炼钢转炉氧枪工艺参数设计
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 T⑵ 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 mm⑵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）=1550mm⑶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 mm⑷ 炉帽尺寸的确定① 取炉口直径与炉膛直径之比d/D =0.51d =0.51×6141=3132 mm② 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 mmH 锥=H 帽-400=3085 mm④ 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 3⑸ 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＝1480mm⑹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 3V 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 mm⑺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 mmD 壳内=6.141+0.915×2＝7.971mH 壳内=9.343+1.025＝10.368m⑻炉壳钢板炉身选75mm ，炉底炉帽选用65 mmH 总=10.368+0.065=10.433mD 壳=7.971+0.075×2=8.121m⑼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。
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。
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/hr3、现场操作供氧压力：0.85～1.0Mpa （阀后压力）4、纯吹氧吹炼时间：13～15min5、冷却水压力：≥1.2MPa6、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。
120吨转炉氧枪参数
120吨转炉氧枪参数
转炉氧枪是用于在转炉炼钢过程中喷吹氧气的设备，其参数通常包括氧气流量、氧气压力、喷嘴直径、喷嘴数量、喷吹角度等。
首先，氧气流量是指单位时间内通过氧枪的氧气体积，通常以立方米/小时（Nm3/h）为单位。
氧气流量的大小直接影响到炉内氧气的供给量，从而影响到炉内的氧气浓度和炉内的氧气吹吼情况。
其次，氧气压力是指氧气在氧枪内的压力，通常以兆帕（MPa）或千帕（kPa）为单位。
氧气压力的大小影响到氧气从喷嘴中喷出的速度和能量，对炉内的氧气吹吼情况和氧气混合情况有一定影响。
喷嘴直径是指氧气从氧枪中喷出时的喷嘴孔径大小，通常以毫米（mm）为单位。
喷嘴直径的大小直接关系到氧气的喷射速度和范围，从而影响到氧气在炉内的分布情况。
喷嘴数量是指每个转炉氧枪上的喷嘴数量，通常根据转炉的具体工艺要求和炉型设计来确定。
喷嘴数量的多少会影响到氧气的总喷射量和喷吹范围。
最后，喷吹角度是指氧气喷嘴的喷吹方向与水平线的夹角，通
常以度（°）为单位。
喷吹角度的选择会影响到氧气在炉内的喷射
范围和混合情况，从而影响到炉内的氧气利用效果和炼钢过程的控制。
总的来说，转炉氧枪的参数设计需要根据具体的转炉工艺要求、炉型特点和操作经验等因素综合考虑，以实现最佳的炼钢效果和能
耗控制。
提高转炉吹炼工艺效果优化氧枪参数设计
提高转炉吹炼工艺效果优化氧枪参数设计，论专用炼钢氧枪与专用溅渣枪2009-11-26王金辉赵雷李伟刘志昌（鞍钢第二炼钢厂）（中钢集团鞍山热能研究院）摘要：本文介绍了目前我国转炉炼钢厂氧枪使用现状，对目前存在的问题进行了阐述，提出分离现有氧枪功能，设计专用冶炼氧枪和溅渣氧枪，并介绍了专用冶炼氧枪和溅渣氧枪在鞍钢第二炼钢厂使用的实例，对使用效果进行了对比。
关键词：氧枪分离冶炼溅渣Improved Converter Steelmaking Effect, the Parametersof Oxygen Lance are Optimized to Design――Special Steel Lance and Special Splashing LanceWang Jinhui Zhao Lei LiWei Liu ZhichangAnshan Iron And Steel Group SINOSTEEL ANSHAN OF RESEARCHNumber Two Steel-Making Plant INSITUTE THERMO-ENERGYAbstract：this paper summarizes the situation of converter oxygen lance in our country, andpresents the being problem of oxygen lance these day. We put forword to separate the function ofoxygen lance, and design the special oxygen lance and the splanshing lance. The paperintroduces the effect on both of the lance used in No.2 steelmaking plant and draws a parallelbetween the original lance and both of the new designing lance.Key words：oxygen lance separation steelmakingt splashing slag2005年，我国钢产量3.49亿吨，是世界上最大的钢铁生产国。
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. 265T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。
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山东崇盛冶金氧枪有限公司SHANDONG CHONGSHENG METALLURGICAL OXYGEN LANCE CO.,LTD. 365T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/hr3、现场操作供氧压力：0.85～1.0Mpa （阀后压力）4、纯吹氧吹炼时间：13～15min5、冷却水压力：≥1.2MPa6、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。
转炉炼钢工艺供氧制度
转炉炼钢工艺: 供氧制度（3）发表日期: -4-28 阅读次数: 6409 确定氧枪枪位应考虑哪些原因, 枪高在多少适宜?调整氧枪枪位能够调整氧射流与熔池相互作用, 从而控制吹炼进程。
所以氧枪枪位是供氧制度一个关键参数。
确定适宜枪位关键考虑两个原因: 一是要有一定冲击面积; 二是在确保炉底不被损坏条件下, 有一定冲击深度。
枪位过高射流冲击面积大, 但冲击深度减小, 熔池搅拌减弱, 渣中TFe含量增加, 吹炼时间延长。
枪位过低, 冲击面积小, 冲击深度加大, 渣中TFe含量降低, 不利化渣, 易损坏炉底。
所以应确定适宜枪位。
氧枪枪位是以喷头端面与平静熔池面距离来表示。
氧枪枪位(H/㎜)与喷头喉口直径(d喉/㎜)经验关系式为:多孔喷头H=(35～50)d喉依据生产中实际吹炼效果再加以调整。
通常冲击深度L与熔池深度Lo之比为: L/Lo=0.70左右。
若冲击深度过浅, 脱碳速度和氧气利用率降低; 若冲击深度过深, 易损坏炉底, 造成严重喷溅。
10 氧枪枪位对熔池搅动、渣中TFe含量、熔池温度有什么影响?A 枪位与熔池搅拌关系采取硬吹时, 因枪位低, 氧流对熔池冲击力大, 冲击深度深, 气-熔渣-金属液乳化充足, 炉内化学反应速度快, 尤其是脱碳速度加紧, 大量CO气泡排出熔池得到充足搅动, 同时降低了熔渣TFe含量, 长时间硬吹易造成熔渣“返干”。
枪位越低, 熔池内部搅动越充足。
软吹时, 因枪位高, 氧流对熔池冲击力减小, 冲击深度变浅, 反射流股数量增多, 冲击面积加大, 加强了对熔池液面搅动; 而熔池内部搅动减弱。
脱碳速度降低, 所以熔渣中TFe含量有所增加, 也轻易引发喷溅, 延长吹炼时间。
假如枪位过高或者氧压很低, 吹炼时, 氧流动能低到根本不能吹开熔池液面, 只是从表面擦过, 这种操作叫“吊吹”。
吊吹会使渣中(TFe)积聚, 易产生爆发性喷溅, 应该严禁“吊吹”。
合理调整枪位, 能够调整熔池液面和内部搅拌作用。
炼钢转炉吹氧氧枪(精)
水冷结构氧枪
进水连接管
出水连接管
外层管 中层管
中心管
2，供氧设备
② 喷头：采用纯紫铜制成 →目 的是提高寿命。
喷头结构：是拉瓦尔型的，由收缩段、喉 口段、扩张段构成。 其作用：将压力能转换成动能的能量转换
分类：单孔、三孔和多孔。
单孔用于小型转炉，大中型转 炉一般采用3~7孔。注意：多孔 喷头由多个拉瓦尔喷孔组成。
c 喷孔夹角。夹角越大，各流股
相互干扰就越小，对化渣越有利。 通常采用的喷孔夹角是：三孔为 9° ~12°，四孔为 12°~15°， 五孔为15°~20°。 d 喷孔个数。孔数多，氧气流股 的冲击面积大，但并不是孔数越 Ф 153 四孔拉瓦尔喷头 三孔拉瓦尔喷头 Ф 115
多越好。
双流氧枪喷头结构：是20世纪80年代开 发应用的新型氧枪，a和b称为端部式双 流氧枪，c和d称为顶部式双流氧枪，它 具有主、副两层氧气喷孔。
机动态控制的一种过程测量装置。它是 由枪体与探头组成的水冷枪。 操作副枪功能是作为喷吹石灰粉、燃料 油、气体等，复合功能探头和定氧探头。
4、副枪
⑵ 机械装置：副枪杆、探头、导轨小车、 卷扬传动装置、换枪机构（探头进给装 置）、锯头、拔头机构组成。
枪和备用枪分别装在带有升降驱动装置的
横移小车上。整个更换时间约1.5min。
7
6
⑶ 氧枪走行控制点
① 最低点。是氧枪的最低极限位置，取 决于转炉公称吨位。喷头端面距炉液面高 度300~500mm，大型转炉取上限。 ② 吹炼点。是转炉进入正常吹炼时氧枪的 最低位置，也称吹氧点。主要与转炉公称 吨位、喷头类型、氧压等有关。攀钢为 1.4~2.0m。 ③ 氧气关闭点。此点低于开氧点位置，氧 枪提升至此点氧气自动关闭，过迟关氧会 对炉帽造成损失，倘若氧气进入烟罩，会 引起不良后果，过早关氧会造成喷头灌渣。 攀钢为3米。
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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
目录
摘要 (1)
ABSTRACT (II)
1 绪论 (1)
1.1 本课题的研究背景 (1)
1.2国内外发展状况 (1)
1.21国内发展情况 (1)
1.22国外发展情况 (1)
1.3研究内容及意义 (2)
1.31研究内容 (2)
1.32研究意义 (2)
2 转炉氧枪简介 (3)
2.1 分类 (3)
2.11冷却方式分 (3)
2.12炉子种类分 (3)
2.13喷头孔数分 (4)
2.14喷头孔型分 (5)
2.2 发展 (5)
2.3 转炉炼钢技术 (6)
2.31我国炼钢工艺流程 (6)
2.32转炉炼钢主要工艺设备简介 (7)
3 基本原理 (8)
3.1 压缩性气体流出计算 (8)
3.2 氧气射流和熔池相互作用 (10)
3.2.1氧枪射流冲击深度 (10)
3.2.2氧枪射流冲击面积 (10)
3.3 几种喷头设计方法的比较 (10)
4 喷头参数的主要计算 (13)
4.1供氧量的计算...................................... 错误！未定义书签。
4.2马赫数的选择...................................... 错误！未定义书签。
4.3氧压的确定........................................ 错误！未定义书签。
4.4喷头孔数和孔间夹角................................ 错误！未定义书签。
4.5计算喉口直径...................................... 错误！未定义书签。
4.6出口直径计算...................................... 错误！未定义书签。
4.7收缩长度计算 (16)
4.8扩张长度计算...................................... 错误！未定义书签。
5 结论 (17)
参考文献 (18)
附图......................................................... 错误！未定义书签。
致谢. (22)
1 绪论
1.1课题研究背景
转炉炼钢是当今最主要、最核心的炼钢设备，其钢产量占整个钢产量的80%左右。
氧枪是炼钢跟提钒转炉的心脏，其指标的优劣对冶金效果，冶炼终点碳氧基积与终点氧含量，终点温度，过程脱磷，渣量，终渣TFe含量，终渣MFe含量，铁损，纯吹氧时间，冶炼时间，冶炼周期，转炉生产率，生产节奏，炉龄，耐材消耗，以及与后部工序之间的匹配等都具有极为重要的影响。
改革开放以来我国不断的重视对工业的发展，尤其对炼钢业的发展[2]。
1.2 国内外发展现状
1.21国内发展现状
氧枪是氧气炼钢的喷氧设备，它是随着氧气炼钢发展而发明、发展起来的。
在我国古代，劳动人民用碳质材料还原铁矿石直接炼成一种海绵状态的金属物，再将海绵铁在炉火中渗碳，加热，锻造成工具。
这就是最初的炼钢。
其后世界其他国家应用钢铁也有较悠久的历史。
但在坩埚内应用铁矿石，煤和溶剂在液体状态。