冷点”问题突出了。高功率供电使热点区废钢迅速化，炉衬暴露给电弧，而此时冷点区的废钢还没有熔化，炉内温度分布极为不均。为了减少电弧对热点区炉衬的高温辐射、防止钢液局部过烧，而被迫降低功率，“等待”冷点区废钢的熔化。为加快“冷点”区废钢的熔化，采用氧燃烧嘴，插入炉内“冷点”区进行助熔，实现废钢的同步熔化，解决炉内温度分布不均问题。同时，也使电弧炉－炉外精炼－连铸短流程生产线中电弧炉冶炼时间缩短，确保冶炼、连铸的生产作业周期相匹配。2

氧油烧嘴主要使用轻质柴油或者其他燃油为燃烧介质，使用前燃油进入尾部前经过压缩空气雾化成为油气再由纯氧助燃。氧油烧嘴的结构和火焰特性如图所示。

烧嘴的大小和多少依据电弧炉容量以及冶炼工艺来确定。一般来说，使用废钢预热或有铁水热装的电弧炉，氧油烧嘴的个数与功率都可适当减小，而使用重型废钢或直接还原铁比例大的，烧嘴配置应适当多些或功率大些。氧油烧嘴的供热能力一般用功率大小来衡量，单只烧嘴的功率多在2～4MW之间。每座电弧炉所配氧油烧嘴的总功率，一般为变压器额定功率的15%～30%，每吨钢功率为100～200kW/t。氧油烧嘴通常布置在熔池上方0.8～1.2m的高度，一般是安装在水冷壁上，3～6只烧嘴对准冷点区，加速废钢熔化。

小炉子可以在炉门上安装烧嘴，单个烧嘴安装在一支撑小车上可使烧嘴灵活对准炉内某个区域，使烧嘴火焰有效地达到炉内冷区。也有的氧油烧嘴设计安装在炉盖之上，这对于炉盖旋转或平移的操作不便，但对于使用大量泡沫渣冶炼的电弧炉，炉盖烧嘴可以避免炉壁烧嘴出现的灌渣现象。

氧油烧嘴主要使用在燃气资源缺乏的地区。国内的珠江钢厂就采用了6～7个氧油烧嘴，每个的最大功率为3．5MW。安阳钢厂采用了5个氧油烧嘴，采用轻质柴油为燃烧介质，每个烧嘴的功率在3.0MW左右。燃油在工业纯氧的助燃条件下，燃烧后火焰的最高温度可以达到2500℃左右，使用过量的氧气可以使燃油燃烧得比较充分。为了确保烧嘴的安全，防止回火，供油供氧管路上设有逆止阀，烧嘴采用铜制水冷结构，烧嘴与燃烧介质管路之间采用快速接头连接，以便于烧嘴的更换、维护和检查。3

对流传热是氧油烧嘴主要的热量传输方式。保证氧气与燃料的充分混合和迅速点燃将有利于提供火焰温度和氧气出口速度，从而增大表面传热系数。但为实现均匀熔化应根据炉中状态和供电量来改变所需的燃料量。在熔化开始阶段，火焰与废钢之间的温差最大。此时，使氧气和燃料以理想配比进行完全燃烧对熔化废钢很有利，烧嘴的传热效率也最大。随着废钢温度升高，炉料会因熔化而下沉并被压缩，高热燃气穿过炉料的距离缩短，使热交换效率值降低，烧嘴的传热效率下降。此时应该加大氧．燃烧嘴供热。当炉料上部的废钢熔化掉 以上时，大部分热量将从熔池表面反射出去。传给废气。废气温度突然上升，此时应该或减少燃料燃烧。2

氧油烧嘴的氧气、燃油比例在2.33：1左右，吨钢油耗在3.5～7L之间比较合理。氧油烧嘴的燃烧效率取决于废钢温度和受热面积。一般情况下，熔化期氧油烧嘴的利用率最高，在废钢熔清后，氧油烧嘴的使用效率就会下降。所以在不同的阶段要适时地调整氧油比例，或者停止烧嘴燃油的喷吹，采用气体介质进行吹扫，防止烧嘴被钢渣堵塞。氧油烧嘴的缺陷主要有：

烧嘴的结构比较复杂。

燃烧介质成本较高。

燃烧介质的供应系统比燃气烧嘴复杂。

燃烧不充分时，烧嘴喷头会产生积炭，堵塞喷头，需要定期地检查清理。

产生积炭后会造成燃烧不充分，火力发散，烧嘴的功率降低。除尘系统的负荷较大。3

在废钢加人炉内，送电开始后，首先投入氧油枪预热炉门废钢2～5min，炉门废钢就呈现红热状态，氧油枪使用后可以迅速熔化炉门废钢，然后氧油枪进入炉内进行吹氧操作。炉门废钢大部分熔化以后，炉门氧油枪就可以停止工作了。氧油枪由于在炉门区使用，比较容易控制。也有使用炉门氧一燃气枪的。我们也使用在炉门加无烟煤或普通煤的助熔方法，即在加料前，人工在炉门加袋装的无烟煤，加料后投入氧枪，效果也可。3