转炉氧枪刮渣器的应用实践杭州钢铁集团公司成果主要创造人：李叶军朱松俊成果参与创造人：梁进德贾国樑许安心潘华国氧枪是转炉炼钢的重要设备，氧枪插入转炉炉腔内，在炉内高温下工作，炉膛内剧烈的氧化反应，导致氧枪外层钢管溅裹厚薄不等的钢渣。

累积到一定程度，形成氧枪结瘤。

结瘤太大，氧枪不能进出氮封口，被迫中断炼钢，更换氧枪，使生产停顿。

为了节约氧枪制作成本，利用生产间隙或生产中断来按排人工打渣，氧枪口操作站位困难，作业时需非常小心，打红渣温度高，致使作业环境恶劣，费工费时，存在一定的安全隐患，而且还不一定能打掉，这样不仅中断了生产而且增加了成本。

很有必要安装一套氧枪刮渣装置，解决氧枪使用过程中结渣造成的割枪比较多的现状，组织对氧枪刮渣器设备的设计、现有设备的改造，调试投用；同步实施氧枪快速横移。

实施完成后提高氧枪寿命，减少氧枪消耗；避免人机接接解，减少现场作业安全风险。

一、对设备运行现状分析目前我厂氧枪平均使用寿命为80炉左右，一个月平均消耗氧枪数量为65支左右，年消耗量750-800支氧枪。

为提高氧枪使用寿命不得不经常对氧枪表面钢渣用钢钎和内镐捣打，造成生产中断，投入人力对高温钢渣作业，形成人机接触的高风险作业点。

如不是采取人工打渣，批冷钢等措施，氧枪的使用寿命更低。

转炉冶炼和溅渣过程中，因原料、工艺、操作等原因，容易将钢渣及少量的钢水粘附在氧枪表面，吹炼控制不当等，没有及时将氧枪表面的粘渣、冷钢化掉，造成氧枪表面粘渣、结渣越来越严重，当粘渣重量超过氧枪提升设备警戒值时，造成割枪。

经统计割枪后修复制作一支159氧枪的直接成本需要1825元。

也就是说一个月65支氧枪直接的消耗将是12万元左右。

消耗不正常的月份，已经突破了100支氧枪。

割枪换枪时间平均每次约20min，每月造成生产停顿21小时，全年影响生产少产钢7.56万吨，严重影响产能发挥。

（一）氧枪高度的限制由于氧枪升降系统上增加了称重传感器，致使氧枪升降的上限位标高比设计值偏低了375mm，造成氧枪喷头标高由16.550降为16.225米，氧枪刮渣器要求使用喷头的横移点标高大于等于16.350米，且氧枪升降小车横移前距固定升降轨道距离仅100mm左右，重点放在氧枪小车动滑轮前的称重传感器及花篮螺栓的修改上，能够做到缩短100-200mm即可满足上述要求，且氧枪长度不用修改，利于氧枪刮渣器的推广使用，避免了试用期氧枪不统一的问题。

（二）氧枪口氮封改造氧枪口结构的修改需兼顾氮封效果及刮下来钢渣的清理，倒椎体需要设置，且坡度要能满足掉在倒椎体内的钢渣能落入氧枪口内。

考虑到目前氮封口太小，尽可能加大是可以解决绝大部分钢渣落入氧枪口，避免氧枪口钢渣堆积造成氧枪松绳，为此，设计上要充分考虑，修改氮封形式，适当再改大氮封塞；氮封效果要保证，避免因火焰等窜高引起氧气胶管等的损坏，适当考虑调整氮封压力，或从氮封形式上进行优化设计；氧枪口氮封的监控探头需改进，并加强照明，便于监控氧枪口使用情况。

（三）氧枪快速横移机构氧枪快速横移需新增定位销插入的监控探头，并设置最高点接近开关，氧枪对中首先从更换备用枪的定位上保证，小车上的定位螺栓需把齐（下支撑点恢复适用）；适当考虑刮渣器的定心作用，辅助氧枪对中。

二、氧枪刮渣器改造思路：转炉氧枪刮渣器的使用，按一般钢厂的设计安装及使用，一般将刮渣器设备设置在炉口段烟道氧枪口的上方位置，利用周边钢平台以及平台的钢梁进行结构支撑，然后利用氧枪口的倒椎体设计，最大化的将氧枪口放大，并把氧枪上的氮封塞做到最大，氮封塞固定在氧枪的一定高度上，利用氮封塞与氧枪一起提出氧枪口后的空间位置，采取气动或液压装置将带有刀片的刮渣机械手抱住氧枪，继续利用氧枪提升装置的卷扬提升力使氧枪继续提升，此时氧枪卷扬提升是采取慢速，在刮渣器刀片与氧枪外套管表面形成一个相对力矩，促使氧枪表面的钢渣直接脱落或分解成片状，到一定高度后钢渣也会因附着力不够脱落到氧枪口倒椎体内，再滑落到炉内。

部分在高位置脱落下来的钢渣会脱落到氧枪口倒椎体外，必要时需要进行人工清理，否则，钢渣堆积到一定程度将会影响刮渣器的机械手动作，引起刮渣失效，严重时会导致氧枪口堵塞，造成氧枪松绳等。

在实际使用中，因氧枪粘渣中可能会有少量钢水，刮渣器仅能去除粘附力不是很大的钢渣，对冷钢不存在切屑的功能，此时，氧枪卷扬提升力矩将会瞬间加大，刮渣器机械手本身也设置过压（缸体的被压）卸载功能，此刻将会自动打开机械手，氧枪卷扬力矩超重保护装置达到限值时也会停止氧枪的卷扬作业。

但遇上冷钢后氧枪刮渣器的使用将选择到手动状态，在人工确认或进行二次处理后再进行使用。

三、现场工艺分析（一）氧枪刮渣器的使用，一般采取一炉刮一次的办法，一般都在溅渣结束后使用，时间在1分钟以内（氮封塞距氧枪安装面以下4.6米，氧枪剩余长度8.32米，氧枪喷头以上150mm不刮，刮渣行程约7米；注，此数据是指氧枪上限标高16.550的尺寸），慢速提升是9.25m/min，电机转速330r/min）。

（二）氧枪刮渣器安装空间：我厂氧枪口处于16.6米平台下方，16.6米平台平面南北间距3000mm，靠东是氧枪升降导轨，靠西则是1800的炉口段烟道及主烟道的法兰接口。

高度上氧枪口目前标高15.059米，氧枪最高点标高15.550，氧枪口与氧枪喷头间距491mm。

氧枪一用一备，横移距离1200mm。

就刮渣器安装位置以及氧枪口倒椎体导向钢渣设计考虑，高度上太小，经查证，原设计院氧枪喷头最高点是16.950，若按原马院设计高度，安装空间将达到891mm，这样对设备安装等都比较有利。

若按氧枪喷头标高16.950设计刮渣器，氧枪长度比目前使用的短400mm，氧枪需要修改，为保证目前工艺使用氧枪长度不变，现场氧枪的机械挡头高度需要下降400mm，氧枪升降小车的总成将加长400mm，氧枪附着的氧气胶管，高压水胶管的长度及位置有比较大的变化，可能需要修改氧枪升降小车，将胶管及弯管的连接面进行提高，以避免胶管到下极限时，R处与16.6米平台碰牢。

同时，氧枪小车下极限位置与刮渣器的距离更近了，这需要在刮渣器的设计上做好核算。

四、设备改进方案（一）氧枪枪位上限位修改。

由于增设氧枪刮渣器，氧枪横移时氧枪小车的标高也需提高，避免氧枪横移时碰到刮渣器，氧枪枪位上限位需要修改。

修改重点放在氧枪小车动滑轮前的称重传感器及花篮螺栓的修改上，目前因转炉前期改造增加称重控制，氧枪的上限位标高比设计院理论设计值偏低了375mm，造成氧枪喷头标高由16.550降为16.225米，氧枪刮渣器要求使用喷头的横移点标高大于等于16.350米，且活动氧枪升降小车横移距固定升降轨道距离仅100mm左右，通过对称重传感器及花篮螺栓的修改工作做到缩短100-200mm满足上述要求，且氧枪长度不用修改，利于氧枪刮渣器的推广使用，避免了试用期氧枪不统一的问题。

（二）氧枪口氮封形式倒椎体倒渣装置设置。

氧枪口结构的修改需兼顾氮封除尘效果及刮下来钢渣的清理，倒椎体需要重新设计，且坡度要能满足掉在倒椎体内的钢渣能落入氧枪口内。

考虑到目前氮封口太小，尽可能加大是可以解决绝大部分钢渣落入氧枪口，避免氧枪口钢渣堆积造成氧枪松绳，修改氮封形式，改型氮封塞。

五、氧枪刮渣器的实施刮渣器通过机械装置利用刮渣设备上的“刀头”将粘附在氧枪表面的钢渣予以挤压，使其破碎后剥落。

（一）工作原理：氧枪是转炉炼钢的重要设备，氧枪在炉内高温下工作，炉膛内剧烈的氧化反应，导致氧枪外层钢管溅裹厚薄不等的钢渣。

累积到一定程度，形成氧枪结瘤。

结瘤太大，氧枪不能进出氮封口，被迫中断炼钢，更换氧枪，使生产停顿。

自保式氧枪刮渣器是针对氧枪结渣研制的专用自动化机械装置，并已获得了国家专利，专利号：200520072031.4。

该装置的工作原理是在氧枪氮封口上方，安装了一对钳式的双臂，并通过专用的气缸传递动力，采用高温耐热合金加工成的卡钳式刀片抱住氧枪，随着氧枪的提升，刮落溅裹在氧枪上的钢渣。

该氧枪刮渣器的使用将代替原来落后的钢钎和风镐捣打工艺，将节省大量人力、物力，特别是节省时间，提高了劳动生产率，真正做到了事半功倍，让人工捣打氧枪粘渣成为历史。

（二）结构特点：自保式氧枪刮渣器结构简单紧凑、可靠灵活、维护方便、使用成本低廉检修维护就地操作，正常生产主控室操作，不必降低氧枪提速，不影响冶炼工艺。

刮渣器的两臂设计有向上倾角活动的功能，当工作时遇到冷钢或结瘤太大，超过负荷时可自动张开避让，达到保护氧枪本体和氧枪传动系统及刮渣器装置的功能，当然也不会损坏氧枪，真正实现了衡力矩刮渣，安全刮渣。

氧枪刮渣器的专利设计对氧枪的传动系统承载力和两汽缸的推力及刮渣器双臂的倾角均作了详细的计算，保证了该装置在使用中的安全性和可靠性。

（三）改造条件1、氧枪提升系统钢丝绳都是一备一用，提升力远远大于氧枪以及氧枪小车水管和氧气管的重量。

氧枪刮渣器的使用所额外增加的向下的力，也不会超过氧枪提升系统的符合，完全符合国家起重机械安全规程GB6067-852、氧枪口是富氧区，拒绝一切液压机构及油类设施，自保式氧枪刮渣器是完全纯气动机械，完全符合国家纯氧环境安全标准。

3、自保式氧枪刮渣器安装于氮封口两侧，全高度不过70cm,单面长不超过1.5m,使用高度不超过50cm.对氮封口及周围及其它设施的布局和冶炼工艺不会有任何影响。

自保式氧枪刮渣器向下的刮渣力度都通过仔细的计算并且可调,所以自保式氧枪刮渣器适合与任何吨位转炉的氧枪。

自保式氧枪刮渣器是当前转炉唯一适用的氧枪自动刮渣装置。

（四）使用方法在转炉炼钢结束提枪提枪过程中，当氮封塞被提起后即可按动刮渣器操作按钮（也可就地操作），氧枪在上升过程中就可以刮掉氧枪上的钢渣，不必降低氧枪提速，对正常冶炼工艺没有任何影响。

（因粘在氧枪的钢渣可为下一次炼钢氧枪的保护层，建议溅渣后不必刮渣。

）（五）技术参数输入电源：交流220V气源：压缩空气或氮气压力0.4Mpa~0.7Mpa气源接口：6分外螺纹气源接口控制柜尺寸：250mm×300 mm×150mm安装尺寸另图（六）单台刮渣器构件清单名称单位数量型号用途备注底座件 2本体件 2汽缸件 2 JB250-293汽缸密封圈件 2刀头件 4 219调节丝套件 2连接销各2件8金属软管根 6 DN20短接件 6 6分游眼件 3 6分长短接件 1 6分过滤器与汽阀连接电磁阀件 1 K25D-20电磁阀线圈件 1过滤器件 1 AC4010-06端子板件7 NTR-300中间继电器件 1 LC1D-10A继电器线圈件 1 JT-3 24V断路器件 1 DN10A指示灯个 1 ZB2 220V转换开关个 1 LW 三档红按钮个 1 LA22绿按钮个 1 LA22带灯红按钮个 1 LA22带灯绿按钮个 1 LA22六、使用效果1、自保式氧枪刮渣器的使用可大大降低氧枪清渣人员的劳动强度。