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1、轉(zhuǎn)爐氧槍噴頭的設(shè)計(jì)與應(yīng)用摘要：本文闡述了轉(zhuǎn)爐氧槍噴頭重要參數(shù)的設(shè)計(jì)和選取，并在實(shí)際運(yùn)用過程中對(duì)轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)的重要工藝參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，從而得出合理的氧槍噴頭參數(shù)設(shè)計(jì)和選取可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)越的轉(zhuǎn)爐冶煉效果。中國1/vie 關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)爐；氧槍；噴頭；設(shè)計(jì) DOI：10.16640/j.ki.37-1222/t.2017.08.001 氧槍是轉(zhuǎn)爐煉鋼中的關(guān)鍵設(shè)備，氧槍噴頭各個(gè)參數(shù)的設(shè)計(jì)選取、精細(xì)加工和最佳的操作控制是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐煉鋼高效平穩(wěn)吹煉的必要條件[1]。 1氧槍噴頭的設(shè)計(jì)原則 氧槍噴頭的主要作用是通過噴射的氧氣射流對(duì)熔池的攪拌和與熔池的反應(yīng)
2、來合理控制轉(zhuǎn)爐鋼液中的乳化及泡沫現(xiàn)象，得到合適的渣中（FeO）含量，促進(jìn)石灰的快速融化，得到合適的堿度，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐脫碳、升溫、去磷的目的?！ ?.1氧槍噴頭的設(shè)計(jì)原則 （1）通過氧槍噴頭參數(shù)的合理設(shè)計(jì)，在轉(zhuǎn)爐冶煉過程中得到合適的沖擊深度和沖擊面積，?畝?實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐冶煉的效果和目的?！ 。?）氧槍噴頭不僅要有良好的冶金效果，而且要在濺渣環(huán)節(jié)體現(xiàn)優(yōu)越的性能[2]?！ 。?）與氧槍噴頭參數(shù)相適應(yīng)的槍位設(shè)計(jì)是保證氧氣與鋼、渣充分且均勻反應(yīng)的重要保障，同時(shí)保證更好的降低轉(zhuǎn)爐冶煉過程中氧氣射流對(duì)爐襯造成的損壞?！ 。?）要具備足夠高的噴頭壽命，要保證氧
3、氣射流可以順著氧槍的軸線不還產(chǎn)生負(fù)壓區(qū)，同時(shí)避免湍流運(yùn)動(dòng)劇烈引起的負(fù)面影響?！ ?.2氧槍噴頭的噴孔數(shù)量與夾角的選取規(guī)則 2氧槍噴頭設(shè)計(jì)方案實(shí)例 2.1鍛壓組合式氧槍噴頭[3]設(shè)計(jì)參數(shù) 2.2氧槍噴頭參數(shù)設(shè)計(jì)核算 氧槍噴頭使用氧壓在超過設(shè)計(jì)氧壓一定范圍的情況下，可以發(fā)揮更好的作用。所以在噴頭設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)供氧流量需低于實(shí)際供氧流量，在流量調(diào)節(jié)閥調(diào)整到實(shí)際使用流量時(shí)，氧槍噴頭的使用壓力自然會(huì)高于設(shè)計(jì)氧壓。據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，使用氧壓不超過設(shè)計(jì)氧壓的130%，氧槍噴頭可以達(dá)到更好的效果。260噸轉(zhuǎn)爐設(shè)計(jì)供氧流量按51000Nm3/h計(jì)算?！ ?
4、.2.1理論氧壓值計(jì)算 根據(jù)Ma=2.05，查等熵流表：P/P0=0.11823，由于爐膛壓力略大于大氣壓力，取爐膛壓力P為0.1041MPa，計(jì)算得出P0=0.88Mpa?，F(xiàn)場(chǎng)供氧壓力滿足氧槍噴頭供氣壓力要求?！ ?.2.2喉口直徑計(jì)算[4] 2.2.3出口直徑計(jì)算 根據(jù)Ma=2.05，查等熵流表得A出/A喉=1.76 A出=A喉×1.76 計(jì)算D出=65.4mm，取D出=65.4mm。 2.2.4擴(kuò)張段長度計(jì)算 氧槍噴頭拉瓦爾擴(kuò)張段實(shí)際使用的氣體膨脹角為7～10°。大擴(kuò)張角控制膨脹作用小，氧氣流股對(duì)熔池的沖擊面積提高，利
5、于化渣。選擇噴孔擴(kuò)張9°，則擴(kuò)張段長度 L擴(kuò)=（D出-D喉）/2（tanβ/2） 計(jì)算L擴(kuò)=102.28mm，取擴(kuò)張段長度102.3mm?！ ?.2.5喉口段長度的確定[4] 喉口段長度主要是穩(wěn)定氣流和加工方便，推薦未5～40mm。喉口段長度取15mm?！ ?.2.6收縮段長度計(jì)算 按經(jīng)驗(yàn)公式：收縮段的長度L收=（0.8～1.5）d喉， 收縮段取55mm。 2.2.7操作槍位計(jì)算 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式H=（30～45）×D出，則H=1962～2943mm，實(shí)際操作槍位按1900～2700mm控制?！ ?.2.8沖擊深度（按出鋼量27
6、0噸核算）計(jì)算 根據(jù)佛林公式： 沖擊深度h=[346.7×P0×D喉÷+3.81]cos15.5° 按流量53000Nm3/h，槍位2700mm、1800mm核算，沖擊深度分別為h=95.4cm、116cm?！ ∪鄢厣疃劝?93.1cm計(jì)算： 槍位2700mm時(shí)，穿透比=49.4%， 槍位1800mm時(shí)，穿透比=60.1%， 沖擊深度比的理想范圍為40%-60%之間，理論沖擊深度比在理想的范圍內(nèi)?！ ?實(shí)際生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果 3.1轉(zhuǎn)爐終渣全鐵含量w（TFe）% 轉(zhuǎn)爐渣中全鐵含量w（TFe）%與吹煉關(guān)系極為密切，應(yīng)保證合適的
7、渣中全鐵含量[5]。統(tǒng)計(jì)連續(xù)500爐的轉(zhuǎn)爐終渣全鐵含量w（TFe）%，其中小于20%的比率占90.4%，平均w（TFe）%為16.43%，達(dá)到了轉(zhuǎn)爐氧槍噴頭冶煉化渣的理想效果。詳見表3。 3.2脫磷效率 統(tǒng)計(jì)連續(xù)500爐的轉(zhuǎn)爐拉碳磷P%含量平均為0.0115%，入爐鐵水磷P%含量平均為0.153%，計(jì)算脫磷效率為92.5%。說明氧槍噴頭參數(shù)設(shè)計(jì)滿足在高鐵水磷含量的條件下脫磷效率要求?！ ∞D(zhuǎn)爐拉碳磷含量大于0.020%的比率僅為3.8%，即磷的可控率達(dá)到96.2%以上，滿足鋼種磷含量要求。其中轉(zhuǎn)爐拉碳鋼水磷含量小于等于0.010%的比率
8、達(dá)到36%以上，通過進(jìn)一步優(yōu)化，可實(shí)現(xiàn)超低磷鋼的冶煉工藝條件。 3.3其它指標(biāo) 經(jīng)統(tǒng)計(jì)平均吹氧時(shí)間滿足生產(chǎn)組織需求，實(shí)際噸鋼氧氣消耗滿足低成本和設(shè)計(jì)要求，一次出鋼率達(dá)到全國先進(jìn)水平?！ ?
