建崇盛氧枪基地发展民族工业
山东崇盛冶金氧枪有限公司转炉炼钢整体（锥度）氧枪设计规范
山东崇盛冶金氧枪有限公司
氧枪研究所
二零零八年七月监制
1 山东崇盛冶金氧枪有限公司
目录
一前言
二转炉炼钢整体氧枪设计规范
（一）供氧管路的设计要求及标准
（二）供水管路的设计要求及标准
（三）整体氧枪枪体的设计要求综述
三转炉炼钢整体锥度氧枪设计规范
（一）锥度氧枪在炼钢中的优化应用及特点
（二）供氧管路的设计要求及标准
（三）供水管路的设计要求及标准
（四）锥度管的加工工艺要求
（五）整体锥度氧枪的设计要求综述
四氧枪在使用过程中存在的问题及处理建议
（一）炼钢用氧存在问题及处理建议
（二）供水管路存在问题及处理建议
五结语
2 山东崇盛冶金氧枪有限公司
转炉炼钢整体（锥度）氧枪设计规范
一前言
目前氧气炼钢已成为世界上生产钢的主要方法，我国已经基本上改变了50年代以平炉为主的产钢局面。各大型钢厂几乎都采用LD转炉来生产炼钢，并且近来电炉用氧炼钢发展也十分迅速，因此用氧炼钢已经成为大势所趋！
从开始采用用氧炼钢，我们就一直在寻求一种既能满足生产工艺要求，又能长期、安全、使用方便的供氧设备，国内许多研究人员和工程师都做出了不少的贡献。然而由于吹炼生铁的成分各不相同，以及炼钢方法的不同，对喷氧设备的要求也就各不相同。而我们山东崇盛冶金氧枪有限公司经过二十年的探索、研究、试验，依托雄厚的技术力量、丰富的制作经验，终于生产制作出转炉炼钢整体（锥度）氧枪，并已经广泛运用到各炼钢厂，与此同时我们崇盛公司也进一步提高了转炉炼钢整体（锥度）氧枪的设计水平，完善了制作工艺，成为国内转炉炼钢整体（锥度）氧枪行业中的龙头企业！
氧枪是氧气顶吹转炉炼钢中的主要供氧设备。氧枪在转炉、电炉及精炼炉内，受到高温炉气的辐射、对流以及传导等复杂的
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热负荷，另外还有高温炉渣和喷溅的不断侵蚀，工作环境十分恶劣。此外，氧枪在操作中经常会有3-10mm厚的结渣粘在枪体上而影响热交换，故氧枪枪体外层可以认为是由两层圆筒组成，氧枪体内有循环冷却水流动，外有高温炉气流动，因此氧枪可以认为是多层圆管复杂换热的典型，要保证氧枪的正常使用就必须要有合理的枪体结构，合理的循环水冷却。在此，我们山东崇盛冶金氧枪有限公司组织相关国内专家和冶金专业人员，凭借二十多年的氧枪制作经验，对于氧枪的结构设计进行汇总编制，进一步完善氧枪的设计制作理念，奉献给从事炼钢事业的广大读者，共同探讨，共同研究，共同进步！
借此规范成稿之时，我们山东崇盛冶金氧枪有限公司向工作在冶金战线上的各界人士表示感谢，感谢你们为炼钢冶金事业的发展做出的无私奉献，希望我们能不断学习，共同进步，以适应时代变化的要求！
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二转炉炼钢整体氧枪设计规范
（一）供氧管路的设计要求及标准
1. 氧枪枪体内氧管设计要求
(1) 氧枪枪体内氧管氧气压力、氧气流速设计要求：氧枪的供氧管路应该保证氧气在管路中的流动速度不能过大，因为压力损失大致与速度的平方成正比。一般氧气在管路内的流动速度大约为马赫数Ma=0.1-0.2之间。氧气在管路中的速度过大不单是压力损失大，而且容易发生由于有颗粒物的摩擦引起爆炸。因此，在保证供氧充足的条件下，按国家规定氧气管道流速应＜60M/S。
氧枪枪体内氧管的氧气压力一般在控制在0.8-1.0MP，氧气流速尽量低于55m/s，在此条件下选取合适的氧枪枪体内氧管，以便氧枪使用时符合安全要求。
(2) 氧枪枪体内氧管材质设计要求：氧枪枪体内氧管材质主导选取国标20号低碳钢无缝钢管，此种钢管可承载氧枪氧气压力，满足氧枪的供氧能力和要求。
2. 氧枪枪体内氧管型号选取标准
按国家规定，现要求转炉公称吨位控制在50T以上，因此我们对于50T以上不同公称吨位的转炉，对应的氧流量、氧流速、内氧
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管的选取规标准下：
3. 氧枪枪体氧弯管型号选取标准及材质要求
氧枪枪体氧弯管型号选取一般等同与氧枪内氧管的尺寸。
材质要求：1Cr18Ni9Ti （不锈钢）
因为供氧管路氧弯管暴露在空气中，并且周围存有高温，煤气，粉尘等其工作环境恶劣，所以在材质选取上我们采用不锈钢，确保整体氧枪的使用安全。
（二）供水管路的设计要求及标准
1. 氧枪枪体供水管路的设计要求
(1) 氧枪枪体内水压力、水流量、水流速及进出水温差的设计要求：高温冷却必须考虑水流速度，水层厚度，和水温、水流量。水流量取决于枪体的总换热量，水层厚度和水流速度取决于受热负
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荷。三者最为重要的是水流速选择，过高会增加压头损失，增加能耗，过低则不能满足冷却要求。
水流在氧枪内的走行，先经内环管到达喷头上部汇水室，然后经入水口进入端底并外环管排至体外。各部水速的安排必须恰当合理，既保证关键部位的冷却，又要不使整个系统阻力损失过大。早期氧枪设计的水流速度分配不合理，进出水速度偏高，不应该在本来受热负荷不高的侧壁地区增设加速段，自多空喷头问世后，虽然在中心水冷这点上有所突破，但对导向分水板中心入口处和端底底缝的水流速速缺乏分析和研究，而使喷头端底热裂和熔蚀仍为制约喷头寿命的薄弱环节。
注：喷头中心端面热裂和熔蚀也可能与喷头在铸造过程中出现疏松、气孔等缺陷而造成，此时应与氧枪的水流量问题区分处理。
我们崇盛公司经过多年的研究表明，氧枪枪体的进水内环和出水外环水流速度可以相对减小，而导向分水板水流入口处和端底底缝水速必须适当提高，也即要把有限的阻降尽可能耗在受热负荷最高的喷头中心端底部位。
a.枪体冷却水温度控制：
进水温度：15℃-20℃（一般为环境温度，或者根据循环水的
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冷却效果）。
出水温度：一般控制在50℃以内（如有地区差异，或者循环
水的冷却效果差例外），如果出水温度偏高，则枪
体喷头型腔部位循环冷却水有可能被气化，并且
出水温度过高，水质不良，易在枪体喷头内部结
垢而影响枪体的冷却效果。
进出水温差：应控制在27℃以内，通过多年的经验表明在此
温差范围内表明氧枪的水的冷却效果可满足使用
要求，在安全范围之内。
b.枪体单位工作表面热交换量：根据现场实测资料，在转炉
正常吹炼条件下，吹氧管单位工作表面单位时间内的热交
换量为0.23X108大卡/米2时左右。（为整个受热枪体部位的
平均值）
c.冷却水流量Q水的计算：
Q水=1.08×D外×L热×60
D外为枪身外径
L热为枪身受热长度
d.枪体冷却水流速度的控制：从减少水压损失和加快氧枪枪
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体冷热交换考虑，出水速度高于进水速度，则其速度可为：
进水速度4 m/s，出水速度5 m/s
也可：进水速度5 m/s，出水速度6 m/s
2. 氧枪枪体外管、中管和内管的选取配合标准（见表一）
通过炉型和现场实践经验汇总枪身在冶炼时的受热长度如下：
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山东崇盛冶金氧枪有限公司技术资料
山东崇盛冶金氧枪有限公司地址：山东省潍坊市高新技术开发区东方路北段杰兴二街
电话：（0536）8897387 传真：（0536）8897987
网址：https://www.doczj.com/doc/ce952411.html, 10
（表一）
（三）整体氧枪枪体的设计要求综述
1. 枪体组成：氧枪枪体是由三根同心圆管组成。它将带有供氧供水和排水通路的枪尾与喷出氧气的喷头连接成一个整体，组成空心管状的氧枪，三根同心圆管通常为热轧无缝20号低碳钢管。对于转炉氧枪而言，内管是氧气的通路，氧气从枪尾的供氧管流经内管由喷头吹入金属溶池。
2. 枪体连结：
a. 内管与枪尾的连结有两种方式：一种是采用法兰固定连接；
一种是采用法兰盘根滑动连结。
b. 内管与喷头的连接相应采用“O”型橡胶圈滑动连接，及焊
接固定。
c. 外管与枪尾的连结采用焊接或法兰螺栓固定连接；
中层管是分隔氧枪的进、出冷却水之间的隔板，中层管与枪
尾的连接是采用法兰焊接固定，与喷头的连接是采用插管
式滑动连接。
氧枪冷却水是由枪尾进水支管通过外管、中层管与内管之间的环形通路进入枪体，下降至喷头导向分水板，汇集型腔，快速流过喷头端面型腔内表面，转向180°进入外层管封隙，经枪
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顶出水管流出。
3. 综述：枪身的主要用途是要为供向喷头输送氧气和冷却水，氧枪的结构应满足转炉炼钢生产需要，并且便于喷头的更换及维护，补偿氧枪外管受热膨胀时引起的对喷头的作用力。
枪身长度适宜，上达炉外之供氧及供水导管，下达熔池面附近，其氧气的供应满足转炉公称吨位需求，供水保证氧枪枪体的冷却效果，这样设计制造的氧枪才是合理，安全，稳定，节能降耗，高效实用的转炉炼钢设备。
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三转炉炼钢整体锥度氧枪设计规范
（一）锥度氧枪在炼钢中的优化应用及特点
随着工业化程度的飞速发展，人们对钢种需求的多样化，年钢产量的大量化，这就对炼钢设备及炼钢工艺要有更新、更高、更快的发展需求。
在转炉炼钢方面，为了更高的产量，几乎所有的大中型转炉都采用了：炉膛扩容，增加装入量，减小炉容比；缩短供氧时间，增大供氧量，提高供氧强度等等，与此随之而来便是增大了冶炼难度，恶化了冶炼工况条件，这对我们为转炉供氧冶炼的重要设备----转炉氧枪，是一个严峻的考验。
为紧随高速发展的工业化程度，适应炼钢业的这一发展需求，我们山东崇盛冶金氧枪有限公司历经三年的不懈努力，通过技术改革，工艺改进，积累经验，终于自行研制出一整套制作转炉炼钢整体锥度氧枪的完善工艺。
转炉炼钢整体锥度氧枪具有以下优特点：
1. 增加枪体高度受热辐射区冷却水的存储量，改善枪体的冷却效果。在炼钢过程中，从氧枪的喷头以上4-6米处为炉内工作部分，其受热辐射在1200-2000℃，高温环境十分恶劣，而我们锥度枪体
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从枪头6-8米以内为锥度体，其与普通氧枪相比可以存储更多的冷却水，达到更高枪体优化冷却效果。
2. 枪体锥度面减少挂渣和粘渣。在炼钢过程中，枪体经常会挂渣和粘渣，而严重影响枪体的冷却效果，由此带来的更为严重的后果是频繁烧枪，烧喷头，喷头粘钢，使氧枪的供氧状况恶化。而我们锥度氧枪，在易挂渣和粘渣部位是有一定角度的锥面，这样在炼钢过程中即使有挂渣和粘渣现象，也会因钢渣的自重和良好的枪体冷却效果而从锥面上自动脱落下来，从而起到减少挂渣和粘渣现象，甚至无挂渣和粘渣现象。
3. 减少锥度氧枪的外管（锥度外管）更换频率，减轻炼钢工人的劳动强度，降低炼钢生产成本。由于枪体锥度外管的使用，冷却效果明显，挂渣和粘渣现象减少，枪体外管的烧损程度减轻，使用枪龄随之增加，这样就减少锥度氧枪的外管（锥度外管）更换频率，为钢厂节省了人力物力，降低生产成本。
4. 可适应高供氧强度环境，提高生产效率，节能降耗。由于枪体锥度外管的使用，冷却效果明显，挂渣和粘渣现象减少，即便是在高强度供氧的冶炼环境中，也能保证喷头的正常冷却效果，使氧气射流正常搅拌，不至于被炉内反应更为激烈的环境所淘汰。这样
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高强度的供氧，可以减少纯供纯时间，实践证明每炉钢可缩短2-3分钟；同时，减少了过度氧气的消耗和浪费，节能降耗，降低吨钢的生产成本。
（二）供氧管路的设计要求及标准
1. 锥度氧枪枪体内氧管设计要求
(1) 锥度氧枪枪体内氧管氧气压力、氧气流速设计要求：氧枪的供氧管路应该保证氧气在管路中的流动速度不能过大，因为压力损失大致与速度的平方成正比。一般氧气在管路内的流动速度大约为马赫数Ma=0.1-0.2之间。氧气在管路中的速度过大不单是压力损失大，而且容易发生由于有颗粒物的摩擦引起爆炸。因此，在保证供氧充足的条件下，按国家规定氧气管道流速应＜60M/S。
氧枪枪体内氧管的氧气压力一般在控制在0.8-1.0MP，氧气流速尽量低于55m/s，在此条件下选取合适的氧枪枪体内氧管，以便氧枪使用时符合安全要求。
(2) 锥度氧枪枪体内氧管材质设计要求：氧枪枪体内氧管材质主导选取国标20号低碳钢无缝钢管，此种钢管可承载氧枪氧气压力，满足氧枪的供氧能力和要求。
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2. 锥度氧枪枪体内氧管型号选取标准
目前转炉炼钢锥度氧枪主要应用在大中型转炉，因此我们对100T以上不同公称吨位的转炉所应用到的锥度氧枪，对应的氧流量、氧流速、内氧管的选取规标准下：
3. 氧枪枪体氧弯管型号选取标准及材质要求
氧枪枪体氧弯管型号选取一般等同与氧枪内氧管的尺寸。
材质要求：1Cr18Ni9Ti （不锈钢）
因为供氧管路氧弯管暴露在空气中，并且周围存有高温，煤气，粉尘等其工作环境恶劣，所以在材质选取上我们采用不锈钢，确保整体氧枪的使用安全。
（三）供水管路的设计要求及标准
1. 锥度氧枪枪体供水管路的设计要求
(1) 锥度氧枪枪体内水压力、水流量、水流速及进出水温差的
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设计要求：高温冷却必须考虑水流速度，水层厚度，和水温、水流量。水流量取决于枪体的总换热量，水层厚度和水流速度取决于受热负荷。三者最为重要的是水流速选择，过高会增加压头损失，增加能耗，过低则不能满足冷却要求。
水流在氧枪内的走行，先经内环管到达喷头上部汇水室，然后经入水口进入端底并外环管排至体外。各部水速的安排必须恰当合理，既保证关键部位的冷却，又要不使整个系统阻力损失过大。早期氧枪设计的水流速度分配不合理，进出水速度偏高，不应该在本来受热负荷不高的侧壁地区增设加速段，自多空喷头问世后，虽然在中心水冷这点上有所突破，但对导向分水板中心入口处和端底底缝的水流速缺乏分析和研究，而使喷头中心端面热裂和熔蚀仍为制约喷头寿命的薄弱环节。
注：喷头中心端面热裂和熔蚀也可能与喷头在铸造过程中出现疏松、气孔等缺陷而造成，此时应与氧枪的水流量问题区分处理。
我们崇盛公司经过多年的研究表明，氧枪枪体的进水内环和出水外环水流速度可以相对减小，而导向分水板水流入口处和端底底缝水速必须适当提高，也即要把有限的阻降尽可能耗在受热负荷最高的端底部位。
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e.枪体冷却水温度控制：
进水温度：15℃-20℃（一般为环境温度，或者根据循环水的
冷却效果）。
出水温度：一般控制在50℃以内（如有地区差异，或者循环
水的冷却效果差例外），如果出水温度偏高，则枪
体喷头部位循环冷却水有可能被气化，并且出水
温度过高，水质不良，易在枪体喷头内部结垢而
影响枪体的冷却效果。
进出水温差：应控制在27℃以内，通过多年的经验表明在此
温差范围内表明氧枪的水的冷却效果可满足使用
要求，在安全范围之内。
f.枪体单位工作表面热交换量：根据现场实测资料，在转炉
正常吹炼条件下，吹氧管单位工作表面单位时间内的热交
换量为0.23X108大卡/米2时左右。（为整个受热枪体部位的
平均值）
g.冷却水流量Q水的计算：
Q水=1.08×D外×L热×60
D外为枪身外径 L热为枪身受热长度
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h.枪体冷却水流速度的控制：从减少水压损失和加快氧枪枪
体冷热交换考虑，出水速度高于进水速度，则其速度可为：
进水速度4 m/s，出水速度5 m/s
也可：进水速度5 m/s，出水速度6 m/s
2. 锥度氧枪枪体锥度外管、中管和内管的选取配合标准
（见表一）
通过炉型和现场实践经验汇总枪身在冶炼时的受热长度如下：
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山东崇盛冶金氧枪有限公司地址：山东省潍坊市高新技术开发区东方路北段杰兴二街
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（表一）
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。
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
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
炼钢生产安全技术 集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-
炼钢生产安全技术1．炼钢安全生产的主要特点 铁水中含有C、S、P等杂质，影响铁的强度和脆性等，需要对铁水进行再冶炼，以去除上述杂质，并加入Si、Mn等，调整其成分。对铁水进行重新冶炼以调整其成分的过程叫作炼钢。 炼钢的主要原料是含炭较高的铁水或生铁以及废钢铁。为了去除铁水中的杂质，还需要向铁水中加入氧化剂、脱氧剂和造渣材料，以及铁合金等材料，以调整钢的成分。含炭较高的铁水或生铁加入炼钢炉以后，经过供氧吹炼、加矿石、脱炭等工序，将铁水中的杂质氧化除去，最后加入合金，进行合金化，便得到钢水。炼钢炉有平炉、转炉和电炉3 种，平炉炼钢法因能耗高、作业环境差已逐步淘汰。转炉和平炉炼钢是先将铁水装入混铁炉预热，将废钢加入转炉或平炉内，然后将混铁炉内的高温铁水用混铁车兑入转炉或平炉，进行融化与提温，当温度合适后，进入氧化期。电炉炼钢是在电炉炉钢内全部加入冷废钢，经过长时间的熔化与提温，再进入氧化期。 (1)融化过程。铁水及废钢中含有C、Mn、Si、P、S等杂质，在低温融化过程中，C、Si、P、S被氧化，即使单质态的杂质变为化合态的杂质，以利于后期进一步去除杂质。氧来源于炉料中的铁锈(成分为
Fe2O3·2H2O)、氧化铁皮、加入的铁矿石以及空气中的氧和吹氧。各种杂质的氧化过程是在炉渣与钢液的界面之间进行的。 (2)氧化过程。氧化过程是在高温下进行的脱炭、去磷、去气、去杂质反应。 (3)脱氧、脱硫与出钢。氧化末期，钢中含有大量过剩的氧，通过向钢液中加入块状或粉状铁合金或多元素合金来去除钢液中过剩的氧，产生的有害气体CO随炉气排出，产生的炉渣可进一步脱硫，即在最后的出钢过程中，渣、钢强烈混合冲洗，增加脱硫反应。 (4)炉外精炼。从炼钢炉中冶炼出来的钢水含有少量的气体及杂质，一般是将钢水注入精炼包中，进行吹氩、脱气、钢包精炼等工序，得到较纯净的钢质。 (5)浇注。从炼钢炉或精炼炉中出来的纯净的钢水，当其温度合适、化学成分调整合适以后，即可出钢。钢水经过钢水包脱入钢锭模或连续铸钢机内，即得到钢锭或连铸坯。 浇注分为模铸和连铸两种方式。模铸又分为上铸法和下铸法两种。上铸法是将钢水从钢水包通过铸模的上口直接注入模内形成钢锭。下注法是将钢水包中的钢水浇人中注管、流钢砖，钢水从钢锭模的下口进人模
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
P型移液枪操作规程 操作步骤 依移液枪的型号选择一支合适的吸嘴安放在移液枪套筒上。使用P5000及P10ML时，装吸嘴前必须 在套筒上加插一过虑芯。稍加扭转地压紧吸嘴使之与套筒间无空气间隙。 当装上一个新吸嘴（或改变吸取的容量值）时应预洗吸嘴，先吸入一次液样并将之排回原容器中。把按钮压至第一停点。 垂直握持移液枪，使吸嘴浸入液样中，浸入液体深度视型号而定： 缓慢、平稳地松开按钮，吸上液样。 等一秒钟，然后将吸嘴提离液面。用药用吸纸抹去吸嘴外面可能附着的液滴。小心勿触及吸嘴口。将吸嘴口贴到容器内壁并保持10° -40°倾斜。 平稳地把按钮压到第一停点。等一秒钟后再把按钮压至第二停点以排出剩余液体。 压住按钮，同时提起移液枪，使吸嘴贴容器壁擦过。 10、松开按钮。 11、按吸嘴弹射器除去吸嘴。（只有改用不同液体时才需要换吸嘴。） 12、依上进行下次移液。 13、移液完成清洁仪器和工作台，填写使用记录。 注意事项 对于密度低于水的液体，可将容量计的读数调到低于所需值来进行补偿。对于密度高于水的液体，可将容量计的读数调到高于所需值来进行补偿。排放致密或粘稠液体时，宜在第一停点多等一两秒钟再压到第二停点。 操作时要慢和稳。 吸嘴浸入液体深度要合适，吸液过程尽量保持不变。 改吸不同液体、样品或试剂前要换新吸嘴。 发现吸嘴内有残液时必须更换。 新吸嘴使用前应先预洗。 为防止液体进入移液枪套筒内。 ――压放按钮时保持平稳。 ――移液枪不得倒转。 吸嘴中有液体时不可将移液枪平放。 ――P5000及P10ML移液枪一定要加过虑芯。 切勿用油脂等润滑活塞或密封圈。 不可把容量计读数调超其适用范围。 液体温度与室温有异时，将吸嘴预洗多次再用。 移液温度不得超过70 °Co 使用了酸或有腐蚀蒸气的溶液后，最好拆下套筒，用蒸馏水清洗活塞及密封圈。 发现套筒内有液体时要清洁，待完全干燥后重新组装。发现P5000及P10ML虑芯变湿必须更换 发现吸液时有气泡：将液体排回原容器。检查吸嘴浸入液体是否合适。更慢地吸入液体。如仍有气 泡应更换吸嘴。
3 喷管尺寸计算及模型建立 在数值模拟中要对氧枪射流流动状况进行计算，首先要生成相关计算区域的网格。这需要先对所研究内容的进行几何建模，即将描述氧枪射流的几何尺寸信息用软件绘制出来，然后将这些几何信息传递到网格生成软件中生成所需要的计算网格。几何建模是根据网格生成软件的需要而进行，即给出的数据格式要符合网格生成软件的需要。 3．1氧枪喷头设计 （2）选取喷孔出口马赫数 Ma 选取2.01。 （3）理论设计氧压 理论氧压应根据查等熵表来确定。查等熵流表，当Ma=2.01， p/o p =0.12583，p=0.101325Mpa ，则，o p = 61012583.0101325.0?=0. 79284?610Pa （4）计算喉口直径 令D C =0.93，o T =273+27=300K ，o p =0. 79284MPa ，由公式 ：o o D T A p C 782.1喉实=Q ?1.782?0.93?300108 0.414.362??d 得：d 喉=20mm （5）计算出口直径 依据Ma=2.01，查等熵流表得喉A A /=1.7017 出d =（21A A ）喉喉d =21 7017.1?35=26mm （6）收缩段长度： 收L =1.2?喉d =24mm （7）理论的气体膨胀角为4~8度，扩张段的张角理应也设计成4~8度。小扩张角具有控制膨胀作用，因而出口流股会有轻微膨胀，氧流贴近孔壁流动会出现层流，从而加重射流表面与炉氧混合，有利于提高热效率。大扩张角控制膨胀作用小，扩张段短，受孔壁粗糙度影响小，有利于减小氧射流的能量损失，提高作用熔池贯穿力，应取较大的张角，半角定为5度。
冶金安全生产技术模拟试题及参考答案 集团公司文件内部编码：（TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-
冶金安全生产技术模拟试题及参考答案 1.带煤气作业下列工具不能使用是 A.钢质工具 B.铝青铜合金工具 C.铁质工具 D.木质工具 2.当1千克水完全变成蒸汽后，其体积要增大约 A.1500倍 B.1200倍 C.600倍 D.1000倍 3.对煤气实行分级管理根据一氧化碳的含量将煤气作业区分为 A.三类 B.四类 C.五类 D.六类 4.出渣时为了防止冲渣沟堵塞，渣沟坡度应大于 B.6% 5.供给作业人员0.2%的食盐水，并给他们补充维生素
A.B2和C B.A和C C.Bl和C D.C和D 6.炼铁厂煤气中毒事故危害最为严重，死亡人员多，多发生在 A.顶炉装料系统 B.氧枪系统 C.炉前和检修作业中 D.高炉煤粉喷吹系统 7.高炉煤粉喷吹系统中煤粉流速必须大于 A.l2m/s B.l6m/s C.l8m/s D.20m/s 8.带煤气作业时，禁止一切火源的范围是 A.50m B.40m C.70m D.60m 9.引起氧枪喷孔堵塞，造成高温熔池产生的燃气倒灌回火的是 A.氧枪中氧气的压力过低 B.氧枪内积水汽化 C.氧枪冷却系统回水不畅 D.氧枪中氧气的压力过高
10.钢坯中厚板的原料的堆放堆放时垛高不能超过 A.4米 C.5米 11.铁、钢、渣液的温度很高，热辐射很强，又易于喷溅，加上设备及环境的温度很高，极易发生事故类型为 A.爆炸 B.煤气中毒 C.机具伤害 D.灼伤 12.可燃液体贮槽下设防火堤，防火堤内的容积不得小于贮槽地上部分总贮量的A.1/2 B.1/3 C.3/5 D.2/3 13.对可能泄漏或产生含油废水的生产装置周围应设 A.水封井 B.隔油池 C.围堰 D.安全阀 14.一般停产检修的煤气设备内空气中的氧含量至少应大于 B.15% C.30% D.25% 15.高炉生产检修进入容器作业时，应首先检查空气中那种气体的浓度
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
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
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：
收稿日期:2006-11-21 田宏文(1966~ ),工程师;114001 辽宁省鞍山市。 转炉氧枪系统的自动化控制 田宏文 (鞍钢集团自动化公司) 摘 要 在转炉炼钢生产过程中,氧枪系统的控制是非常重要的环节,它直接影响着转炉炼钢生产的安全、高效及钢水质量。本文主要介绍转炉氧枪系统的自动控制过程,叙述了氧枪系统各部分的功能及控制方式。关键词 自动控制 转炉 氧枪 The lance syste m auto m ation control in converter T ian H ongwen (Auto m ati o n Corporati o n An Stee lGroup) Abstract The autom ati on control o f the l ance syste m is v ery i m portant i n converter steel making process . It directl y a ffects the safe t y and t he effi c iency and mo lten stee l quality of t he converter stee-l m ak i ng process .T he arti c le i ntroduced the autom ati on contro l process o f the l ance syste m,recounted the functi on and contro lw ay of the lance syste m.K eyword s autom ati on contro l converter lance 1 引言 在大中型钢铁企业中,转炉炼钢生产已逐步取代原有的平炉炼钢等老式炼钢生产工艺。转炉的电控系统直接控制着炉体倾动及氧枪升降等重 要工艺步骤,本文重点介绍转炉氧枪系统的自动控制过程。2 转炉氧枪系统 转炉氧枪系统包括:氧枪的供氧、供水、氧枪氮气、氧枪位置控制和主备枪换枪的横移控制。2 1 转炉氧枪水系统 转炉吹炼过程中,氧枪要下降到环境恶劣的转炉内,它不仅受到钢水、炉气和炉渣的高温辐射作用,还要经受钢液和炉渣对氧枪的冲刷和粘结,所以氧枪必须通过高压循环冷却水进行冷却。 由于氧枪长时间工作,枪头部位会受到不同 程度的侵蚀,时常发生冷却水泄漏流到炉内的现象。小流量渗漏瞬间汽化掉,对安全生产不构成威胁,但大流量泄漏时,大量冷却水遇到高温,变成过热蒸汽,受炉内空间限制,高温蒸汽产生巨大的冲击力,对炉衬、炉体造成不同程度的损坏。这就需要控制系统具有有效的漏水检测和安全联锁控制。因此,氧枪水系统监控程序应具有如下功能: (1)氧枪漏水自动监测,轻度漏水预警提示。(2)结合转炉炼钢生产工艺,氧枪漏水重度报警时将氧枪提到氮封口以上,同时关闭工作枪进水阀门,延时3秒再关出水阀门;为杜绝因氧枪漏水、摇炉发生转炉爆炸事故,在重度漏水提枪的瞬间切断转炉倾动零位控制回路。氧枪供水系统程序能对氧枪冷却水进水压力、流量,出水压力、流量,进水温度,进出水流量差进行检测、显示、报警。 (3)氧枪冷却水进水、回水压力检测,低于报警设定值时,报警显示、氧枪自动提到等候点。(4)氧枪冷却水进水流量检测,低于报警设定值时,报警显示、氧枪自动提到等候点。 58 冶 金 能 源 ENERGY FOR M ETALLURG I C AL I NDUSTRY Vo l 26 N o 3 M ay 2007
移液枪操作规程 操作步骤 1、依移液枪的型号选择一支合适的吸嘴安放在移液枪套筒上。 2、当装上一个新吸嘴（或改变吸取的容量值）时应预洗吸嘴，先吸入一次液样并将之排回原容器中。 3、把按钮压至第一停点。 4、垂直握持移液枪，使吸嘴浸入液样中，浸入液体深度视型号 5、缓慢、平稳地松开按钮，吸上液样。 6、等一秒钟，然后将吸嘴提离液面。用药用吸纸抹去吸嘴外面可能附着的液滴。小心勿触及吸嘴口。 7、将吸嘴口贴到容器内壁并保持10°-30°倾斜。 8、平稳地把按钮压到第一停点。等一秒钟后再把按钮压至第二停点以排出剩余液体。 9、压住按钮，同时提起移液枪，使吸嘴贴容器壁擦过。 10、松开按钮。 11、按吸嘴弹射器除去吸嘴。（只有改用不同液体时才需要换吸嘴。） 12、依上进行下次移液。 13、移液完成清洁仪器和工作台，填写使用记录。注意事项 （1）对于密度低于水的液体，可将容量计的读数调到低于所需值来进行补偿。对于密度高于水的液体，可将容量计的读数调到高于所需值来进行补偿。排放致密或粘稠液体时，宜在第一停点多等一两秒钟再压到第二停点。 （2）操作时要慢和稳。 （3）吸嘴浸入液体深度要合适，吸液过程尽量保持不变。 （4）改吸不同液体、样品或试剂前要换新吸嘴。 （5）发现吸嘴内有残液时必须更换。 （6）新吸嘴使用前应先预洗。 （7）为防止液体进入移液枪套筒内。 ——压放按钮时保持平稳。 ——移液枪不得倒转。 ——吸嘴中有液体时不可将移液枪平放。 （8）切勿用油脂等润滑活塞或密封圈。 （9）不可把容量计读数调超其适用范围。 （10）液体温度与室温有异时，将吸嘴预洗多次再用。 （11）移液温度不得超过70℃。 （12）使用了酸或有腐蚀蒸气的溶液后，最好拆下套筒，用蒸馏水清洗活塞及密封圈。 （13）发现套筒内有液体时要清洁，待完全干燥后重新组装。 发现吸液时有气
xxx氧枪喷头设计方案 一、工况参数： 1、转炉公称容量：120吨 2、氧流量：24610m3/hr 3、供氧压力：0.8 MPa～0.85MPa 二、喷头参数设计 2.1马赫数的选择 过高的马赫数反应激烈，操作难度大；而马赫数过小，则输氧管线的氧压没有被充分利用，也是不经济的。 综合考虑：取M=2.0。 2.2计算工况氧压Po 查等熵流表，当M=2.0时，P出/Po=0.1278，由于炉膛压力近似于大气压力，所以P出=0.102MPa，则Po=0.8Mpa （8.14Kg/cm2）。 建议氧压在0.8Mp a～0.85 Mp a 2.3计算氧流量Q 根据实际情况，设定Q=25278m3/hr 2.4计算喉口直径D喉 由氧流量公式 Q=64.3236×Po×A喉 A喉——喉口截面积得出：D喉=39.3mm 2.5 计算出口直径D出 根据M=2.0，查等熵流表，得A出/A喉=1.688 A出——出口截面积得出：D出=51.1 mm 2.6 计算扩张段长度L 理论的气体膨胀角为4~8度，扩张段的张角理应也设计成4~8度。小扩张
角具有控制膨胀作用，因而出口流股会有轻微膨胀，氧流贴近孔壁流动会出现层流，从而加重射流表面与炉氧混合，有利于提高热效率。大扩张角控制膨胀作用小，扩张段短，受孔壁粗糙度影响小，有利于减小氧射流的能量损失，提高作用熔池贯穿力，考虑喷头的穿透能力，应取较大的张角，定为3.5度。 则L=（51.1-39.3）/2×tg3.5°=96mm 取L=100mm 2.7 确定孔倾角α 喷孔倾角应满足射流不交汇的要求，也要保证射流不能冲刷炉壁，根据全国其它钢厂的使用经验，对于Φ273四孔喷头，这里取孔倾角a=12o。 2.8四孔分布圆直径D孔 为减轻喷孔出口氧射流互相掺混，减小氧射流作用熔池叠加冲击，要求增大端底氧孔分布圆直径与出口直径之比，一般在2~4之间，所以D孔=150mm 2.9 操作枪位H（暂定）操作基本枪位：H=35×D出 基本枪位：1787mm 最高枪位：2042mm 最低枪位：1533mm 此枪位仅做参考，具体应以实践为准。 2.10设计枪位下冲击深度 由佛林公式h=3.4×P0×D喉/H0.5—0.0381 此公式对单孔喷头适用，对于四孔喷头取修正系数0.9 得冲击深度：h=685mm 注：冲击深度为熔池深度的40%～60%为正常。 Xxx
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
260吨转炉氧枪系统检修方案 一、工程概况： 1.1 设备基本结构组成 氧枪系统基本构成有氧枪升降小车、氧枪横移小车、氧枪固定轨道、氧枪本体、氧枪事故提升、氧枪氮气、氧气及冷却水系统组成。 1.2 设备基本参数 1.2.1 氧枪本体参数 1、锥形氧枪外径：直段402 mm，最大直径630mm 2、氧枪长度：～25000mm 3、氧枪喷嘴型式： 5 孔拉瓦尔 4、吹炼氧气压力： 1.2~1.6MPa 5、冷却水流量： 350m3/h 6、冷却水压力： 1.0～1.2MPa 7、冷却水入口温度： 35℃ 8、氧枪喷头设计平均寿命： 400 次 氧枪本体材质： 1、外层钢管材质 20g 无缝钢管 2、中层钢管材质 20g 无缝钢管 3、内层钢管材质不锈钢钢管 4、喷嘴脱氧铜 1.2.2 氧枪升降及横移装置的主要参数 形式迅速交换、壁行式 提升负荷：～25t 升降速度：高速40m/min 低速4m/min 停位精确度：± 10 mm 升降行程：20000mm 驱动电机：200kW（交流变频） 钢丝绳张力传感器用于钢丝绳松弛检测和张力检测
型号：530-20t 最小分度数： 1.7kg 数量 4 个 制动器YWB630-3000-6300HR、WL 1.3 设备功能 一座转炉设两根氧枪，两根氧枪分别安装在各自的升降、横移装置上，互为备用，从操作位置到备用位置的更换用电动横移装置来进行。既容易又迅速，实现氧枪迅速而准确的更换。维护和检修不间断生产。另外，氧枪固定在升降小车上到达规定的为后由位置控制编码器和行程开关通过其横移装自动控制置。氧气在阀门站经压力和流量调节后供给氧枪。两根氧枪共用一套氧气供应系统，通过快速切断阀门进行切换。供氧系统最大氧气流量60480Nm3/h。 1.4 设备检修缺陷 1、氧枪升降小车固定轨道各支撑焊缝检查加固。 2、氧枪升降小车下线检查供氧供水波纹补偿器，升降小车导轮轴承检查并润滑。升降小车滑轮检查并润滑。 3、钢丝绳检查更换。 图1 氧枪升降横移示意图
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
氧枪设计 原始条件 铁水成分（%） C Si Mn P S 4.2 0.50 0.30 0.13 0.03 冶炼钢种 以低碳钢为主，多数钢种C≤0.10%。 转炉新炉子参数 内径5.05 m，有效高度8.72m，炉容比0.95m3/t。 供氧制度 根据铁水成分和所炼钢种进行物料平衡计算，取每顿钢铁料耗氧量为50.21 m3；依国内中型转炉目前所达到的供氧强度和冶炼技术水平，吹氧时间取18min。输氧管测压点氧气最高压力为1018MPa，氧气平均温度17℃。 氧枪枪位高度：化渣枪位1.8m，吹炼枪位1.2m。 计算氧气流量 取吨钢耗氧量50.21 m3，吹氧时间18min，则氧流量 qv＝（50.21×150）/18＝418.38 m3/min 选用喷孔参数 选定喷孔出口马赫数M＝2.0，采用五孔喷头，喷头为拉瓦尔型，喷孔夹角为15°。
计算设计工况氧压和喉口直径 查熵流表（见附录），当M＝2.0时，P/P 0＝0.1278，取P＝P 膛 ＝0.099 Mpa 代 入，则设计工况氧压为：P ＝0.099/0.1287＝0.775 Mpa 每孔氧流量：q＝qv/5＝418.381/5＝83.676 m3/min 取C D ＝0.92,T ＝290K, P ＝0.775MPa＝7.9kg/cm2,带入下式，求出喉口直径： q＝17.64C D P A T / T 83.676＝17.64×0.92×7.9A T /290＝17.64×0.96×7.9290×πd2 喉 /4 ∴ d T ＝36.83 mm 确定喷孔出口直径 根据M＝2.0，查等熵流表得：A出/A喉＝1.688，即π/d2出＝1.688×πd2喉/4 则 d 出＝ 1.688d 喉 ＝ 1.688×36.83 ＝47.85 mm 计算扩张段长度 取喷孔喉口的直线段长度为5mm。扩散段的半锥角取4°则扩张段长度L为： L 扩＝（d 出 －d 喉 ）/（2tg4°）＝（47.85－36.83）/0.1385＝78.79 mm 收缩段长度 收缩段的直径以能使整个喷头布置得下五个喷孔为原则，尽可能采取收缩孔大一些。为此，取收缩段进口尺寸d收＝38mm，取收缩段长度L收＝0.8d收＝0.8×38＝30 mm。 确定喷头五喷口中心分布圆直径 喷头端面中央部分可采用平面，取其直径为105mm，然后取成与氧枪轴线的垂直平面夹角为10°的圆锥面。