浅析转炉氧枪喷头更换专用装置设计与应用
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。
转炉氧枪喷头的设计与应用
转炉氧枪喷头的设计与应用本文阐述了转炉氧枪喷头重要参数的设计和选取，并在实际运用过程中对转炉生产的重要工艺参数进行统计分析，从而得出合理的氧枪喷头参数设计和选取可以实现优越的转炉冶炼效果。
标签：转炉；氧枪；喷头；设计氧枪是转炉炼钢中的关键设备，氧枪喷头各个参数的设计选取、精细加工和最佳的操作控制是实现转炉炼钢高效平稳吹炼的必要条件[1]。
1 氧枪喷头的设计原则氧枪喷头的主要作用是通过喷射的氧气射流对熔池的搅拌和与熔池的反应来合理控制转炉钢液中的乳化及泡沫现象，得到合适的渣中（FeO）含量，促进石灰的快速融化，得到合适的碱度，实现转炉脱碳、升温、去磷的目的。
1.1 氧槍喷头的设计原则（1）通过氧枪喷头参数的合理设计，在转炉冶炼过程中得到合适的冲击深度和冲击面积，從而实现转炉冶炼的效果和目的。
（2）氧枪喷头不仅要有良好的冶金效果，而且要在溅渣环节体现优越的性能[2]。
（3）与氧枪喷头参数相适应的枪位设计是保证氧气与钢、渣充分且均匀反应的重要保障，同时保证更好的降低转炉冶炼过程中氧气射流对炉衬造成的损坏。
（4）要具备足够高的喷头寿命，要保证氧气射流可以顺着氧枪的轴线不还产生负压区，同时避免湍流运动剧烈引起的负面影响。
1.2 氧枪喷头的喷孔数量与夹角的选取规则2 氧枪喷头设计方案实例2.1 锻压组合式氧枪喷头[3]设计参数2.2 氧枪喷头参数设计核算氧枪喷头使用氧压在超过设计氧压一定范围的情况下，可以发挥更好的作用。
所以在喷头设计中，设计供氧流量需低于实际供氧流量，在流量调节阀调整到实际使用流量时，氧枪喷头的使用压力自然会高于设计氧压。
据实际经验，使用氧压不超过设计氧压的130%，氧枪喷头可以达到更好的效果。
260吨转炉设计供氧流量按51000Nm3/h计算。
2.2.1 理论氧压值计算根据Ma=2.05，查等熵流表：P/ P0 =0.11823，由于炉膛压力略大于大气压力，取炉膛压力P为0.1041MPa，计算得出P0=0.88Mpa。
五孔氧枪喷头在300吨转炉的应用
五孔氧枪喷头在300吨转炉的应用作者：张世伟来源：《科学与财富》2015年第22期摘要：为了降低转炉终渣TFe，提高转炉金属收得率，对马钢300吨顶底复吹转炉氧枪喷头参数进行优化。
通过氧枪喷头参数的优化，脱磷率和金属收得率有一定提高，终渣TFe有所下降。
关键词：氧枪喷头；转炉；应用随着顶底复吹转炉的发展，合理选择氧枪喷头的工艺参数是实现高效、平稳吹炼的有效途径。
马钢四炼钢装备3座300吨的顶底辅吹转炉，采用6孔拉瓦尔喷头超音速氧枪，在冶炼过程中转炉终渣TFe含量偏高，转炉终点控制存在炉渣过泡现象。
为了提高转炉终点控制水平，在氧枪设计上将原来的六孔氧枪改进YP356D型五孔氧枪，取得了一定的效果。
1.工艺试验方案为了验证YP356D型五孔氧枪的试验效果，特选定一座转炉作为试验对象，供氧制度和氧枪相关参数如表1所示。
由表1可知：YP356D 5孔喷头与6孔喷头的参数对比略有变化，考虑到5孔枪供氧强度较大，氧气流对液面的冲击力较大，氧气射流穿入熔池较深，接触面积较小，化渣及脱P效果较6孔枪应较差，实际操作时将整体枪位略有提高。
2.铁水条件进厂铁水较稳定，从生产过程中的实际数据统计得出，YP356D型五孔氧枪试验炉次与六孔氧枪的铁水条件波动不大，对比数据真实可靠。
具体铁水条件比较如表2 所示。
3.实验结果3.1转炉终点控制对比从表3可以看出，在终点温度控制相当的情况下，耗氧量降低约58标准立方，终点氧降低55ppm，终渣TFe含量降低2.5%。
3.2过程化渣和脱磷效果从图3和图4的吹炼过程声呐化渣和过程参数看，化渣过程未见明显异常，脱磷效率较6孔喷头高0.65%。
3.3 钢铁料消耗对比从表5可以看出，由于终渣Tfe的降低，总的金属料消耗水平有所下降，在辅料消耗相当的情况下，吨钢钢铁料消耗降低6.6kg/吨钢。
4.结论通过前两个5孔枪喷头的试验效果来看，平均每炉的耗氧量减少了58m3，5孔枪化渣效果与6孔枪区别不大，平均脱磷率提高0.65%，终渣TFe的统计结果较6孔枪下降2.5%，在辅料消耗相当的情况下，金属料消耗降低6.6kg/吨钢，取得了很好的效果。
氧枪
高效氧枪喷头优化设计与应用习晓峰，罗岩，李都宏（陕西龙门钢铁有限责任公司炼钢厂）摘要: 龙钢炼钢厂50t 转炉原采用Ф168的四孔氧枪喷头,在使用过程中存在马赫数高（2.05），冶炼终渣化不透，渣中带铁量高、喷溅率高、炉底上涨频繁的情况。
根据现场实际情况, 改用四孔Ф180氧枪, 并对喷头的各项参数进行了优化设计和改造, 改造取得了良好的效果,转炉化渣有了明显的改善，渣中带铁量由35%降至20%, 喷溅率由25%降至10%, 转炉炉型规则保持延长。
关键词: 转炉；氧枪；喷头；优化改造1 前言供氧制度包括确定合理的喷头结构、供氧强度、氧压和枪位控制,是控制整个吹炼过程的中心环节,直接影响吹炼效果和钢铁料消耗的高低。
供氧制度还关系到造渣速度、化渣优劣、喷溅情况、终点碳高低、温度的控制和炉衬寿命;对转炉强化冶炼、提高钢水质量也有重要的影响。
龙钢炼钢厂现有4座混铁炉，4座50t转炉，4台方坯连铸机，09年以前氧枪一直使用Ф168的4孔拉瓦尔氧枪,喉口直径Φ25.7mm，出口直径33.5mm,马赫数2.05。
从生产数据统计来看, 该枪在使用过程中,冶炼终渣化不透，渣中带铁量达35%、喷溅率在25%以上、炉底上涨频繁，使炼钢钢铁料消耗达到1094kg/t左右，直接影响成本。
另外,炉底的上涨导致炉型不规则，终点碳难于把握，对高拉碳影响较大。
2 高效氧枪喷头优化设计2.1 马赫数的选择马赫数(M)是设计喷头的一个重要参数，M的大小决定了氧气流股的出口速度(V出)的大小,即决定了氧气流股对熔池的冲击能力的大小。
M过大,流股对熔池的冲击能力越大，会导致喷溅严重；M 过小，又会使熔池得不到良好的搅拌。
为使吹炼过程保持平稳，通过M与（P设）和（V出）三者之间（如图1）所示的关系。
从图中可以看出, M—P 设和M—V 出两条曲线都是随着M的增大而单调增大的。
但是, 两条曲线的斜率不相同。
综合考虑, 马赫数M取2.0。
2.2 喷头喉口直径及出口直径的计算2.2.1 计算工况氧压Po查等熵流表，当M为2.0时，P出/P0=0.1278，由于炉膛压力近似于大气压力，所以P出=0.102Mpa，则P0=0.8Mpa=8.14kg/cm2，故工作压力为0.80～0.85MPa2.2.2 计算氧流量QQ= 吨钢氧耗×出钢量×60÷纯供氧时间供氧强度为4.15Nm3/( t﹒min)，则Q=13700Nm3/h。
1#、2#、3#炉氧枪快换装置改造
图3 介质接管示意图
对策实施
1、增加氧枪快速更换密封接头倒角的角度，由原来的倒角长度25mm 增加到35mm，缩短了快速接头和介质接管二者之间的接触面长度； 同时提高快换密封接头配合面的表面光洁度，由原来的Rz=3.2提高至 Rz=1.6；减小分离和安装时两者之间的滑动摩擦力，使之更好的脱开。 如图4。
图4
2、原设计快拆接头体与介质接管之间的配合较紧即两者之 间的间隙过小。氧气接头和接管两者之间的间隙为 0.151mm ~0.208mm；水密封接头两者之间的间隙为0. 107mm mm ~0.189mm。配合间隙过小是氧枪无法实现快 速更换的根本原因。
O型橡胶密封圈硬度与沟槽最大间隙及工作压力的关系见表1
工作压力（Mpa）
≤3.5
3.5~7
7.0~10.3
10.3~13.7
13.7~20.6
最大间隙（mm）邵氏 硬度（A）70
0.20
0.1256
0.075
0.05
0.02
最大间隙（mm）邵氏 硬度（A）90
0.35
0.30
0.25
0.20
0.125
沟槽示意见图4。
图4 为了使O型圈具有良好的密封性能和延长受用寿命，必须 使O型圈的安装沟槽和密封部位的间隙设计恰当，当间隙 过大时，O型圈在压力作用下挤压间隙，造成损伤，从而 产生泄构示意如图1
浅析转炉氧枪喷头更换专用装置设计与应用
浅析转炉氧枪喷头更换专用装置设计与应用摘要：转炉氧枪喷头工作环境极其恶劣。
在高温钢渣的冲刷和急冷急热作用下，经过一段时间的使用后，喷头逐渐地熔损变薄，出于经济方面考虑，需将喷头进行更换。
氧枪喷头重120公斤左右。
氧枪对喷头的安装及焊接精度较高，但是由于喷头头部的特殊圆弧形状及自身的重量给安装精度调整造成了很大的影响。
在安装定位过程中，由于需进行反复的敲打和撬动喷头，很容易造成喷头掉落安装位置，从而形成作业安全及施工质量隐患。
本文所研发的专用装置就是系统地将千斤顶和横向及纵向移动装置组合在一起，形成一个专用的氧枪喷头安装专用小车，将氧枪喷头直接放到小车上，只要一名操作工便对氧枪喷头进行精确定位并进行对口焊接，从而达到安全高效的特点。
通过本装置的研发与应用，使氧枪喷头的作业由以前的三人协同完成缩减至一人独立完成，氧枪喷头各层管口对中时间由120分钟缩短为20分钟，并且使氧枪的安装质量得到明显地提高，同时使操作者的施工安全得到很大程度的保证。
经实践证明，该装置应用效果显著且具有较高的推广价值。
关键词：氧枪喷头；更换；专用工具引言转炉的氧枪最主要的作用就是把氧气的压力能转换为高速的动能，从而达到吹入金属熔池的目的。
一般情况下氧枪由三部分构成：枪头、枪身、枪尾。
枪尾的作用是把氧枪固定在传动机构上，同时通入冷却水和氧气，枪身的作用是传递冷却水和氧气到枪头。
枪头的作用是给转炉里面的金属供氧，从而完成钢水的冶炼[1-3]。
氧枪喷头位于枪头的最前端，其工作环境极其恶劣，在高温钢渣的冲刷和急冷急热作用下，喷头逐渐地熔损变薄，经过一段时间的使用后，需更换旧喷头。
1 氧枪喷头在更换过程中存在如下问题1.1 倒运困难氧枪喷头自重在120公斤左右，施工人员将喷头由备件放置点移动至工作位置较麻烦，首先需要多台手拉葫芦配合倒运至焊接位置附近，倒运过程中存在歪拉斜吊等违章操作，有一定的安全隐患。
在接近焊接位置后需要三个人配合使用撬棍挪动、调节至最终位置，每次倒运、调节过程大概需要50分钟左右，倒运效率较低。
鞍钢100t转炉氧枪喷头结构优化与应用
ｑ ｕ ｉ ｒ ｅ ｄ ｂ ｙ ｉ ｆ ｒ ｓ ｔ ｓ ｌ ａ ｇ ｉ ｓ １ ． ２ ｍｉ ｎ ｕ ｔ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｌ ｙ ， ｏ ｘ ｙ ｇ ｅ ｎ ｂ ｌ ｏ ｗｉ ｎ ｇ ｔ ｉ ｍｅ ｉ ｓ ｓ ｈ ｏ ｒ ｔ ｅ ｎ ｅ ｄ ｂ ｙ ４ ９ ． ８ ｓ ｅ ｃ ｏ ｎ ｄ ｓ ， ｏ ｘ ｙ ｇ ｅ ｎ ｃ ｏ ｎ ｓ ｕ ｍｐ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｓ ｃ ｕ ｔ ｄ ｏ ｗ ｎ ｂ ｙ １ ． ８ ２ ｍＳ ／ ｔ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｆ ｅ Ｏ ｉ ｎ ｓ ｌ ａ ｇ ｄ ｕ ｎｎ ｇ ｉ ｆ ｒ ｓ ｔ ｔ ｕ ｒ ｎ ｉ ｎ ｇ ｄ ｏ ｗ ｎ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｅ ｎ ｄ — — ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ ｏ ｆ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｍａ ｋ ｉ ｎ ｇ ｉ ｓ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ｂ ｙ ０ ． ４ ５ ％ ｗ ｈ ｉ ｌ ｅ ｔ ｈ ｅ ｐ ａ ｓ ｓ ｐ ｅ ｒ ｃ ｅ ｎ ｔ ｆ ｏ ｒ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｐ ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｉ ｎ ｍｏ ｌ ｔ ｅ ｎ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｉ ｓ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ｌ ｓ ｅ ｄ ｂ ｙ ３ ． １ １ ％．
120t转炉氧枪喷头的设计和优化
100科学技术Science and technology120t 转炉氧枪喷头的设计和优化李 雷（唐钢中厚板材公司，河北 唐山 063000）摘 要：河钢唐钢中厚板公司120t 转炉主要为高品质高端品种提供钢水，在保证产能的前提下需要较高洁净度的钢水。
新型的氧枪采用周边4孔，中心5孔设计，可以有效增大吹炼面积，促进熔池化渣及脱碳反应。
氧枪喷头中间新加一孔，可以抑制氧枪正下方负压区的产生，增加钢渣界面的富氧能力，促进化渣,可以缩短吹炼时间约1.5min，同时该型氧枪可显著减少氧枪粘渣，减少更换氧枪频率，提高氧枪寿命。
关键词：120t 转炉；氧枪；喷孔设计中图分类号：TF748.2 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2019）09-0100-2收稿日期：2019-09作者简介：李雷，男，本科，研究方向：喷孔设计。
喷头是氧枪的核心部分，就氧枪喷头的基本功能来说，它的质量决定氧枪的使用性能，实现能量转换，提供良好的动力学条件。
因此，转炉炼钢的供热、脱碳及对熔池的搅拌，都借助于氧枪所提供的氧射流来完成。
氧枪的动力搅拌效果主要是由喷头形式、参数所决定。
对喷头设计的要求主要有以下几点：①根据生产情况尽可能提高供氧强度，且能够平稳反应。
这就要求正确的设计形式、喉口和确定合理的操作氧压以及枪位高度。
②在一定操作氧压下，在合理的枪位时，使氧射流产生较大的的动能，以达到良好的动力学条件，合理的冲击深度。
这就要求氧气射流沿轴线的衰减速度应尽可能的慢。
③对于多孔喷头，要求氧气射流在熔池液面上不要汇合，形成多个冲击中心以形成多个反应区，保证熔池反应均匀。
同时要求氧气射流有适当的冲击半径，以保证熔池搅拌均匀和炉衬侵蚀均匀。
④氧枪喷头寿命长。
这就要求射流沿氧枪轴线不出现负压区域和强的湍流运动，以减少“吃鼻子”现象。
要获得具有上述性能的氧射流，满足转炉炼钢的要求，最终归结为合理地确定喷头的主要设计参数，如喷孔的马赫数，喉口直径，喷孔夹角和喷孔形状等。
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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。