轉(zhuǎn)爐氧槍噴頭的設(shè)計與應(yīng)用

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1、轉(zhuǎn)爐氧槍噴頭的設(shè)計與應(yīng)用　　摘要：本文闡述了轉(zhuǎn)爐氧槍噴頭重要參數(shù)的設(shè)計和選取，并在實際運用過程中對轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)的重要工藝參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，從而得出合理的氧槍噴頭參數(shù)設(shè)計和選取可以實現(xiàn)優(yōu)越的轉(zhuǎn)爐冶煉效果?！　￡P(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)爐；氧槍；噴頭；設(shè)計　　DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.08.001　　氧槍是轉(zhuǎn)爐煉鋼中的關(guān)鍵設(shè)備，氧槍噴頭各個參數(shù)的設(shè)計選取、精細(xì)加工和最佳的操作控制是實現(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)計原則　　氧槍噴頭的主要作用是通過噴射的氧氣射流對熔池的攪拌和與熔池的反應(yīng)來合理控制轉(zhuǎn)爐鋼液中的乳化及

2、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，實現(xiàn)轉(zhuǎn)爐脫碳、升溫、去磷的目的。　　1.1氧槍噴頭的設(shè)計原則　?。?）通過氧槍噴頭參數(shù)的合理設(shè)計，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)計是保證氧氣與鋼、渣充分且均勻反應(yīng)的重要保障，同時保證更好的降低轉(zhuǎn)爐冶煉過程中氧氣射流對爐襯造成的損壞?！　。?）要具備足夠高的噴頭壽命，要保證氧氣射流可以順著氧槍的軸線不還產(chǎn)生負(fù)壓區(qū)，同時避免湍

3、流運動劇烈引起的負(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)計方案實例　　2.1鍛壓組合式氧槍噴頭[3]設(shè)計參數(shù)　　2.2氧槍噴頭參數(shù)設(shè)計核算　　氧槍噴頭使用氧壓在超過設(shè)計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)計中，設(shè)計供氧流量需低于實際供氧流量，在流量調(diào)節(jié)閥調(diào)整到實際使用流量時，氧槍噴頭的使用壓力自然會高于設(shè)計氧壓。據(jù)實際經(jīng)驗，使用氧壓不超過設(shè)計氧壓的130%，氧槍噴頭可以達(dá)到更好的效果。260噸轉(zhuǎn)爐設(shè)計供氧流量按51000Nm3/h計算?！　?.2.1理論氧壓值計算　　根據(jù)Ma=2.05，查等熵流表：P/P0=0.

4、11823，由于爐膛壓力略大于大氣壓力，取爐膛壓力P為0.1041MPa，計算得出P0=0.88Mpa?，F(xiàn)場供氧壓力滿足氧槍噴頭供氣壓力要求?！　?.2.2喉口直徑計算[4]　　2.2.3出口直徑計算　　根據(jù)Ma=2.05，查等熵流表得A出/A喉=1.76　　A出=A喉×1.76　　計算D出=65.4mm，取D出=65.4mm?！　?.2.4擴(kuò)張段長度計算　　氧槍噴頭拉瓦爾擴(kuò)張段實際使用的氣體膨脹角為7～10°。大擴(kuò)張角控制膨脹作用小，氧氣流股對熔池的沖擊面積提高，利于化渣。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）　　計算L擴(kuò)

5、=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收縮段長度計算　　按經(jīng)驗公式：收縮段的長度L收=（0.8～1.5）d喉，　　收縮段取55mm。　　2.2.7操作槍位計算　　根據(jù)經(jīng)驗公式H=（30～45）×D出，則H=1962～2943mm，實際操作槍位按1900～2700mm控制。　　2.2.8沖擊深度（按出鋼量270噸核算）計算　　根據(jù)佛林公式：　　沖擊深度h=[346.7×P0×D喉÷+3.81]cos15.5°　　按流量53

6、000Nm3/h，槍位2700mm、1800mm核算，沖擊深度分別為h=95.4cm、116cm。　　熔池深度按193.1cm計算：　　槍位2700mm時，穿透比=49.4%，　　槍位1800mm時，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)?！　?實際生產(chǎn)統(tǒng)計分析結(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)保證合適的渣中全鐵含量[5]。統(tǒng)計連續(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%，

7、達(dá)到了轉(zhuǎn)爐氧槍噴頭冶煉化渣的理想效果。詳見表3?！　?.2脫磷效率　　統(tǒng)計連續(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%，計算脫磷效率為92.5%。說明氧槍噴頭參數(shù)設(shè)計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%的比率達(dá)到36%以上，通過進(jìn)一步優(yōu)化，可實現(xiàn)超低磷鋼的冶煉工藝條件?！　?.3其它指標(biāo)　　經(jīng)統(tǒng)計平均吹氧時間滿足生產(chǎn)組織需求，實際噸鋼氧氣消耗滿足低成本和設(shè)計要求，一

8、次出鋼率達(dá)到全國先進(jìn)水平。　　3.4氧