转炉与氧枪
四．炉型与氧枪的设计计算
4.1炉型的设计计算
4.1.1原始数据
⑴ 炉子平均出钢量220 t
钢水的收得率91.05%
新炉的金属装入量G =220 t/0.9105=242 T
⑵ 吨钢耗氧量=7.18/91.05×1000×22.4/32=55.20 Nm 3/T
供氧强度3.68m 3/(T·min)
供养时间t =15min
,4.1.2熔池尺寸计算
⑴熔池的直径
D =K t G / K (1.5~1.75) 取K =1.53
所以D =1.5315/242=6141 mm
⑵熔池深度计算
选用筒球型 熔池深度为
h =V 金属+0.046D 3/0.079D 2=（35.5+0.046×6.1413）/（0.79×6.1412）
=1550mm
⑶熔池其他尺寸的确定
炉底球冠的曲率半径R =0.91D =5588 mm
球冠的弓形高度h 1=0.15D =921 mm
⑷ 炉帽尺寸的确定
① 取炉口直径与炉膛直径之比d/D =0.51
d =0.51×6141=3132 mm
② 取炉帽的倾角为64°
③ 炉帽高度的计算
H 帽=1/2(D-d)tanθ+400=3485 mm
H 锥=H 帽-400=3085 mm
④ 炉帽容积计算
V 帽=0.257×3.14×（6.1412+3.1322+6.141×3.132）+0.785×3.1322×0.4
=56.954m 3
⑸ 出钢口尺寸计算
d 出钢=T 75.163+=22075.163?+=210 mm
取水平倾角为18°
出钢口衬砖外径dST ＝6×210＝1270mm
出钢口长度＝7×210＝1480mm
⑹炉子内型高度的计算
取炉容比V/T =1.0
新炉炉膛有效容积：
V =G ×V/T =1.0×220=220 m 3
V 身=V -（V 金+V 帽）=220-（35.5+56.954）=127.513 m 3
炉身高度：
H =141
.66.141×4/513.127?π=4.308 m=4038 mm 炉型内高：
H =h +H 身+H 帽=1550+4308+3485=9343 mm
⑺炉衬的选择
工作层选用镁碳砖
炉身永久层选115 mm ，工作层选700 mm ，填充层100mm
炉帽永久层选150 mm ，工作层选600 mm
炉底永久层选425 mm ，工作层选600 mm
D 壳内=6.141+0.915×2＝7.971m
H 壳内=9.343+1.025＝10.368m
⑻炉壳钢板
炉身选75mm ，炉底炉帽选用65 mm
H 总=10.368+0.065=10.433m
D 壳=7.971+0.075×2=8.121m
⑼炉子高宽比
壳总D H =121
.8433.10=1.28 因为顶底复吹转炉的高宽比一般为1.25~1.45，所以炉子尺寸基本是合理地，能保证炉子的操作正常进行。
4.2低吹喷嘴设计
本次设计采用管式喷嘴结构
一般说来，喷嘴多而直径小些好。生产中喷嘴数量常为2~4个，具体视炉子容量和布置形式而定。本炉喷嘴取4个。 合理的布置应使底吹和顶吹产生的熔
池环流运动方向相同，以获得最佳的搅拌效果，即最快的熔池混匀时间。
4.3氧枪设计计算
4.3.1原始数据
转炉公称容量220t
冶炼钢种以EH36为主
炉容比1.0 m 3/t
熔池直径6141mm
有效高度9343 mm
熔池深度1550 mm
4.3.2有关参数的计算确定
⑴ 计算氧流量Q v
取每吨钢水的耗氧量为55.2 Nm 3/T
吹氧时间15.0min
Q v=55.2×220/15.0=809.6 m 3/min
⑵ 选四孔喷头的出口马赫数M=2.0，喷孔夹角12°
⑶ 设计工况氧压
当M=2.0，P/P o =0.1278
取P 膛=1.3×105 Pa
则P 设=P 膛P O /P =1.3×105/0.1278=10.17×105Pa
⑷计算喉口直径
每孔氧流量Q ＝1/4×Q v ＝202.4 m 3/min
Q o 2=1.784×C D ×0T P A 设
?*，C D 取0.90，To=290 K =1.784×0.90×2901017.105A
??=202.4 m 3/min
所以A *=21.1 cm 2
A *=π/4·d 喉2
所以d 喉=π*A 4=5.2 cm=52 mm
⑸ 喷孔出口直径d 出和出口断面积A
当M=2.0时，查表A/A 出=1.688
d 出=d 喉*A A /=52×688.1=68 mm
A 出=4/π（6.8）2=36.3 cm 2
⑹ 计算扩张段长度L
半锥角为5°
L =（68-52）/2·tan5°=91 mm
⑺收缩段的尺寸
取收缩α收=50o，则收缩半角为25o ，收缩段长度由作图法确定，即按照确定
的α收从喉口向上划线延伸到与枪身的中心氧管内径相交为止，此段即为收缩段
长度。相交处圆滑些更好。
4.4氧枪枪身设计计算
1 中心管内径d 内
Q 实（n/v ）实=Q 标（n/v ）标，n/v=P/RT
Q 实=Q 标（P/T ）标·（T/p ）实=809.6/60·??
? ?????? ??17.10290273033.1=1.46 m 3/s Q 实=4
π·d 内2·V o 2 V o 2（40m/s-60m/s ）取V o 2=40 m/s 所以d 内=
2o 4V Q π实=0.216m=216 mm 根据无缝钢管产品规格选φ219×8
所以管壁6 mm
2 中层管尺寸的计算
进水断面积=Q 进/V 进，取V 进=5 m/s ，Q 进=200 t/h
则S 进=200/3600×5=0.011 m 2
吹氧管外径断面-进水断面=中层管内径断面 =
4
π(0.216+0.003)2+0.011=0.049 m 2 内径断面积=0.049 m 2 所以d 中=π4049.0?=0.250m=250mm
根据无缝钢管的产品规格选用φ273×7
管壁厚10 mm
3 外层管尺寸的计算
进水断面积=Q 出+/V 出，取V 出=6m/s,Q 出=200t/h
则S 进=200/3600×6=0.0093 m 2
外层管内径断面积=出水断面积+中层管外径断面积=0.0093+)
273
.0(
4/?
π2=0.0678m2
所以d
外=
π
4
0678
.0?
=0.293 m=293 mm
根据无缝钢管的产品规格选用φ299×12
4 氧枪总长度和行程的确定
根据公式氧枪总长为：
H=h1+h2+h3+h4+h5+h6+h7+h8
式中：
h1—氧枪最低位置至炉口距离，取8.16 m；
h2—炉口至烟罩下沿的距离，取1.212m；
h3—烟罩下沿至烟道拐点的距离，取4.403m；
h4—烟道拐点至氧枪孔的距离；
h5—为清理结渣和换枪需要的距，取0.8 m；
h6—根据把持器下段要求决定的距离；
h7—把持器的两个卡座中心线间的距离；
h8—根据把持器上段要求决定的距离；
H枪=8.160+1.212+4.403+5.033+0.800+0.800+1.000+0.5=21.908
5 氧枪的行程
H行=h1+h2+h3+h4+h5=19.608 m
4.5氧枪操作
(1)恒枪位操作在铁水中磷、硫含量较低时，使吹炼过程中枪位基本保持不作变动。这种操作主要是依靠多次加入炉内的渣料和助熔剂来控制化渣和预防喷溅，保证冶炼正常进行。
(2)低一高一低枪位操作铁水人炉温度较低或铁水中w[Si]、w[Pl>l.2%时，使吹炼前期加入渣料较多，可采用前期低枪提温，然后高枪化渣，最后降枪脱碳去硫。这种操作是用低枪点火，使铁水中Si、P快速氧化升温，然后提枪增加渣中(Fe0)来熔化炉渣，待炉渣化好后再降枪脱碳。必要时还可以待炉渣化好后倒掉酸性渣，然后重新加入渣料，高枪化渣，最后降枪脱碳去硫。在碳剧烈氧化期，加入部分助熔剂防止炉渣返干。
(3)高一低一高一低枪位操作在铁水温度较高或渣料集中在吹炼前期加入时可采用这种枪位操作。开吹时采用高枪位化渣，使渣中w(Fe0)达25%～30%，促
进石灰熔化，尽快形成具有一定碱度的炉渣，增大前期脱磷率和脱硫率，同时也避免酸性渣对炉衬的侵蚀。在炉渣化好后降枪脱碳，为避免在碳氧化剧烈反应期出现返干现象，适时提高枪位，使渣中w(Fe0)保持在10%～15%，以利磷、硫继续去除。在接近终点时再降枪加强熔池搅拌，继续脱碳和均匀熔池成分和温度，降低终渣(Fe0)含量。
(4)高一低一高的六段式操作开吹枪位较高，及早形成初期渣；二批料加入后适时降枪，吹炼中期炉渣返干时又提枪化渣；吹炼后期先提枪化渣后降枪；终点拉碳出钢。
五部分炼钢设备选择
本次设计转炉采用顶底复吹转炉。
5.1烟气净化及回收
本次设计采用转炉湿法OG除尘。
5.1.1 OG装置工艺原理
转炉在吹炼中由于激烈的氧化反应在炉内产生大量的高温，高浓度的一氧化碳烟气。这些烟气通过裙罩的升降和罩内烟气压力的控制达到抑制周围空气的侵入。在未燃的情况下，把这些烟气进行冷却和净化，然后把＞40％的合格一氧化碳气体进行回收，把＜35％的不合格的一氧化碳气体通过三通切换阀的切换，由放散塔上的点火装置燃烧后排入大气。
5.1.2 OG装置工艺流程
煤气放散时：下裙罩→上裙罩→下烟罩→上烟罩→下部锅炉→上部锅炉→第一级文氏管（1DC）→第二级文氏管（2DC）→烟气流量计→IDF风机→消音器→放散塔
煤气回收时：下裙罩→上裙罩→下烟罩→上烟罩→下部锅炉→上部锅炉→第一级文氏管（1DC）→第二级文氏管（2DC）→烟气流量计→IDF风机→消音器→水封逆止阀→V型水封→煤气柜
5.1.3 OG系统的特点
（1）采用双级文氏管，净化效率高达99.9％，排放浓度小于100mg/Nm3，设备管道化、布置紧凑，较之国内盛行的二文一塔式更为合理。
（2）管路从47.5米标高顺流而下，中间无迂回曲折、系统阻损小。本系统总阻力1750毫米水柱，配用1430转/分的中速挡风机，采用液力偶合调速装置，大大节省电耗，使电耗指标达到3.3度/吨钢的先进指标，而国内系统上下多次往返、总阻力超过2000毫米水柱，必须配用3000转/分的高速挡风机，不仅电耗大，还带来噪音危害。这种流程还由于畅通无阻，不存在四死角，煤气不易滞留，有利于安全操作。
（3）设有炉口微差压控制装置，操纵二文R-D阀板，使罩内保持正负2毫米水柱的压差，确保煤气回收浓度55~65％，回收量超过90Nm3/t.s。此外整个吹炼过程有五个控制顺序进行自动操纵，具有较高的自动化水平。
（4）烟罩采用高温水密闭循环冷却水系统，从一、二文窜接供水，使新水补给量达到2吨/吨钢的先进水平。
（5）配备半封闭式二次集尘系统，对一次烟罩不能捕集的兑铁水、加废钢、出钢、修炉作业烟尘进行二次捕集，确保操纵平台区的粉尘浓度不超过5mg/Nm3。
5.1.4文氏管
文氏管除尘器是一种湿法除尘设备，也兼有冷却降温作用。文氏管是当前效率较高的湿法除尘设备。
文氏管除尘器由雾化器(碗形喷嘴)、文氏管本体及脱水器三部分组成。文氏管本体是由收缩段、喉口、扩张段三部分组成。
烟气流经文氏管收缩段到达喉口时气流加速，高速烟气冲击喷嘴喷出的水幕使水二次雾化成小于或等于烟尘粒径1/100以下的细小水滴。喷水量（标态）一般为0.5-1.5L/m3(液气比)。气流速度越大，喷入的水滴越细，在喉口分布越均匀，二次雾化效果越好，越有利于捕集微小的烟尘。细小的水滴在高速紊流气流中迅速吸收烟气的热量而汽化，一般在1/150-1/50s内使烟气从800-1000℃冷却到70-80℃。同样，在高速紊流气流中，尘粒与液滴具有很高的相对速度，在文氏管的喉口和扩张段内互相撞击而凝聚成较大的颗粒，经过与文氏管串联的气水分离装置（脱水器），使含尘水滴与气体分离，烟气得到降温与除尘。
文氏管按照构造，可分为定径文氏管和调径文氏管。在湿法除尘系统中采用双文氏管串联，通常以定径文氏管作为一级除尘装置，并加溢流水封；以调径文氏管作为二级除尘装置。
5.2精炼装置
本次设计采用LF+RH精炼
炉外精炼技术的特点与功能
炉外精炼是指在钢包中进行冶炼的过程,是将真空处理、吹氩搅拌、加热控温、喂线喷粉、微合金化等技术以不同形式组合起来,出钢前尽量除去氧化渣,在钢包内重新造还原渣,保持包内还原性气氛。炉外精炼的目的是降低钢中的Ｃ、Ｐ、Ｓ、Ｏ、Ｈ、Ｎ、等元素在钢中的含量,以免产生偏析、白点、大颗粒夹杂物,降低钢的抗拉强度、韧性、疲劳强度、抗裂性等性能。这些工作只有在精炼炉上进行,其特点与功能如下:
1)可以改变冶金反应条件。炼钢中脱氧、脱碳、脱气的反应产物为气体,精炼可以在真空条件下进行,有利于反应的正向进行,通常工作压力≥50Pa,适于对钢液脱气。
2)可以加快熔池的传质速度。液相传质速度决定冶金反应速度的快慢,精炼过程采用多种搅拌形式(气体搅拌、电磁搅拌、机械搅拌)使系统内的熔体产生流动,加速熔体内传热、传质的过程,达到混合均匀的目的。
3)可以增大渣钢反应的面积。各种精炼设备均有搅拌装置,搅拌过程中可以
使钢渣乳化,合金、钢渣随气泡上浮过程中发生熔化、熔解、聚合反应,通常1吨钢液的渣钢反应面积为0.8～1.3mm2,当渣量为原来的6%时,钢渣乳化后形成半径为0.3mm的渣滴,反应界面会增大1000倍。微合金化、变性处理就是利用这个原理提高精炼效果。
4)可以在电炉(转炉)和连铸之间起到缓冲作用,精炼炉具有灵活性,使作业时间、温度控制较为协调,与连铸形成更加通畅的生产流程。
5.2.1 LF精炼设备
LF炉的设备主要包括:炉体(带有吹气装置的钢包)、炉盖、电弧加热装置、加料装置和真空系统等部分。
5.2.2 LF精炼工艺优点
LF炉外精炼通过电弧加热具有升温功能，加入造渣材料（石灰、脱氧剂、熔剂、发泡剂等）造白渣泡沫渣脱氧、脱硫，喂Ca-Si线、底吹氩气去除夹杂物，易氧化合金元素收得率高，还能协调转炉与连铸的生产节奏。
5.2.3 LF精炼
（1）造白渣泡沫渣与脱氧、脱硫
在LF精炼过程中，必须要造好泡沫渣，防止弧区钢液面裸露，减少电弧区钢液的增氮。LF精炼处理过程中，加入发泡剂全程造泡沫渣，电极埋弧效果良好，电弧电离增氮量小。LF炉造还原性白渣实质是采用扩散脱氧，即通过钢渣界面使钢中氧逐渐扩散至渣中，脱氧产物不污染钢液，脱氧较彻底，但是脱氧速度较慢。因此，LF造白渣的操作要点是早化渣、在精炼前期快速形成高碱度白渣，造渣过程中分批分期加入脱氧剂，使渣中的Fe0不断降低，钢水中的氧逐渐扩散至渣中从而脱氧，同时渣中Ca0与钢水中FeS进行反应，生成CaS进入渣中从而脱硫。脱氧剂以铝粒为例，其化学反应方程式如下:
2A1＋3 (Fe0) ＝3（Fe）＋（Al2O3）
(Ca0)+(FeS)= (CaS)+(FeO)
2A1＋(Ca0)+(FeS) ＝3 (Fe)+(CaS)+(Al203)
由上式进一步分析研究，可以得出LF造还原性白渣脱氧、脱硫效果主要受以下因素影响:
(1碴碱度:随着渣碱度的提高，C a0活度提高，有利于脱硫。但随着碱度的提高，渣的流动性降低，因此应控制渣碱度在适当的范围。
(2碴氧化性:LF脱硫为还原反应，因此渣中Fe0含量越少越好。
（3渣中Al203:随着渣中Al203含量的提高，炉渣的熔点降低，流动性提高，有利于脱硫。但对吸附钢中Al203基夹杂物不利，因此应控制渣中Al203含量在
适当范围内。
(4吹氩搅拌:加强搅拌可提高熔池传质速度，增加钢渣反应界面，有利于脱硫。
（2）喂Ca-Si线和钢包底吹氩去除夹杂物
钢水脱氧后会形成脱氧产物，这些脱氧产物形成的夹杂物大多为铝脱氧形成的块状和簇状高熔点(2230℃) Al203夹杂;其次为硅脱氧形成的条块形和球形的硅酸盐夹杂。经过LF精炼脱硫处理后钢中硫含量很低，形成的硫化物夹杂(MnS 塑性夹杂和CaS复合夹杂)很少。采用喂Ca-Si线不仅能把簇状的Al203夹杂变成球状、低熔点的钙铝酸盐夹杂，也能使玻璃质的硅酸盐夹杂球化，还能消除或减少条状硫化锰夹杂，变成球状硫化钙或钙锰硫化物复合夹杂。经过Ca处理再辅以钢包底吹氢气搅拌，能获得纯净度很高的钢水。
钢包采用双透气砖分路控制，根据LF处理阶段的不同要求，采用分阶段控制工艺。初期造白渣采用大氩气量强搅拌，加热过程中采用中等强度氩气流量搅拌，调合金及增碳时采用大氩气量搅拌。喂Ca线结束后的软吹是促进夹杂物上浮的重要手段，应降低氩气流量，防止钢液面暴露于空气中，避免钢水二次氧化和吸气。软吹时间要控制适当，确保夹杂物充分上浮。由于透气砖的透气性不同，在实际生产中不应单纯以氩气流量来判断底吹流量，而应通过观察钢包液面情况调整氩气流量。
5.2.4RH精炼
RH真空处理工艺以其操作简便、处理量大、生产效率高的特点得到不断发展，在原来脱氢的基础上又开发了脱碳、脱氧、吹氧升温、喷粉脱硫和成分控制等功能。
本次设计RH精炼主要用于脱气
5.2.5 钢中的气体、非金属夹杂物及其对钢质量的影响
（1）氢对钢质量的影响
钢中含氢有害无利，它对钢的不良影响主要表现在以下几个方面；
①氢脆。氢脆是氢对钢的机械性能不良影响的重要表现。随着钢中含氢量的增加，钢的强度特别是塑性和韧性将显著下降，使钢变脆，称为氢脆。氢脆随钢强度的增高而加剧，因此对高强度钢来说，氢脆尤为突出，高强度钢平均含氢量不到1ppm就可能出现氢脆。
②白点。氢以氢原子形式溶解在钢中，在钢液中的溶解度比在固态钢中大得多。当温度下降时，氢在钢中的溶解度降低，氢原子便扩散到显微孔隙、夹杂物附近或晶界间，结合成氢分子(2[H]={H2})。氢分子在该处不断地聚集，同时产
生巨大的压力，当其聚集压力超过该处钢的强度极限时，产生裂纹，使钢的机械性能(特别是塑性)降低，甚至断裂。裂纹的部位常呈银白色圆点，称为白点。
③钢中含有较多的氢还会使钢锭产生点状偏析，以及使钢锭上涨或产生内部疏松。
（2）氮对钢质量的影响
氮对钢质量的影啊表现为不良和有益两个方面。不良影响主要表现在以下几个方面：
①氮使钢产生时效硬化。氮在低温下它是过饱和状态，必然从钢中析出。但是钢中的氮不是以气体存在，而是呈弥散的固态氮化物缓慢地从钢中析出，逐渐地改变着钢地性能，使钢的强度和硬度增加，塑性和冲击韧性显著降低，这种现象称为老化或时效。。老化时还引起磁导性降低，电阻增大。
②钢中含氮是导致蓝脆的主要原因。所谓蓝脆是指在250—450℃这个温度范围内钢的强度升高，冲击韧性降低；由于钢在这个温度下加热时，表面发蓝而得名。
③钢液中含氮高时还会导致钢锭疏松甚至产生气泡，如果皮下气泡距钢锭表面太近，热轧时容易引起开裂使钢锭报废。
④在氮和氢同时存在的条件下，使氢的腐蚀更加剧烈，这是由于氮能生成比碳化物更稳定的氮化物，使碳从碳化物中分解出来。从而加快了氢和碳的反应。
（3）氧对钢质量的影响
氧在钢中主要以FeO形式存在。氧对钢性能的影响即破坏钢锭的合理结构，降低钢的机械性能(如钢的塑性、韧性)，残留在钢中的FeO能同钢中的FeS形成910℃的低熔点共晶体(机械混合物)，分布在晶界上，从而加剧硫对钢的热脆性。
（4）非金届夹杂物对钢质量的影响
钢中非金属夹杂物按其化学成分不同可分为氧化物、硫化物、氮化物等，而以氧化物(如FeO，SiO2，Al2O3)，硫化物(主要是FeS，MnS)以及它们组成的各种不同成分的硅酸盐等复杂化合物，占钢中夹杂物的绝大部分。按钢中夹杂物来源可分为内在夹杂物和外来夹杂物两类。内在夹杂物是钢水在熔炼和冷凝过程中物理化学反应生成的、未能从钢水中排除的反应生成物，如MnO、SiO2、MnS、TiN等，这是钢中非金属夹杂物的主要部分。外来夹杂物是在熔炼、出钢和浇铸过程中落入和混入钢水的耐火材料和炉渣(如与生铁、废钢等一起进入炉内的非金属物质)。
钢中非金属夹杂物所占数量或总体积虽然不多，但它们在钢中呈独立存在，与钢本身性质完全不同，它破坏了钢的基体的连续性，造成了组织上的不均匀，
从而降低了钢的强度、塑性、韧性，使钢的冷热加工性能乃至某些物理性能变坏。
5.2.6 RH法脱气
（1）工艺原理
钢液的真空脱气在一座特殊的真空室中进行。这个真空室内砌有耐火砖衬，其底部有两个用耐火材料制成的并可插入钢液中的管子，即钢液上升管和下降管，当向上升管中通入驱动气体，就能促使钢包中的钢液，经真空室而循环。
（2）工艺过程：
首先将钢水吸入真空室，接着在两个上升管的侧壁向钢水内吹入氩气。这些氩气在钢水的高温和真空室上部的低压作用下迅速膨胀，导致钢水与气体的混合体的密度沿着浸入管的高度方向不断降低，在由密度差产生的压力差的作用下，使钢水进入真空室。进入真空室的钢水与气体的混合体在高真空的作用之下释放出气体，与此同时，使钢水变成钢水珠，钢水珠内欲脱除的气体在高真空的作用下向真空中释放的过程中又使钢水珠变成更小的钢水珠，从而达到了十分好的脱气效果。释放了气体的钢水沿着下降管返回到钢包中。这样循环若干次后，可将钢液中的气体降到相当低的水平。
（3）RH法优点：
①脱气效果较好。由于输入驱动气体，在上升管内生成大量气泡核，进入真空室的钢液又喷射成级细小的液滴，大大增加了钢液脱气表面积，因而有利于脱气的进行。
②温降小。一般处理温降只有30～50℃，而且在脱气过程中还可进行电加热，因此钢液在炉内只需少许过热。
③处理范围较大。用同一设备能处理不同容量的钢液，也可以在电弧炉和感
应炉内进行处理。
5.2.6RH精炼脱气原理图
转炉氧枪装置设计
转炉氧枪装置设计 摘要：通过对转炉氧枪装置设计过程介绍，分析了氧枪横移车、升降小车以及氧枪刮渣器设计中的要点，提出了针对氧枪装置在保证转炉炼钢生产过程的连续性、可靠性以及安全性和维护便利性等方面的一套全新的设计方案，使氧枪装置使用维护性能得到较大提高，所提到的新型结构氧枪已在多个转炉炼钢生产现场得到验证。 关键词：事故提升系统；防坠枪装置；快速换枪；可控力矩刮渣器 氧枪装置用于向转炉内吹氧，使钢水脱碳；并加大冶炼强度，实现快速炼钢。 氧枪装置是转炉炼钢系统连续生产的重要在线设备，设置于转炉上方。氧枪工作时需插入转炉内吹氧，处于高温、液态渣包裹之中，因此，其对设备的运行安全性、可靠性、连续性设计提出了很高要求，因而设计中需要对这些需求提出切实可行的解决办法，以满足其复杂控制需求和适应其所处的恶劣工况。 氧枪装置设计依据来自于工艺专业的任务书，设备设计首先需要明确的是运行负荷，接下来进行方案设计、结构设计、施工图设计。 运行负荷：卷扬升降负荷应考虑升降小车、氧枪、金属软管、管内积水、枪体挂渣、刮渣器的刮渣力以及氮封塞、钢绳重量；横移车运行阻力按横移运行设备重量的0.025%计算[1]；横移锁紧装置的锁紧能力按运行阻力的4倍考虑；刮渣力按2～3t考虑。 横移车为一钢结构小车，分为上下两层，上层设置有升降卷扬装置及钢绳平衡器，下层设置横移传动装置，上下层之间由活动导轨和钢结构相连。升降卷扬机设有主传动和事故传动两套传动系统，通过离合器实现转换；卷扬控制设有两台绝对型编码器（一用一备、互相比照）控制升降行程、主传动电动机尾部装有增量型编码器控制升降速度；另装有钢绳张力传感器、位置行程开关等电控元件。钢绳平衡器吊挂在上层平台下部，既可调钢绳安装误差，又可在小车升降过程中平衡两根钢绳变形差，使两根钢绳受力始终一样。 事故传动是独立于主传动之外的事故提升系统，当出现车间停电、主电机故障、制动器电液推杆失效等事故时，可利用事故提升系统安全地将氧枪提出炉外，避免更大的事故发生。我们设计的事故提升系统形式为：在卷扬减速机的高速轴上设置气动离合器，增加一级减速，事故电机传动，EPS电源供电，制动器设置开闸气缸，采用气、电结合方式控制。事故提升时，控制室操作人员按下事故提升按钮，离合器电磁阀由UPS电源给电，离合器合上，舌簧开关给出信号后，事故电机给电启动，电机力矩建立起来后，制动器气缸用电磁阀由UPS电源给电，气缸将制动器打开，开始提枪。将氧枪提出炉口一定高度（由2台事故提枪位接近开关判断）后，制动器电磁阀断电（制动器抱闸），然后事故电机停电。最后离合器电磁阀断电复位。整个过程一键自动完成。
转炉氧枪设计方案
广青金属有限公司 65T转炉φ180氧枪及氧枪喷头设计方案 山东崇盛冶金氧枪有限公司 2012年2月 65T转炉φ180氧枪及氧枪喷头设计方案
简介 山东崇盛冶金氧枪有限公司，系冶金氧枪及喷头的专业研究生产单位。位于中国潍坊高新技术产业开发区。技术力量雄厚，技术装备先进，检测手段齐全。我公司在转炉用氧枪设计方面有丰富的设计和制造经验，例如：宝钢300吨转炉炼钢φ406氧枪喷头，武钢三炼钢250吨转炉用φ355锥度氧枪及喷头，马钢300吨转炉用φ355锥度氧枪及喷头，济钢210吨转炉用φ355氧枪及喷头，新余三期210T 转炉炼钢φ325氧枪及喷头，上海罗泾150吨转炉炼钢φ299氧枪及喷头，河北承德钢铁、普阳钢铁、宁波钢铁、天铁、安阳钢铁、通化钢铁等150吨转炉炼钢φ299氧枪及喷头，目前均正常使用，效果良好。现国内120吨以上转炉用氧枪80％由我公司设计制造。 公司秉承“以人为本，科技领先”的发展战略，技术力量雄厚，拥有世界先进水平的科研机构、精良的机械加工设备及国内一流的检测设施，最大程度上保证产品最佳的使用性能。 65T转炉φ180×1孔喷头设计方案
一、设计工况参数： 1、出钢量：～65吨/炉 2、现场操作氧流量：～4200Nm3/hr 3、现场操作供氧压力：0.85～1.0Mpa （阀后压力） 4、纯吹氧吹炼时间：13～15min 5、冷却水压力：≥1.2MPa 6、进出水温差≤27℃（水温差根据现场实际情况要有所差异） 7、氧枪喷头形式：1孔拉瓦尔孔喷头 二、喷头参数设计 2.1马赫数的选择 流体力学中表征流体可压缩程度的一个重要的无量纲参数,记为,定义为流场中某点的速度v同该点的当地声速c之比,即=v/c, 在可压缩流中,气体流速相对变化dv/v同密度相对变化之间的关系是dρ/ρ＝-2dv/v，即在流动过程中，马赫数愈大,气体表现出的可压缩性就愈大。另外，马赫数大于或小于1时,扰动在气流中的传播情况也大不相同。因此，从空气动力学的观点来看，马赫数比流速能更好地表示流动的特点。按照马赫数的大小，气体流动可分为低速流动、亚声速流动、跨声速流动、超声速流动和高超声速流动等不同类型。 马赫数就是气流速度与当地温度条件下的音速之比： M＝U/a 式中：U为气流速度m/s a为在当地温度下的音速，单位m/s 氧枪的供氧压力的大小是由喷头的出口马赫数确定的，氧气的压力能转化成
氧枪设计
氧枪设计 顶底复吹转炉是在氧气射流对熔池的冲击作用下进行的，依靠氧气射流向熔池供氧并搅动熔池，以保证转炉炼钢的高速度。因此氧气射流的特性及其对熔池作用对转炉炼钢过程产生重大影响，氧枪设计就是要保证提供适合于转炉炼钢过程得氧气射流。 转炉氧枪由喷头、枪身和尾部结构三部分组成，喷头一般由锻造紫铜加工而成，也可用铸造方法制造，枪身由无缝钢管制作得三层套管组成。尾部结构是保证氧气管路、进水和出水软管便于同氧枪相连接，同时保证三层管之间密封。需要特别指出的是当外层管受热膨胀时，尾部结构必须保证氧管能随外层管伸缩移动，氧管和外层管之间的中层管时冷却水进出的隔水套管，隔水套管必须保证在喷头冷却水拐弯处有适当间隙，当外层管受热膨胀向下延伸时，为保证这一间隙大小不变，隔水套管也应随外层管向下移动。 （1）喷头设计：喷头是氧枪的核心部分，其基本功能可以说是个能量转换器，将氧管中氧气的高压能转化为动能，并通过氧气射流完成对熔池的作用。 1）设计主要要求为： A 正确设计工况氧压和喷孔的形状、尺寸，并要求氧气射流沿轴线的衰减应尽可能的慢。 B 氧气射流在熔池面上有合适的冲击半径。 C 喷头寿命要长，结构合理简单，氧气射流沿氧枪轴线不出现负压区和强的湍流运动。 2）喷头参数的选择： A 原始条件： 类别\成分(%) C Si Mn P S 铁水预处理后设定值 3.60 0.10 0.60 0.004 0.005 冶炼Q235A,终点钢水C=0.10%根据铁水成分和所炼钢种进行的物料平衡计算，取每吨钢铁料耗氧量为50.4m3（物料平衡为吨钢耗氧52m3）,吹氧时间为20min 。转炉炉子参数为：内径6.532m ，熔池深度为1.601m ，炉容比0.92m3/t 。转炉公称容量270t ，采用阶段定量装入法。 B 计算氧流量 每吨钢耗氧量取 52m3，吹氧时间取20min min /70220270523m Q =? = C 选用喷孔出口马赫数为2.0、采用5孔喷头（如下图3-3所示），喷头夹角为14°喷孔为拉瓦尔型。 图3-3 五孔喷头
过程控制-转炉供养量控制设计Word版
前言 本项目是根据生产过程自动化原理汇编而成的以气体管道中的压 力作为被控制量的反馈控制系统。在许多生产过程中，保持恒定的压力或一定的真空度常是正常生产的必要条件。很多化学反应需要在恒压下进行，为保持流量不变也常需要控制主压力源的压力恒定。根据不同应用场合，压力控制采用不同的方式。 氧气转炉炼钢车间的供氧系统一般是由制氧机、加压机、中间储气罐、输氧管、控制闸阀、测量仪表及氧枪等主要设备组成。 本项目有以下特点： （1）、集工业背景、仪表选用、控制原理与流程为一体，内容清晰明了易懂。 （2）、将知识点与技能点紧密结合，锻炼了实际动手与动脑能力。 （3）、项目仪表选型严谨
1、摘要 2、第一章转炉氧枪的供氧制度 1.1转炉炼钢工艺简介 1.2 供氧制度的主要内容 1.3 供氧制度中的工艺参数 本章小结 3、第二章转炉氧枪供氧系统参数 2.1 转炉氧枪氧气流量 2.2 转炉氧枪冷却水 2.3 转炉氧枪枪位 本章小结 4、第三章转炉氧枪氧压控制 3.1转炉氧枪氧压控制意义 3.2转炉供氧装置及其设计 3.3转炉氧枪氧压检测与控制设计 3.3.1氧枪氧压检测与控制参数 3.3.2设计的具体方案 3.3.3仪表选型 3.3.4氧枪氧压控制设计图 5、总结 6、参考文献
氧枪是转炉炼钢的关键设备。在转炉顶吹炼中,氧枪的主要作用是向熔池供氧和传氧,吹炼氧压及氧枪枪位的高低对熔池的脱碳速度和炉渣中二氧化铁含量以及熔池温度有重大影响。因此,氧压和氧枪枪位的控制是关系到炼钢生产质量好坏的至关重要的环节。在本课程设计中首先是对转炉氧枪中通氧管道进行取压，具体实施办法是将节流装置安装在氧气管道中通过安装在氧气管道上的取压管获得差压，然后将差压引入弹簧管，此时弹簧管会有形变，将霍尔片固定在弹簧管的自由端，在霍尔片的上、下方垂直安放两对磁极，当被测压力引入后，弹簧管的自由端会产生位移，即改变了霍尔片在非均匀磁场中的位置。这样就将压力信号转为电信号可取得4～20mA DC的氧气压力信号，将它送至调节器与给定值相比较，根据偏差情况，调节器给出调节信号，驱动执行机构改变氧气管道阀门开度，从而控制氧气压力为规定值。 关键词：转炉氧枪、氧枪氧压、氧枪枪位
转炉氧枪系统分析
炼钢转炉氧枪装置的使用现状分析 摘要：介绍氧枪装置工作原理，使用现状及存在问题，并对存在问题提出对策。 关键词：炼钢转炉氧枪氧枪传动 炼钢厂炼钢转炉氧枪装置包括氧枪和氧枪升降装置，是纯氧顶吹转炉的重要设备之一，是通过用高质水冷却的吹氧管将工业纯氧送入吹炼半钢或铁水来完成冶炼钢种的任务。其升降和横移传动装置通过电气连锁与转炉倾动机械有关设备配合共同完成冶炼，更换氧枪等操作任务。 一、转炉对氧枪的升降机构和更换装置的要求 在吹炼过程中氧枪需要多次升降调整枪位，对氧枪的升降机械和更换装置提出如下要求： （1）应具有合适的升降速度，并可以变速。 （2）应保证氧枪升降平稳，控制灵活，操作安全，结构简单，便于维护。 （3）能快速更换氧枪。 （4）为保证安全生产氧枪有相应的连锁装置，如转炉不在垂直位置，氧枪不能下降；氧枪降至炉口以内，转炉不能倾动。氧枪下降至氧气开氧点时，氧气阀自动打开，同时转为慢速运行；氧枪提升至此点时自动转为快速运行；氧枪升至关氧点时，氧气阀自动关闭，同时由慢速转为快速运行。当供氧氧压或冷却水的
水压低于规定值，或冷却水的水温高于规定值时，氧枪自动提升报警。 二、氧枪系统现工作原理和结构 氧枪装置由吹氧管，氧枪传动装置，升降小车，升降小车滑道及换管装置和横移小车，横移小车传动装置，平衡锤，平衡锤滑道等组成。 氧枪由3根同心无缝钢管制成，外径尺寸ф219，枪体总长17355mm，目前采用的喷头为535。吹氧管冷却采用高质水，水压为10--12kg/h，给水量≥120t/h，进水温度≤25℃，回水温度≥45℃，氧枪冷却水采用金属软管，型号：SA25JRL150A-15500，数量为两根。氧气输送软管采用同样的金属软管，氧气软管和冷却水管东西分别布置。 氧枪的升降是由提升平衡锤来实现的，平衡锤系数为1.3倍,由钢绳的两端固定在升降小车和平衡锤的滑轮支座上。传动钢绳有卷筒绕过平衡锤的滑轮固定在小底座的支架上。当开动电动机，经过减速机，由Ф800mm的卷筒提升或下降平衡锤，完成氧枪的升降。 氧枪升降制动采用液压制动器，备有紧急电源，在升降过程中，发生断电时，由另外的电源打开制动器。将氧枪提出转炉炉体，如图1。
炼钢转炉氧枪工艺参数设计
摘要 2005年，我国钢产量是3.49亿吨，为世界上最大的生产国。2011年我国钢产量为6.83亿吨。是发展较为迅速的国家之一。在我国转炉炼钢厂众多，而且从90年代溅渣护炉技术兴起后迅速在全国得以普遍采用。而我国在转炉氧枪系统方面基本没有大的改进，现在使用的氧枪参数基本上是采用溅渣护炉技术以前确定的氧枪喷头参数，目前炼钢厂所使用的氧枪既要满足冶炼需要又要保证溅渣要求更要注重环境的保护。随时时代的进步我国对工业发展的要求也越来越严格，其中就包括了最大可能的保护生态环境。选这个题目最重要的意义就在于发现工业生产中最佳的转炉氧枪，以提高生产效率，较低消耗[1]。 本文针对150t转炉设计一种新型的6孔氧枪，型号为637型。 关键词转炉氧枪喷头参数
000本科毕业论文ABSTRACT ABSTRACT In 2005, China's steel output of 3.49tons, is the world's largest producer. In 2011China's steel production6.83tons. Is one of the relatively rapid development. In China's converter steelmaking plant of many, but from 90 time of slag splashing technology rise quickly in the country to commonly used. But our country in converter oxygen lance system basically no big improvement, now use the oxygen gun parameters basically is the use of slag splashing technology previously determined oxygen lance nozzle parameters, the current steelmaking plant the use of oxygen gun should not only meet the needs and requirements of smelting slag splashing to pay more attention to the protection of the environment. At any time the progress of the times on China's industrial development requirements more stringent, which includes the largest possible protection of the ecological environment. Select this topic the most important significance lies in the discovery of industrial production in the optimal oxygen gun of converter, to improve production efficiency, lower consumption [1]. In this paper 150t converter design a new 6Hole oxygen lance, models for type 637 diabetes. Key words Oxygen lance 、Nozzle parameters Parameter
转炉与氧枪
四．炉型与氧枪的设计计算 4.1炉型的设计计算 4.1.1原始数据 ⑴ 炉子平均出钢量220 t 钢水的收得率91.05% 新炉的金属装入量G =220 t/0.9105=242 T ⑵ 吨钢耗氧量=7.18/91.05×1000×22.4/32=55.20 Nm 3/T 供氧强度3.68m 3/(T·min) 供养时间t =15min ,4.1.2熔池尺寸计算 ⑴熔池的直径 D =K t G / K (1.5~1.75) 取K =1.53 所以D =1.5315/242=6141 mm ⑵熔池深度计算 选用筒球型 熔池深度为 h =V 金属+0.046D 3/0.079D 2=（35.5+0.046×6.1413）/（0.79×6.1412） =1550mm ⑶熔池其他尺寸的确定 炉底球冠的曲率半径R =0.91D =5588 mm 球冠的弓形高度h 1=0.15D =921 mm ⑷ 炉帽尺寸的确定 ① 取炉口直径与炉膛直径之比d/D =0.51 d =0.51×6141=3132 mm ② 取炉帽的倾角为64° ③ 炉帽高度的计算 H 帽=1/2(D-d)tanθ+400=3485 mm H 锥=H 帽-400=3085 mm ④ 炉帽容积计算 V 帽=0.257×3.14×（6.1412+3.1322+6.141×3.132）+0.785×3.1322×0.4 =56.954m 3 ⑸ 出钢口尺寸计算 d 出钢=T 75.163+=22075.163?+=210 mm
取水平倾角为18° 出钢口衬砖外径dST ＝6×210＝1270mm 出钢口长度＝7×210＝1480mm ⑹炉子内型高度的计算 取炉容比V/T =1.0 新炉炉膛有效容积： V =G ×V/T =1.0×220=220 m 3 V 身=V -（V 金+V 帽）=220-（35.5+56.954）=127.513 m 3 炉身高度： H =141 .66.141×4/513.127?π=4.308 m=4038 mm 炉型内高： H =h +H 身+H 帽=1550+4308+3485=9343 mm ⑺炉衬的选择 工作层选用镁碳砖 炉身永久层选115 mm ，工作层选700 mm ，填充层100mm 炉帽永久层选150 mm ，工作层选600 mm 炉底永久层选425 mm ，工作层选600 mm D 壳内=6.141+0.915×2＝7.971m H 壳内=9.343+1.025＝10.368m ⑻炉壳钢板 炉身选75mm ，炉底炉帽选用65 mm H 总=10.368+0.065=10.433m D 壳=7.971+0.075×2=8.121m ⑼炉子高宽比 壳总D H =121 .8433.10=1.28 因为顶底复吹转炉的高宽比一般为1.25~1.45，所以炉子尺寸基本是合理地，能保证炉子的操作正常进行。 4.2低吹喷嘴设计 本次设计采用管式喷嘴结构 一般说来，喷嘴多而直径小些好。生产中喷嘴数量常为2~4个，具体视炉子容量和布置形式而定。本炉喷嘴取4个。 合理的布置应使底吹和顶吹产生的熔
转炉氧枪及供氧技术知识
转炉氧枪及供氧技术知识 1．喷头设计需考虑哪些因素? 主要根据炼钢车间生产能力大小、原料条件、供氧能力、水冷条件和炉气净化设备的能力来决定。同时考虑到转炉的炉膛高度、直径大小、熔池深度等参数确定其孔数、喷孔出口马赫数和氧流股直径。对于原料中废钢比高、高磷铁水冶炼或需二次燃烧提温等情况，则其氧枪喷头的设计就需特殊考虑。 根据以上因素确定氧气流量(Nm3／h)、喷头马赫数、操作氧压(MPa)、喷头孔数、喉口直径(mm)、喷孔出口直径(mm)，喷孔夹角等。 2．转炉炉容比(V／T)的概念，及它对吹炼过程有何影响? 转炉炉容比(V／T)是指转炉炉腔内的自由空间的容积V(m3)与金属装入量(铁水+废钢+生铁块单位t)之比。装入量过大，则炉容比相对就小，在吹炼过程中可能导致喷溅增加、金属损耗增加、易烧枪粘钢；装入量过小，则熔池变浅，炉底会因氧气射流对金属液的强烈冲击而过早损坏，甚至造成漏钢。大型转炉的炉容比一般在0．9-1．05m3／t之间，而小型转炉的炉容比在0．8m3／t左右。通常在转炉容量小、铁水含磷高、供氧强度大、喷孔数少，或用铁矿石或氧化铁皮做冷却剂等情况下，则炉容比应选取上限。反之则选取下限。 3．如何选取熔池深度? 通常最大冲击深度L与熔池深度h之比选取L/h=0．4 — 0．7。当 L/h〈0．3时，即冲击深度过浅，则脱碳速度和氧的利用率会大为降低，还会导致出现终点成分及温度不均匀的现象；当L/h〉0．7时，即冲击深度过深，有可能损坏炉底和喷溅严重；在适合的炉容比情况下，如果熔池装入量过浅，可考虑将熔池砌成台阶形。 4．如何计算冲击反应区深度? 计算公式为： h/d 出 =（ρ出 /ρ钢 ）1/2·（β / H）1/2·V出 /g1/2 (4．1) 式中 h —冲击反应区深度m ρ出 —出口气体密度kg／m3； ρ钢 ——钢液密度kg／m3； β—常数，决定于射流的马赫数M，当M=0．5—3．0 时，距
氧枪升降及阀站技术协议--最终版2012626112346688
新疆昆玉钢铁有限公司炼钢项目转炉氧枪升降横移装置设备 技术协议 买受人：新疆昆玉钢铁有限公司 出卖人：鞍山华威冶金工程有限公司 设计院：山东省冶金设计院 2012-4-18
炼钢项目转炉氧枪升降横移装置设备 供货及安装技术协议 买受人：新疆昆玉钢铁有限公司 出卖人：鞍山华威冶金工程有限公司 设计院：山东省冶金设计院 设备的设计、制作及装配应依据充分满足买受人提供的技术参数要求中所描述内容进行，对于某些设备未有相关技术要求的应按照设备通用制作加工、装配规范要求执行。 1、新疆钢厂炼钢工程转炉氧枪升降横移装置设备技术规格书 本技术规格书仅提供有限的技术要求，并未对一切技术细节做出规定，也未充分引述有关标准和规范的详细条文。出卖人提供的设备应能够满足规格书中的规定，包括功能、结构、性能参数等方面的技术要求，并保证符合有关国家、行业技术规范和标准以及买受人提供的技术资料的要求。 技术规格书所使用的标准如与出卖人所执行的标准发生矛盾时，按较高标准执行。在订合同之后，买受人有权提出一些补充要求，具体项目由双方共同商定。 1.1.设备名称: 氧枪升降横移装置设备 1.1.1基本要求 转炉冶炼工艺参数： 转炉数量： 2座 转炉公称容量： 50t 转炉最大出钢量： 54t/炉 转炉最大装入量： 60t/炉 转炉冶炼周期： 24min 其中吹氧时间： 12 min 供配电设施技术条件： （1）电源：三相交流380V+/-10%; 50HZ+/-5%; （2）系统中性点接地方式： 380V（动力用）中性点直接接地 380V/240V（照明用）中性点直接接地 1.1.2技术数据 （一）技术性能要求 氧枪型式：四孔拉瓦尔喷头。 氧枪外径：Φ219 mm 供氧强度：3.5~4.3N.m3/min.t 供氧时间：12min（正常生产） 氧枪升降速度：高速40m/min、低速3.5m/min 氧枪升降行程：~14500mm(待定) 横移行程：3400mm 横移速度：4 m/min
转炉氧枪设计方案
山东崇盛冶金氧枪有限公司 SHANDONG CHONGSHENG METALLURGICAL OXYGEN LANCE CO.,LTD. 1 广青金属有限公司 65T转炉φ180氧枪及氧枪喷头设计方案 山东崇盛冶金氧枪有限公司 2012年2月
山东崇盛冶金氧枪有限公司 SHANDONG CHONGSHENG METALLURGICAL OXYGEN LANCE CO.,LTD. 2 65T转炉φ180氧枪及氧枪喷头设计方案 简介 山东崇盛冶金氧枪有限公司，系冶金氧枪及喷头的专业研究生产单位。位于中国潍坊高新技术产业开发区。技术力量雄厚，技术装备先进，检测手段齐全。我公司在转炉用氧枪设计方面有丰富的设计和制造经验，例如：宝钢300吨转炉炼钢φ406氧枪喷头，武钢三炼钢250吨转炉用φ355锥度氧枪及喷头，马钢300吨转炉用φ355锥度氧枪及喷头，济钢210吨转炉用φ355氧枪及喷头，新余三期210T 转炉炼钢φ325氧枪及喷头，上海罗泾150吨转炉炼钢φ299氧枪及喷头，河北承德钢铁、普阳钢铁、宁波钢铁、天铁、安阳钢铁、通化钢铁等150吨转炉炼钢φ299氧枪及喷头，目前均正常使用，效果良好。现国内120吨以上转炉用氧枪80％由我公司设计制造。 公司秉承“以人为本，科技领先”的发展战略，技术力量雄厚，拥有世界先进水平的科研机构、精良的机械加工设备及国内一流的检测设施，最大程度上保证产品最佳的使用性能。
山东崇盛冶金氧枪有限公司 SHANDONG CHONGSHENG METALLURGICAL OXYGEN LANCE CO.,LTD. 3 65T转炉φ180×1孔喷头设计方案 一、设计工况参数： 1、出钢量：～65吨/炉 2、现场操作氧流量：～4200Nm3/hr 3、现场操作供氧压力：0.85～1.0Mpa （阀后压力） 4、纯吹氧吹炼时间：13～15min 5、冷却水压力：≥1.2MPa 6、进出水温差≤27℃（水温差根据现场实际情况要有所差异） 7、氧枪喷头形式：1孔拉瓦尔孔喷头 二、喷头参数设计 2.1马赫数的选择 流体力学中表征流体可压缩程度的一个重要的无量纲参数,记为,定义为流场中某点的速度v同该点的当地声速c之比,即=v/c, 在可压缩流中,气体流速相对变化dv/v同密度相对变化之间的关系是dρ/ρ＝-2dv/v，即在流动过程中，马赫数愈大,气体表现出的可压缩性就愈大。另外，马赫数大于或小于1时,扰动在气流中的传播情况也大不相同。因此，从空气动力学的观点来看，马赫数比流速能更好地表示流动的特点。按照马赫数的大小，气体流动可分为低速流动、亚声速流动、跨声速流动、超声速流动和高超声速流动等不同类型。 马赫数就是气流速度与当地温度条件下的音速之比：
氧枪横移传动装置设计
内蒙古科技大学 本科生毕业设计说明书（毕业论文） 题目： 学生姓名： 学号： 专业： 班级： 指导教师：
摘要 本次毕业设计题目是氧枪横移传动装置，主要研究炼钢转炉中氧枪的升降和横移机构。目前国内吹氧装置换枪多数都不能远距离操作，其中一个主要问题就是横移小车定位不准。现在横移小车的定位无非是采用电气，机械，液压或者它们的组合方式。应用普遍的是行程开关方式，但如把此方式作为唯一或是主要控制手段，是难以达到所要求精度的。所以本课题利用机械优化设计方法，采用更加明确的“二次控制”，即行程开关只用来进行位置的粗定位，再借专用装置来精确定位。这样使横移小车定位更准确，换枪效率更高。 关键词：氧枪；炼钢；转炉
Abstract This graduation project topic is the oxygen lance moves to the transmission device horizontally, mainly studies in the steel-making converter the oxygen lance's fluctuation and the traversing gear construction. At present domestic blows the oxygen attire to replace the gun most not to be able the indirect maintenance, a subject matter is that the localization of the car is not Accurate. Nowadays the methods of localization of the car moving horizontally are nothing but using electricity, machinery, hydraulic pressure or their combination way. What using common is the limiting switch way, but only taking this way as the primary control method, will achieve to the required accuracy difficultly. Therefore this topic uses the method of machinery optimization designing and “second control”which named the limiting switch is only used to Local the position thickly, then uses special Installment to pinpoint again. Like this causes to the localization of the car to be more accurater and the efficiency of trading the lance higher Key words: lance; steelmaking; converter
氧气顶吹转炉氧枪系统的优化改造
Internal Combustion Engine & Parts? 145? 氧气顶吹转炉氧枪系统的优化改造 郭亮 (中冶南方武汉威仕工程咨询管理有限公司，武汉430077) 摘要：随着近几年对转炉炼钢厂高效性、连续性和安全性要求不断提高，要求转炉关健设备之一的氧枪系统设备必须高效率、低 故障率运行。本文通过对氧枪系统存在的问题进行分析，提出在不改造氧枪传动装置的情况下，增加一套制动轮，提高氧枪制动的可 靠性;改造氧枪横移传动装置，增强氧枪横移的稳定性等措施，满足炼钢生产的要求。 关键词：转炉；氧枪升降系统；氧枪横移系统；改造 0引言 某转炉炼钢厂共有四座50吨氧气顶吹转炉，肩负着十分繁重的生产任务，生产节奏非常紧凑，为保证连续生产，因此要求设备高效率、低故障率运行。在生产实际过程中，氧枪系统作为该厂氧气顶吹转炉的关键设备之一，运行是否正常稳定，严重制约着炼钢生产状况。本文所介绍的内容是针对氧枪系统存在的不足，通过技术改造的措施，解决生产中易发生坠枪、氧枪打滑、换枪时间过长等问题，有效地保证氧枪系统高效、安全运行。 1氧枪升降、横移系统结构、功能概述 氧枪系统是氧气顶吹转炉的关键设备之一，它主要由氧枪本体、氧枪升降系统和氧枪横移系统三部分组成。为适应炼钢的需要，氧枪升降系统和横移系统必须满足以下要求： 1.1应具有合适的升降速度，并且可以变速 氧枪升降系统主要由电机、制动器、圆柱齿轮减速机、钢丝绳卷筒、钢丝绳、升降小车、固定导轨及绳轮组成。升降小车V快=32.5米分，V慢越5.0米分，速度调节靠电气控 制来实施，以尽可能缩短氧枪升降的时间。同时，氧枪升降系统还应具备升降平稳、控制灵活、操作安全、结构简单、便于维护的特点。 1.2应能实现氧枪的快速更换 为保证转炉连续性生产，具有换枪时间短的特点，氧枪小车采用一用一备配置，即一套氧枪升降系统在线使用，另一套氧枪升降系统备用。氧枪横移小车主要由电机通过摆线针轮减速机带动主动车轮组运动，从而使横移小车沿轨道左右移动。横移小车的主要功能是：为升降小车提供安装载体；用来实现换枪操作。当需要换枪时，启动横移电机使横移小车向左（或向右)移动，在线氧枪跟着一起从线上位置移到备用位置，同时线下备用枪正好从备用位置移到线上位置，横移小车横移快捷方便，准确到位。 1.3应具有安全连锁装置 氧枪升降、转炉旋转、氧气切断阀的开和关、氧压和氧枪冷却水压力、流量等存在一定的互锁关系，从技术措施上不允许发生坠枪事故。 2氧枪升降机构、横移机构改造前存在的主要问题 2.1氧枪升降机构存在的主要问题 升降小车连同氧枪一起总重有3748kg，而快速下降速度高达32.5米7分，由此造成的冲击力相当大，达到2030kg*m/s。按原设计，升降小车制动力来源于两台减速机上各安装的一个0400制动轮。在闸瓦未磨损、间隙调整合适、制动器完好的情况下，基本上能满足生产的需要，但当上述条件有一项不满足的时候，制动力矩不够，氧枪升降小车就会发生打滑现象，甚至发生氧枪坠落的事故。 2.2氧枪横移机构存在的主要问题 由于氧枪横移机构长期在高温、烟尘的环境下工作，甚 至是超期服役，将导致车架体存在一定程度的变形，使得主动车轮组踏面与路轨接触不良。因此，横移机构在横移时就存在车轮打滑的状况，致使远程自动更换氧枪不能顺利进行，从而影响生产。此时，为了保证生产连续性，维修人员就得赶紧到高层框架氧枪横移平台，用电动葫芦斜拉横移小车使其横移到位，存在着极大的人身、设备安全隐患。 3改造措施及实际效果 3.1升降系统增设一套制动轮 在原减速机的承载能力和速比保持不变的情况下，将 升降减速机由单输入改为双输入型式，在增加的高速输入轴侧增加了一套制动系统，即增加一台制动器和一个制动轮。同时，为保证制动轮的互换性，制动轮、制动器采取与原输入端相同的备件。通过该措施，升降系统的制动力矩增加了一倍，安全系数也大大提高。 3.2横移机构由电机驱动装置改为电液推杆驱动 将氧枪横移小车主传动车轮组作为横移小车的传动方式进行改造，拆除主传动车轮组原有的驱动电机、行星减速机、链轮和链条后，在平台上制作一固定支架，将行程已调节好的电液推杆一端固定在该支架上，另一端固定在氧枪横移小车的中心线上，使其均匀受力。通过电液推杆的伸缩，实现工作位与备用位的切换。彻底消除因车架体变形以及车轮组磨损造成的车轮组打滑而小车不能移动到位的故障。 同时，电液推杆是一个封闭的液压系统，只要保证密封完好的情况下，可不受外界灰尘、高温烟气等不利因素的影响，工作稳定可靠、传动平稳，故障率低等优点。 4结束语 通过此次改造，杜绝了氧枪升降系统因机械原因造成的坠枪事故；避免了氧枪横移系统因设备维护不到位造成的氧枪更换不及时的生成性事故。实现了转炉生产的高效性、连续性和安全性。此次改造取得的成功，对相同类型转炉氧枪系统的设备维护和改造具有一定的借鉴意义。 参考文献： 「11张昌富，叶伯英编.冶炼机械「Ml.冶金工业出版社，1997. 「2]王雅贞，张岩，张红文编著.氧气顶吹转炉炼钢工艺与设备 「Ml.二版.冶金工业出版,2001. 「3]冯捷，贾艳，主编.转炉炼钢实训「Ml.冶金工业出版社，2004.
设计一座公称容量为80吨的转炉和氧枪
辽宁科技学院 课程实践报告 课程实践名称：设计一座公称容量为X吨的转炉和氧枪指导教师： 班级：姓名： 2011年7 月12 日
课程设计（论文）任务书题目：设计一座公称容量为80吨的转炉和氧枪系别：冶金工程系 专业：冶金技术班级： 学生姓名：学号： 指导教师（签字）：2011年 6 月 27日 一、课程设计的主要任务与内容 一、氧气转炉设计 1.1氧气顶吹转炉炉型设计 1.2氧气转炉炉衬设计 1.3转炉炉体金属构件设计 二转炉氧枪设计 2.1 氧枪喷头尺寸计算 2. 2氧枪枪身和氧枪水冷系统设计 2.3升降机构与更换装置设计 2.4氧气转炉炼钢车间供氧 二、设计（论文）的基本要求 1、说明书符合规范，要求打印成册。 2、独立按时完成设计任务，遵守纪律。 3、选取参数合理，要有计算过程。 4、制图符合制图规范。
三、推荐参考文献（一般4～6篇，其中外文文献至少1篇） 期刊:[序号] 作者.题名[J].期刊名称.出版年月，卷号（期号）：起止页码。 书籍：[序号] 著者.书写[M].编者.版次（第一版应省略）.出版地：出版者，出版年月：起止页码 论文集：[序号] 著者.题名[C].编者. 论文集名，出版地：出版者，出版年月：起止页码 学位论文：[序号] 作者.题名[D].保存地：保存单位，年份 专利文献：[序号] 专利所有者.专利题名[P].专利国别：专利号，发布日期 国际、国家标准：[序号] 标准代号，标准名称[S].出版地：出版者，出版年月 电子文献：[序号] 作者.电子文献题名[文献类型/载体类型].电子文献的出版或可获得地址，发表或更新日期/引用日期 报纸:［序号］作者.文名[N].报纸名称，出版日期（版次） 四、进度要求 序号时间要求应完成的内容（任务）提要 1 2011年6月27日－2011年6月29日调研、搜集资料 2 2011年6月30日－2011年7月2日论证、开题 3 2011年7月3日－2011年7月5日中期检查 4 2011年7月6日－2011年7月7日提交初稿 5 2011年7月8日－2011年7月10日修改 6 2011年7月11日－2011年7月12日定稿、打印 7 2011年7月13日－2011年7月15日答辩
转炉炼钢题库1
第一套 A.新增电弧炉炉容应>70t,主变压器功率 B.大力发展超高功率电弧炉 C.在使用全废钢炉料的情况下，吨钢电耗 D.供电曲线优化、集束氧枪等先进技术普 A.10%? B.16% C.18% D.20% A.24伏 B.36伏 C.48伏 D.65伏 A.两步操作法 B.炼铁法 C.块铁法 D.冶铁技术 A.轻、中、重 B.中、重、轻 C.重、中、轻 D.中、轻、重 A.美国 B.瑞典 C.日本 D.西德 A.1957 B.1943 C.1962 D.1960
B.铁水预脱硫比应达到90%以上，目前差A.铁水预处理增长迅速 D.铁水三脱工艺还需降低消耗与成本，在C.铁水三脱工艺还需进一步提高效率 A．A类硫化物B．B类氧化铝类夹杂 C．C类硅酸盐D．D类氮化物 A.炉内加入 B.出钢开始时加入 C.出钢结束时加入 D.脱氧良好的情况下加入 A．下降B．提高 C．不变 D.以上都不对 A.脱硫 B. 调节所需氧量 C. 调节温度 D.以上都不对 A.热脆 B.冷热脆 C.冷脆 D.蓝脆 A.奥氏体 B.珠光体 C.莱氏体 D.以上都不对 A．碳B．磷
C．碳和磷D．硅 A.被侵蚀的耐火材料 B.炉料带入的污物 C.脱氧产物 D.以上都不对 A. 不插入 B.插入 C.有时插入、有时不插入 D.不确定 A.不利热补偿 B.对热补偿无影响 C.有利热补偿D．以上都不对 A．细化晶粒，降低塑性，增加强度B．细化晶粒，改善深冲性能C．细化晶粒，降低抗腐蚀性 D.以上都不对 A．不可以B．可以 C．有的不可以D．以上都不对 A. 增大砖的强度 B. 提高砖的荷重软化温度 C.抑制碳的氧化D．提高砖的耐火度 A.前期 B. 中期 C.后期 D.无法判断 A. 耐腐蚀性 B. 机械性能
50t转炉氧枪设计说明书
河北工业职业技术学院 毕业论文 论文题目：50t转炉氧枪设计说明书 系别材料工程系 专业年级 09冶金技术一班 学生姓名马志龙李建刚李雷学号28 25 48 指导教师黄伟青职称讲师 日期 2012年3月23日
河北工业职业技术学院 毕业设计（论文）成绩评定表 姓名马志龙李建刚 李雷 系别材料工程系专业冶金技术 设计（论 文）题目 50t转炉氧枪设计说明书 评语 该论文选题有（重要/较重要/一定/不明显）的理论意义或（有较大的/有一定的/无）应用价值。 阅读文献（充分/满足要求/少），综述能力（强/较强/一般/差），（全面了解/了解/基本了解/不了解）本领域国内外学术动态。 论文（有严密的/有一定的/缺少）理论分析，理论思维能力（强/较强/一般/差），逻辑（严密/合理/不合理），（有、无）新见解。 论文写作条理（清晰/较清晰/一般），层次（分明/一般/混乱），文笔（流畅/一般/较差），（符合科技写作规范/不符合规范之处较多）。 论文不足：该论文（内容深度不够/信息量不足/应用性不足/重点欠突出/无独到的见解） 指导教师（签字）： 年月日 答辩委员会意见 在规定的时间内，（能简明扼要、重点突出地/能较流利地/不能）阐述论文的主要内容，表达能力（强/较强/一般/较差），（能够准确流利地/基本答出/不能正确）回答提出的问题。 评定级别： 答辩委员会成员（签字）： 年月日 毕业实践 领导小组意见组长（签字）： 年月日
毕业设计（论文）任务书 课题名称50t转炉氧枪设计说明书 专业冶金技术班级09级冶金一班姓名马志龙李建刚李雷学号28 25 48 一、毕业论文（设计）目的： 1、学生应在指导教师指导下，独立完成冶金生产总结及调查研究工作，并整理分析所搜集的资料，最后撰写出毕业论文。 2、在毕业论文中能综合运用所学的知识。 3、通过毕业论文的撰写使学生学会围绕课题进行调研，收集整理资料，并锻炼分析问题、解决问题的能力，掌握冶金生产工作的一般程序、内容和方法。 4、培养实事求是、扎扎实实的工作作风和严肃认真的科学态度。 5、论文格式、字数符合河北工院毕业论文撰写规范。 二、毕业论文（设计）时间进度安排： 论文（设计）按五周计算： 第一周：熟悉毕业论文任务书，在指导教师的帮助下对该论题进行初步调研分析，查阅相关文献资料。 第二周：完成论文框架的构建，并提交论文写作大纲。 第三～四周：完成论文初稿写作。 第五周：经指导教师的审阅完成论文的定稿及写作，准备参加论文答辩。 三、计划答辩时间： 2012 年6月9日～6月11日 指导教师（签字）：毕业实践领导小组组长（签字）：年月日年月日
240吨转炉氧枪快换装置优化改造攻关
240吨转炉氧枪快换装置优化改造 一、攻关项目的目的和背景 转炉氧枪属于转炉冶炼的重要设备，随着转炉生产节奏的提高，对设备的可开动率提出了更高的要求，转炉氧枪采用“一工一备”配置，要求不能因为“无枪可用”而影响转炉的生产。我厂氧枪更换方式采用目前比较先进的快速更换，但是在设备投产之后，发现在更换氧枪的过程中不仅没有实现快速更换，反而更加浪费时间，快拆接头拆装非常困难，一般情况需要6-8小时才能将一支氧枪更换完成，极大的浪费了劳动力降低了工作效率，也给检修工人带来了一定的安全隐患。为了能够实现原设计所要达到的预期效果，需要对快换装置进行优化，以实现转炉氧枪的快速更换。 二、国内外现状及发展方向 目前，国内外大型钢厂氧枪更换都采用快速更换装置，快速更换装置由一个氧气密封接头与氧气接管配合，两个水密封接头与两个冷却水接管配合组成，采用拆入式配合。 氧枪快速更换的优点有： 1、降低工人劳动强度，节约氧枪更换时间。 2、能够实现工作枪吹炼备用枪在线快速更换。 而包钢稀土钢板材公司炼钢作业部的氧枪快速更换装置属于包钢首例，氧枪快速更换的成功使用对包钢炼钢系统有着重要的意义。 三、攻关方法与相关措施: 攻关方法：针对氧枪快拆接头拆装困难的问题，核算接头设计尺寸，查阅相关设计资料，发现氧枪快拆接头装配尺寸存在一些问题，其中装配间隙太小是造
成氧枪快拆接头拆装困难的主要原因。因此，依据设计规范适当减小氧气密封接头体尺寸和水密封接头体尺寸，在保证接头体密封良好的情况下增大了配合间隙就能解决氧枪快速更换存在的问题。 攻关措施： 1、核算图纸设计数据，氧气密封接头体主要的装配尺寸φ345f7，而对应的氧气接管内孔尺寸φ345H8，接头体与接管的配合属于间隙配合，通过查阅公差与配合表可以得到氧气密封接头体的上偏差-0.062，下偏差-0.119。接管内孔上偏差+0.089，下偏差0。 2、水密封接头体主要的装配尺寸φ292f7，而对应的水密封接管内孔尺寸φ292H8，也属于间隙配合，接头体上偏差-0.056，下偏差-0.108。接管内孔上偏差+0.081，下偏差0。 3、计算得出氧气密封接头配合最大间隙：0.208mm，最小间隙：0.151mm。水密封接头配合最大间隙：0.189mm，最小间隙：0.107mm。 4、查阅相关快换接头设计资料，氧气密封接头和水密封接头的配合间隙应该在0.3-0.45mm之间，因此，对现场使用的氧枪快插接头进行加工改造，将接头体的尺寸减少了0.4mm，不仅没有改变接头体的密封性，也实现了氧枪的快速更换。 四、攻关总结 项目攻关时间：2015年5月1日—2015年7月30日 实施前主要指标：氧枪更换速度慢，时间长，工作效率低，劳动强度大。 攻关后达到指标：降低劳动工作强度，节约氧枪更换时间，实现工作枪吹炼备用枪在线更换。