本实用新型涉及转炉炼钢技术领域，特别涉及一种多用途的转炉底吹元件。
背景技术：
底吹转炉采用双层套管式底吹元件进行供氧喷粉，可以大幅强化熔池搅拌效果，促进渣钢平衡，降低终点钢水碳氧积，改善转炉的脱磷和脱硫效率，从而大幅降低转炉炼钢工艺的钢铁料消耗、造渣料消耗和脱氧合金消耗。尽管底吹转炉具备极佳的冶金效果，但是，采用双层套管式底吹元件进行供氧喷粉，会使得底吹元件的侵蚀速率加快，炉底寿命显著缩短，炉底侵蚀到一定程度后只能被迫更换炉底，或者对转炉进行重新砌筑，造成维护和使用成本显著增加。
常规转炉使用的底吹元件为毛细管式或环缝管式底吹元件，这种类型的底吹元件不能喷吹氧气和固体粉剂，只能以较低的底吹强度喷吹惰性气体，常规转炉的冶金效果与采用双层套管式底吹元件的底吹转炉相比存在较大差距。但是，常规转炉采用毛细管式或环缝管式底吹元件后的冶金效果仍优于传统的纯顶吹转炉，具备较好的冶金效果，更重要的是搭配合理的炉底维护手段，可以大幅延长炉底寿命。
技术实现要素：
本实用新型的目的就是克服现有技术的不足，提供了一种多用途的转炉底吹元件，充分发挥双层套管式底吹元件和毛细管式底吹元件各自的优势，既能改善转炉的冶金效果，也能延长转炉的使用寿命，为转炉高效、低成本冶炼提供技术支撑。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：
一种多用途的转炉底吹元件，包括1支双层套管式底吹枪、第一组毛细管、第二组毛细管及耐火材料；
所述双层套管式底吹枪设置在所述转炉底吹元件的中心；所述第一组毛细管、第二组毛细管均包括若干支毛细管；所述第一组毛细管、第二组毛细管分别布置在以转炉底吹元件中心为圆心的不同圆周上，所述第二组毛细管布置在所述第一组毛细管的外周，每组毛细管沿相应圆周均匀布置；
所述双层套管式底吹枪的出口与所述转炉底吹元件的上端面平齐，所述第一组毛细管、第二组毛细管的出口均设置在所述转炉底吹元件上端面的下方，且所述第二组毛细管的出口与所述转炉底吹元件上端面的距离大于所述第一组毛细管的出口与所述转炉底吹元件上端面的距离；
所述双层套管式底吹枪、第一组毛细管、第二组毛细管通过耐火材料结合为整体。
进一步的，所述第一组毛细管的出口距所述转炉底吹元件的上端面100～300mm，所述第二组毛细管的出口距所述转炉底吹元件的上端面200～500mm。
进一步的，所述第一组毛细管、第二组毛细管每组至少包含6支毛细管。
进一步的，所述第一组毛细管、第二组毛细管均至多占据3环圆周，圆周间距不大于30mm。
进一步的，所述第一组毛细管的最内圆周距所述转炉底吹元件中心的距离为20～80mm。
进一步的，所述第一组毛细管包含6支毛细管，均匀布置在距所述转炉底吹元件中心 30mm的圆周上；所述第二组毛细管包含6支毛细管，均匀布置在距所述转炉底吹元件中心 40mm的圆周上；所述第一组毛细管、第二组毛细管距所述转炉底吹元件上端面的距离分别为200mm、300mm。
进一步的，所述转炉底吹元件用于100吨转炉，在所述100吨转炉炉底布置6块所述转炉底吹元件。
进一步的，所述第一组毛细管包含6支毛细管，均匀布置在距所述转炉底吹元件中心 30mm的圆周上；所述第二组毛细管包含12支毛细管，分为3小组，每小组包含4支毛细管，分别均匀布置在距所述转炉底吹元件中心40mm、50mm和60mm的圆周上；所述第一组毛细管、第二组毛细管距所述转炉底吹元件上端面的距离分别为200mm、300mm。
进一步的，所述转炉底吹元件用于300吨转炉，在所述300吨转炉炉底布置8块所述转炉底吹元件。
本实用新型的有益效果为：充分发挥了双层套管式底吹元件和毛细管式底吹元件各自的优势，在转炉炉役的前期，通过双层套管式底吹元件供氧喷粉，发挥底吹转炉的冶炼优势，大幅改善转炉的冶金效果；炉役中后期堵塞双层套管式底吹枪，改由毛细管供气，发挥常规转炉的冶炼优势，既能在一定程度上提供转炉的底吹搅拌，也可以大幅延长转炉的使用寿命。
附图说明
图1所示为本实用新型实施例1的结构示意图。
图2所示为本实用新型实施例1的结构示意图。
图3所示为本实用新型实施例2的结构示意图。
图4所示为本实用新型实施例2的结构示意图。
其中：1-双层套管式底吹枪；2-第一组毛细管；3-第二组毛细管；4-耐火材料；5-转炉底吹元件上端面；6-第一组毛细管所在圆周；7-第二组毛细管所在圆周。
具体实施方式
下文将结合具体附图详细描述本实用新型具体实施例。应当注意的是，下述实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。在下述实施例的附图中，各附图所出现的相同标号代表相同的特征或者部件，可应用于不同实施例中。
如图1-4所示，本实用新型一种多用途的转炉底吹元件，包括1支双层套管式底吹枪1、第一组毛细管2、第二组毛细管3及耐火材料4；所述双层套管式底吹枪1设置在所述转炉底吹元件的中心；所述第一组毛细管2、第二组毛细管3均包括若干支毛细管；所述第一组毛细管2、第二组毛细管3分别布置在以转炉底吹元件中心为圆心的不同圆周上，所述第二组毛细管3布置在所述第一组毛细管2的外周，每组毛细管沿相应圆周均匀布置；所述双层套管式底吹枪1的出口与所述转炉底吹元件的上端面平齐，所述第一组毛细管2、第二组毛细管3的出口均设置在所述转炉底吹元件上端面的下方，且所述第二组毛细管3的出口与所述转炉底吹元件上端面的距离大于所述第一组毛细管2的出口与所述转炉底吹元件上端面的距离；所述双层套管式底吹枪1、第一组毛细管2、第二组毛细管3通过耐火材料4结合为整体。
优选的，所述第一组毛细管2的出口距所述转炉底吹元件的上端面100～300mm，所述第二组毛细管3的出口距所述转炉底吹元件的上端面200～500mm。
优选的，所述第一组毛细,2、第二组毛细管3每组至少包含6支毛细管。所述第一组毛细管2、第二组毛细管3均至多占据3环圆周，圆周间距不大于30mm。所述第一组毛细管2 的最内圆周距所述转炉底吹元件中心的距离为20～80mm。
采用本实用新型时，在转炉炉役的前期，由双层套管式底吹枪1进行供氧喷粉冶炼，发挥底吹转炉的冶金优势，毛细管2、3由于被埋在耐火材料中而处于堵塞状态；随着炉龄增加，转炉底吹元件因侵蚀而变短，第一组毛细管2的出口裸露并开始通气，给出报警信号，提示用户转炉底吹元件已侵蚀至第一组毛细管2所在深度，此时双层套管式底吹枪1继续供氧喷粉，第一组毛细管2也通气；待第二组毛细管3的出口裸露并开始通气，给出报警信号，提示用户转炉底吹元件已侵蚀至第二组毛细管3所在深度，此时向双层套管式底吹枪1内填入捣打料，将双层套管式底吹枪1堵塞，仅依靠第一组毛细管2和第二组毛细管3通气，发挥常规转炉的冶金优势，转炉炉龄可得到有效的延长。
实施例1
本实施例应用于某钢厂的100吨转炉，该转炉的炉底布置有6块本实施例的转炉底吹元件，转炉底吹元件的具体结构如图1、2所示。
转炉底吹元件包括1支双层套管式底吹枪1、12支毛细管和镁碳质耐火材料；其中，所述双层套管式底吹枪1设置在转炉底吹元件的中心，12支毛细管分为2组，每组包含6支毛细管，第一组毛细管2均匀布置在距转炉底吹元件正中心30mm的圆周上，第二组毛细管3 均匀布置在距底转炉吹元件正中心40mm的圆周上；双层套管式底吹枪1的出口与转炉底吹元件的上端面平齐，第一组毛细管2的出口距转炉底吹元件的上端面200mm，第二组毛细管 3的出口距转炉底吹元件的上端面300mm。
该转炉炉役的前期，由双层套管式底吹枪1进行供氧喷粉冶炼，发挥底吹转炉的冶金优势，第一组毛细管2、第二组毛细管3由于被埋在耐火材料中而处于堵塞状态，此时转炉终渣(FeO)仅为15％左右，终点钢水[P]含量可稳定控制在0.012％以内；炉龄达到1000炉左右时，转炉底吹元件因侵蚀而变短，第一组毛细管2的出口裸露并开始通气，给出报警信号，提示用户底吹元件已侵蚀至第一组毛细管2所在深度，此时双层套管式底吹枪1继续供氧喷粉，第一组毛细管2也通气；炉龄达到1500炉左右时，第二组毛细管3的出口裸露并开始通气，给出报警信号，提示用户底吹元件已侵蚀至第二组毛细管3所在深度，此时向双层套管式底吹枪1内填入捣打料，将双层套管式底吹枪1堵塞，仅依靠第一、二组毛细管2、3 通气，发挥常规转炉的冶金优势，此时转炉终渣(FeO)达到22％左右，终点钢水[P]含量可控制在0.018％以内，但是转炉炉龄可得到有效的延长，达到8000炉以上。
实施例2
本实施例应用于某钢厂的300吨转炉上，该转炉的炉底布置有8块本实施例的转炉底吹元件，转炉底吹元件的具体结构如图3、4所示，具体如下：
转炉底吹元件包括1支双层套管式底吹枪1、18支毛细管和镁碳质耐火材料，其中，所述双层套管式底吹枪1设置在转炉底吹元件的中心，18支毛细管分为2组，第一组毛细管2 包含6支毛细管，均匀布置在距转炉底吹元件正中心30mm的圆周上，第二组毛细管3包含 12支毛细管，分别布置在距转炉底吹元件正中心40mm、50mm和60mm的圆周上，每个圆周上均匀布置4支毛细管；双层套管式底吹枪1的出口与转炉底吹元件的上端面平齐，第一组毛细管2的出口距转炉底吹元件的上端面的距离为200mm，第二组毛细管3的出口距底吹元件的上端面的距离为300mm。
该转炉炉役的前期，由双层套管式底吹枪1进行供氧喷粉冶炼，发挥底吹转炉的冶金优势，毛细管2、3由于被埋在耐火材料中而处于堵塞状态，此时转炉终渣(FeO)仅为16％左右，终点钢水[P]含量可稳定控制在0.015％以内；炉龄达到800炉左右时，转炉底吹元件因侵蚀而变短，第一组毛细管2的出口裸露并开始通气，给出报警信号，提示用户转炉底吹元件已侵蚀至第一组毛细管2所在深度，此时双层套管式底吹枪1继续供氧喷粉，第一组毛细管2也通气；炉龄达到1200炉左右时，第二组毛细管3的出口裸露并开始通气，给出报警信号，提示用户底吹元件已侵蚀至第二组毛细管3所在深度，此时向双层套管式底吹枪1内填入捣打料，将双层套管式底吹枪1堵塞，仅依靠毛细管2、3通气，发挥常规转炉的冶金优势，此时转炉终渣(FeO)达到24％左右，终点钢水[P]含量可控制在0.020％以内，但是转炉炉龄可得到有效的延长，达到6000炉以上。
本文虽然已经给出了本实用新型的几个实施例，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离本实用新型精神的情况下，可以对本文的实施例进行改变。上述实施例只是示例性的，不应以本文的实施例作为本实用新型权利范围的限定。