本實用新型屬于鋼鐵冶金技術領域，特別涉及一種使用變熱值燃氣的電弧爐煉鋼集束供氧系統。

背景技術：

集束射流氧槍是在普通超音速氧槍周圍增加環繞伴隨流，利用燃氣燃燒放熱保護中心超音速氧氣射流，抑制中心超音速氧氣射流的擴散及衰減；同時集束射流氧槍還承擔著噴吹燃氣以加熱和熔化廢鋼、生鐵等金屬冷料的任務。

傳統集束射流氧槍選取固定熱值的甲烷作為燃氣，流量是唯一的燃氣控制參數，通過調節甲烷流量來滿足電弧爐冶煉的不同需求；但是噴吹固定熱值燃氣存在較大的缺陷，燃氣的流量同時決定了燃氣的放熱量和燃燒位置，燃氣放熱量隨燃氣流量的增大而增大，燃氣燃燒位置與氧槍出口之間的距離隨燃氣流量的增大而增大，兩者無法實現獨立調節。

采用固定熱值的甲烷作為燃氣時，當燃氣流量下降，噴槍出口的燃氣運動速度隨之降低，低速的燃氣與中心超音速氧流摩擦、碰撞和混合，不利于保護中心超音速氧流，同時燃氣運動速度降低使得燃氣燃燒位置更加接近氧槍出口，高溫火焰對氧槍產生高強度的輻射和對流傳熱，縮短了氧槍的使用壽命；當燃氣流量提高，價格昂貴的甲烷消耗隨之提高，導致電弧爐冶煉成本增加。

技術實現要素：

本實用新型的目的就是克服現有技術的不足，提供了一種使用變熱值燃氣的電弧爐煉鋼集束供氧系統，利用鋼鐵企業自產的轉爐煤氣、高爐煤氣等低熱值燃氣或氮氣等廉價惰性氣體改變燃氣熱值，吹煉過程中動態調整燃氣熱值和流量，對爐內熱量輸入強度和集束射流“火套”長度進行動態控制，實現燃氣放熱量和燃燒位置的獨立調節，降低高熱值燃氣消耗，節省電弧爐冶煉成本。

本實用新型的原理是：根據電弧爐不同冶煉階段的實際需求，使用高熱值燃氣與低熱值燃氣（或無熱值氣體）動態比例混合噴吹，通過改變各類燃氣的配比和流量，可以在降低燃燒放熱量的同時，保持“火套”長度，使燃氣燃燒位置遠離氧槍出口，也可以在提高燃氣放熱量的同時，降低昂貴的高熱值燃氣消耗。

本實用新型一種使用變熱值燃氣的電弧爐煉鋼集束供氧系統，包括爐況傳感器、主控制模塊、氧氣調節器、燃氣調節器；所述爐況傳感器設置于電弧爐內，所述主控制模塊前接爐況傳感器，后接氧氣調節器、燃氣調節器；所述氧氣調節器還分別與氧氣控制閥組、加熱元件連接，所述燃氣調節器還分別與高燃值燃氣閥組、低燃值燃氣閥組連接。

進一步的，所述控制系統還包括操作顯示模塊，所述操作顯示模塊與主控制模塊連接。

進一步的，所述氧氣調節器包括氧氣流量調節器、氧氣溫度調節器；氧氣流量調節器與氧氣流量控制閥組連接，氧氣溫度調節器與加熱元件連接。

進一步的，燃氣混合器一端通過高燃值燃氣閥組、低燃值燃氣閥組分別與高燃值燃氣源、低燃值燃氣源連接，另一端與集束射流氧槍連接；集束射流氧槍還與氧氣管道連接。

本實用新型應用于容量為30-200噸的電弧爐時效果較好。

本實用新型的有益效果為：與傳統電弧爐煉鋼過程相比，廢鋼熔化時間縮短1.5分鐘以上，終渣（FeO）降低2%以上，氧氣的利用率提高3%，高熱值燃氣消耗降低25%以上，氧槍使用壽命延長30爐以上，綜合冶煉成本降低3.5元/噸鋼，經濟效益顯著，應用前景廣闊。

附圖說明

圖1所示為本實用新型實施例使用變熱值燃氣的電弧爐系煉鋼集束供氧系統統結構示意圖。

其中：1-電弧爐、2-燃氣混合器、3-燃氣管道、4-氧氣管道、5-集束射流氧槍、6-爐況傳感器、7-主控制模塊、8-燃氣調節器、9-氧氣調節器、10-操作顯示模塊。

具體實施方式

下文將結合具體附圖詳細描述本實用新型具體實施例。應當注意的是，下述實施例中描述的技術特征或者技術特征的組合不應當被認為是孤立的，它們可以被相互組合從而達到更好的技術效果。在下述實施例的附圖中，各附圖所出現的相同標號代表相同的特征或者部件，可應用于不同實施例中。

本實用新型實施例一種使用變熱值燃氣的電弧爐煉鋼集束供氧系統，包括爐況傳感器6、主控制模塊7、氧氣調節器9、燃氣調節器8；所述爐況傳感器6設置于電弧爐1內，所述主控制模塊7前接爐況傳感器6，后接氧氣調節器9、燃氣調節器8；所述氧氣調節器9還分別與氧氣控制閥組、加熱元件連接，所述燃氣調節器8還分別與高燃值燃氣閥組、低燃值燃氣閥組連接。

優選的，所述控制系統還包括操作顯示模塊10，所述操作顯示模塊10與主控制模塊7連接。

優選的，所述氧氣調節器9包括氧氣流量調節器、氧氣溫度調節器；氧氣流量調節器與氧氣流量控制閥組連接，氧氣溫度調節器與加熱元件連接。

優選的，燃氣混合器2一端通過高燃值燃氣閥組、低燃值燃氣閥組分別與高燃值燃氣源、低燃值燃氣源連接，另一端與集束射流氧槍5連接；集束射流氧槍5還與氧氣管道4連接。

使用時，爐況傳感器6采集電弧爐1內的實時爐況特征信息，傳輸給主控制模塊7；主控制模塊7根據實時爐況特征信息分別向氧氣調節器9、燃氣調節器8發送控制指令；氧氣調節器9包括氧氣流量調節器、氧氣溫度調節器；氧氣流量調節器通過氧氣流量控制閥組調節氧氣流量，氧氣溫度調節器通過加熱元件調節氧氣溫度；經過流量與溫度調整的氧氣通過氧氣管道4進入集束射流氧槍5。燃氣調節器8通過高燃值燃氣閥組、低燃值燃氣閥組分別調節高燃值燃氣、低燃值燃氣的流量；通過燃氣閥組的高燃值燃氣、低燃值燃氣在燃氣混合器2內混合，得到符合實際需求的燃氣，再經過燃氣管道3進入集束射流氧槍5。操作顯示模塊10可顯示爐況、氧氣溫度流量、高燃值燃氣流量、燃值燃氣流量、氮氣流量的實時信息，并可與主控模塊實現數據交互。

本實用新型的有益效果為：與傳統電弧爐煉鋼過程相比，廢鋼熔化時間縮短1.5分鐘以上，終渣（FeO）降低2%以上，氧氣的利用率提高3%，高熱值燃氣消耗降低25%以上，氧槍使用壽命延長30爐以上，綜合冶煉成本降低3.5元/噸鋼，經濟效益顯著，應用前景廣闊。

本文雖然已經給出了本實用新型的幾個實施例，但是本領域的技術人員應當理解，在不脫離本實用新型精神的情況下，可以對本文的實施例進行改變。上述實施例只是示例性的，不應以本文的實施例作為本實用新型權利范圍的限定。