本实用新型涉及炼钢技术领域，尤其是涉及一种用于控制铁基熔体沸腾、抑制铁蒸发的装置。
背景技术：
蒸发和沸腾是汽化的两种不同方式。蒸发是在液体表面发生的汽化过程，沸腾是在液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象。通常，温度越高、液面暴露面积越大，蒸发速率越快。
目前传统炼钢工艺主要存在以下问题：转炉、电炉冶炼过程中采用超音速射流对铁熔体供氧，氧与碳、硅、锰等元素进行激烈反应。冶炼过程中，供氧作业时间长、过程温度高，尤其在氧气冲击区，铁基熔体温度均在2800℃以上(纯铁的熔点为1535℃，沸点2750℃，铁基熔体的沸点一般较纯铁低)，使铁基熔体出现明显的铁元素蒸发现象。与此同时，氧气冲击区还产生大量一氧化碳等气体高速逸出且其上渣层较薄，使得铁蒸气大部分不能被炉渣捕获，导致铁元素损大、能耗高，增加生产成本且污染环境。现行氧气顶底吹炼转炉约有0.5％-1.0％左右铁蒸发逃逸，进入炼钢炉一次除尘系统，铁元素损失大。
技术实现要素：
针对现有技术不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于控制铁基熔体沸腾、抑制铁蒸发的装置，以达到减少冶炼过程铁元素蒸发量的目的。
为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案为：
一种用于控制铁基熔体沸腾、抑制铁蒸发的装置，包括：
枪体，用于输送氧气和水的混合体向炼钢炉内喷射，枪体上设有用于喷射的喷头；
输送管路，用于向枪体输送氧气和水的混合体，输送管路的一端与枪体相连通，输送管路的另一端与气室相连；
气室，氧气和水的混合结构，气室上设有与气源相连的接头；
喷水管，气室与喷水管相连通。
所述气室上设有三个端口，三个端口分别与接头、喷水管以及输送管路的另一端相连。
所述输送管路为软管。
所述枪体外设有冷却腔体，冷却腔体上设有进出冷却水管。
所述枪体为中空圆柱结构。
所述枪体包括由内向外依次设置的内层管、中层管以及外层管，所述中层管和外层管均为环形管，内层管设在环形管内，所述内层管与输送管路相连通，中层管与枪体冷却水进水管相连通，外层管与枪体冷却水回水管相连通。
本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：
该用于控制铁基熔体沸腾、抑制铁蒸发的装置设计合理，通过对冶炼过程加入不同的雾化水量，降低炼钢过程炉内铁基熔体氧流冲击界面区温度，控制铁基熔体沸腾、抑制铁元素蒸发，从而减少冶炼过程铁元素蒸发量，降低生产成本、改善环境、降低能耗。
附图说明
下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本实用新型装置结构示意图。
图2为本实用新型枪体截面示意图。
图中：
1.输送管路套件、1-1.输送管路、1-2.气室、1-3.接头、2.喷水管、3.枪体冷却水进水管、4.枪体冷却水回水管、5.枪体、5-1.内层管、5-2.中层管、5-3.外层管、6.喷头。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。
如图1和图2所示，一种用于控制铁基熔体沸腾、抑制铁蒸发的炼钢工艺包括以下步骤：
在炼钢炉内铁基熔体供氧过程中，依据冶炼进程向氧气中加入可适度调控的水(汽)混合喷吹，高速h2o-o2混合体冲击反应界面区，通过水物态变化和碳-水反应吸热降低反应界面温度，抑制铁元素的蒸发，冷凝已蒸发的铁蒸气使其易于被熔渣捕集。
此外，用于抑制铁蒸发的水产生的化学反应h2o(g)+c＝h2(g)+co(g)，fe+h2o(g)＝h2+feo(l)可减少氧气消耗，降低成本。
h2o-o2混合输入方式：h2o通过混合装置混合，经供氧氧枪输入炉内。h2o进入氧枪时，可以为气态、雾化液滴也可以为液态。
水是一种来源广泛、成本低廉且冷却效应良好的介质，高温条件下其是一种弱氧化剂，在炼钢过程中存在反应：h2o(g)+c＝h2(g)+co(g),此过程吸收热量为水汽化热的3.5倍左右，降低炼钢过程炉内铁基熔体氧流冲击界面区温度，控制铁基熔体沸腾、抑制铁元素蒸发。
一种用于控制铁基熔体沸腾、抑制铁蒸发炼钢的装置，包括：
枪体5，用于输送氧气和水的混合体向炼钢炉内喷射，枪体上设有用于喷射的喷头6；
输送管路1-1，用于向枪体输送氧气和水的混合体，输送管路的一端与枪体相连通，输送管路的另一端与气室相连；
气室，氧气和水的混合结构，气室上设有与气源相连的接头1-3；
喷水管2，气室与喷水管相连通。
输送管路1-1为软管；气室上设有三个端口，三个端口分别与接头、喷水管以及输送管路的另一端相连。
枪体5为多层同轴的中空圆柱结构，设有冷却腔体，冷却腔体上设有用于进出冷却水的冷却水管。优选的枪体包括由内向外依次设置的内层管5-1、中层管5-2以及外层管5-3，中层管和外层管均为环形管，内层管设在环形管内，所述内层管与输送管路相连通，中层管与枪体冷却水进水管3相连通，外层管与枪体冷却水回水管4相连通。
输送管路套件1通过接头1-3与氧源总管连接；喷水软管2通过气室1-2与输送管路连通；接头1-3与气室1-2均为金属材质。
冶炼作业过程中，o2、h2o分别经接头1-3、喷水管2输入至气室1-2混合，通过输送管路输送至枪体5内层管5-1，最后由喷头6喷出；h2o-o2混合喷入时机：供氧冶炼开始至反应容器内碳含量＞0.10％期间；此后氧气单喷；使用过程中，水压应大于氧气压力。
当输入水为液态时：液态水流量计算：q＝a*c*3.5/100，式中q为液态水流量，kg/min；a为系数，取2-30；c为公称容量，t；压力要求：0.60-2.50mpa且不小于氧气总管压力。
当输入水为汽态时：气态水量流量计算：q＝a*c*3.5/100，式中q为气态水流量，kg/min；a为系数，取3-45；c为公称容量，t；压力要求：0.60-2.50mpa且不小于氧气总管压力。
所述混喷用水质条件：悬浮物＜80mg/l,ph＝7-10,硬度＜200mg/l，油＜10mg/l。
h2o-o2混合喷入时机：供氧冶炼开始至反应容器内碳含量＞0.10％期间
本实用新型工艺及装置设计合理，通过对冶炼过程加入不同的雾化水量，降低炼钢过程炉内铁基熔体氧流冲击界面区温度，控制铁基熔体沸腾、抑制铁元素蒸发，从而减少冶炼过程铁元素蒸发量，降低生产成本、改善环境、降低能耗。
优选具体实例为：
一种用于控制300吨转炉铁基熔体沸腾、抑制铁蒸发的炼钢工艺方法及装置：
在炼钢炉内铁基熔体供氧过程中，依据冶炼进程向氧气中加入可适度调控的水(汽)混合喷吹，高速h2o-o2混合体冲击反应界面区，通过水物态变化和碳-水反应吸热降低反应界面温度，抑制铁元素的蒸发，冷凝已蒸发的铁蒸气使其易于被熔渣捕集。此外，用于抑制铁蒸发的水产生的化学反应h2o(g)+c＝h2(g)+co(g)，fe+h2o(g)＝h2+feo(l)可减少氧气消耗。
h2o通过混合装置混合，经供氧氧枪输入炉内。h2o以液态进入氧枪。
300吨转炉冶炼主要工艺参数：供氧流量1000-1050m3/min，工作氧压0.95-1.05mpa，总管氧压2.0-2.2mpa，枪位1.8-3.0m(距液面)。
装置包括输送管路套件、喷水管、枪体冷却水进水管、枪体冷却水回水管、枪体以及喷头；输送管路套件1包括输送管路1-1、气室1-2以及接头1-3，具体详见图1；
枪体5为中空圆柱腔体，包括内层管5-1、中层管5-2、外层管5-3，具体详见图2；喷头6为铜质材料，其它部件为16mnr。
内层管5-1与输送管路套件1连通；中层管5-2与枪体冷却水进水管3连通；外层管5-3与枪体冷却水回水管4连通。
输送管路套件1通过接头1-3与氧源(总管)连接；喷水管2通过气室1-2与输送管路连通；接头1-3与气室1-2材质均为16mnr。
冶炼作业过程中，o2、h2o分别经接头1-3、喷水管2输入至气室1-2混合，通过输送管路输送至枪体5内层管5-1，最后由喷头6喷出；h2o-o2混合喷入时机：供氧冶炼开始至反应容器内碳含量＞0.10％期间；此后氧气单喷；液态水流量200kg/min；压力2.3-2.50mpa；喷水管2外径32mm，壁厚8mm。
所述混喷用水质条件：悬浮物＜20mg/l,ph＝7-8，硬度＜20mg/l，油＜3mg/l。
供氧冶炼开始至反应容器内碳含量＞0.10％期间h2o-o2混合喷入。
介质开启顺序：开氧-开水；介质停止顺序：关水-关氧。
通过对冶炼过程加入不同的雾化水量，利用、管控h2o(g)+c＝h2(g)+co(g)反应，抑制氧气冲击区火点温度，减少铁基熔体蒸发。
上述仅为对本实用新型较佳的实施例说明，上述技术特征可以任意组合形成多个本实用新型的实施例方案。
上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。