下载文档原格式
氧枪在转炉炼钢中的作用氧枪在转炉炼钢中起着重要的作用。
下面我将从多个角度来回答这个问题。
首先，氧枪是一种用于向转炉中喷吹氧气的装置。
在转炉炼钢过程中，氧枪通过喷吹高压氧气，能够对炉中的熔融金属进行氧化反应，从而实现炉内金属的脱碳、脱硫和除杂等作用。
这是因为氧气在高温下与熔融金属反应，形成氧化物，将其中的杂质元素氧化为气体或氧化物，使其从炉中排出，从而提高钢的纯度和质量。
其次，氧枪还可以通过调节喷吹氧气的速度和角度，控制转炉内的燃烧过程。
喷吹氧气可以增加炉内的氧气含量，促进燃烧反应的进行，提高炉温和燃烧效率。
同时，通过调整氧枪的角度，可以改变氧气与熔融金属的接触方式，进一步影响炉内的氧化反应和燃烧过程，从而实现对钢液的温度、成分和气体含量等参数的控制。
此外，氧枪还可以用于搅拌转炉中的钢液。
喷吹氧气可以产生气泡，并通过气泡的上升和破裂，形成强烈的涡流和搅拌作用，促进钢液的混合和传质，加快炉内反应的进行，提高炼钢效率和均质性。
这对于去除钢液中的气体、夹杂物和非金属夹杂物等有害物质，改善钢的内部结构和性能，具有重要的意义。
最后，氧枪还可以用于调整转炉的气氛。
通过喷吹氧气，可以改变炉内的气氛组成，调节氧气和废气的比例，控制炉内的氧分压和气氛氧化性或还原性。
这对于控制炉内反应的平衡、减少金属的损耗和烧损，以及保护转炉衬里和延长设备寿命等方面都具有重要的作用。
综上所述，氧枪在转炉炼钢中的作用是多方面的。
它可以实现金属的脱碳、脱硫和除杂，控制燃烧过程，搅拌钢液，调整气氛等，从而提高炼钢效率和钢的质量。
氧枪工作原理
氧枪工作原理的基本原理是利用氧气的高浓度和高压力瞬间喷射，从而产生高温和高速气流。
它通常由一个氧气源、一个高压氧气管道和一个喷嘴组成。
首先，氧枪通过一根高压氧气管道从氧气源获取高浓度的氧气。
这些氧气被压缩到一定的压力，通常是几十到几百个巴，以便在喷射时能够有足够的压力。
然后，这些高压氧气通过喷嘴被喷射出来。
喷嘴通常具有一个狭窄的出口，通过这个出口将氧气喷射到目标位置。
在喷射过程中，氧气的流速会急剧增加，从而产生高速气流。
当高速气流与空气接触时，会发生剧烈的氧化反应，产生大量的热量。
这种热量可以达到几千摄氏度以上，足以熔化或燃烧目标物体。
因此，氧枪被广泛应用于金属加工、焊接和切割等工业领域。
需要注意的是，在使用氧枪时，必须严格控制氧气的供应和喷射过程，以防止氧气泄漏或不当使用导致安全事故。
此外，由于氧气支持燃烧，使用氧枪时必须注意防火措施，以免引发火灾。
转炉与氧枪冶B051丁玉杰zhuanlu liangang转炉炼钢converter steelmaking一种不需外加热源，主要以液态生铁为原料的炼钢方法。
转炉炼钢法的主要特点是：靠转炉内液态生铁的物理热和生铁内各组分（如碳、锰、硅、磷等）与送入炉内的氧进行化学反应所产生的热量，使金属达到出钢要求的成分和温度。
炉料主要为铁水和造渣料（如石灰、石英、萤石等），为调整温度，可加入废钢以及少量的冷生铁块和矿石等。
转炉按炉衬的耐火材料性质分为碱性（用镁砂或白云石为内衬）和酸性（用硅质材料为内衬）;按气体吹入炉内的部位分为底吹、顶吹和侧吹;按吹炼采用的气体，分为空气转炉和氧气转炉。
酸性转炉不能去除生铁中的硫和磷，须用优质生铁，因而应用范围受到限制。
碱性转炉适于用高磷生铁炼钢，曾在西欧得到较大发展。
空气吹炼的转炉钢，因含氮量高，质量不如平炉钢，且原料有局限性，又不能多配废钢，未能像平炉那样在世界范围内广泛采用。
1952年氧气顶吹转炉问世，逐渐取代空气吹炼的转炉和平炉，现在已经成为世界上主要炼钢方法。
简史 1856年，英国贝塞麦(H.Bessemer)发明了底吹酸性转炉炼钢法，以后被称为贝塞麦转炉炼钢法。
从此开创了大规模炼钢的新时代。
1879年英国托马斯(S.G.Thomas)创造了碱性转炉炼钢法。
造碱性渣除磷,适用于西欧丰富的高磷铁矿的冶炼，一般称托马斯转炉炼钢法。
1891年，法国特罗佩纳(Tropenas)创造了侧面吹风的酸性侧吹转炉炼钢法，曾在铸钢厂得到应用。
用氧气代替空气的优越性早被认识，但因未能获得大量廉价的工业纯氧，长期未能实现。
到20世纪40年代，空气分离制氧以工业规模进行生产之后，炼钢大量用氧有了可能。
但是,旧有转炉改用氧气吹炼,炉底风眼烧损很快，甚至使吹炼无法进行。
1948年杜雷尔(R.Durrer)在瑞士采用水冷氧枪垂直插入炉内吹炼铁水获得成功，1952年奥地利林茨(Linz)和多纳维茨 (Donawiz)钢厂建立30吨氧气顶吹转炉车间。
真空氩氧炉氧枪及辅助能源系统介绍
一、真空氩氧炉氧枪
1.喷嘴：喷嘴是氧枪的核心部件，由高温耐磨材料制成，能够抵抗高
温和高速气流的冲击。
喷嘴内部设置有多个喷孔，通过调整喷孔的数量和
尺寸，可以控制氧气的流量和喷射速度。
2.氧气输送管路：氧气输送管路将氧气从外部供气系统输送到氧枪中，通常采用不锈钢管道，具有良好的耐高温和耐腐蚀性能。
3.控制系统：控制系统用于控制氧气的流量和喷射时间，通常采用电
子控制设备，可以实现自动化操作。
控制系统还可以监测氧枪的工作状态，实时反馈给操作员。
二、辅助能源系统
除了氧枪外，真空氩氧炉还需要辅助能源系统来提供热源，通常包括
电力、燃气和油气锅炉等多种能源。
1.电力系统：电力是最常见的真空氩氧炉热源之一，通过电阻加热器
在炉腔中加热。
电力系统具有调节范围广、加热速度快等优点，但能源利
用率相对较低。
2.燃气系统：燃气是另一种常用的真空氩氧炉热源，通常使用天然气
或液化石油气作为燃料。
燃气系统具有能源利用率高、运行成本低等优点，但需要专门的燃气管道和燃气调节设备。
3.油气锅炉：油气锅炉是一种将燃油或燃气转化为热能的设备，通过
燃烧产生的高温烟气将热能传递给真空氩氧炉。
油气锅炉具有热效率高、
操作简单等优点，但需要专门的锅炉设备和燃烧控制系统。
以上介绍了真空氩氧炉氧枪及辅助能源系统的主要组成部分和特点。
在实际应用中，根据工艺要求和能源供应条件，可以选择适合的氧枪和辅助能源系统，以实现高效的加热和热处理。
30t电弧炉炉门碳氧枪技术协议1、有关电炉主要技术条件：电炉规格：30t电弧炉变压器功率：18000KV A出钢量：38~45t/炉炉壳外径：φ4.6m ，砌砖后炉膛内径：φ3.53m，电极同心圆直径φ1.1m 电极直径：φ450 mm炉门口尺寸：750X550mm熔池深度：715mm。
原料：废钢、生铁、钢屑等。
2、现场设施条件闭路循环水系统压力0.25-0.3MPa供氧系统压力0.8-1 MPa㈢、炉门碳氧枪技术要求：1、炉门碳氧枪系统由水冷喷枪、液压站机械手、供氧系统、液压系统、水冷系统等部分组成。
乙方应根据现场需要实现现场或控制台控制的相互转换。
来实现炉内切割废钢、助熔等功能。
2、功能要求：①双流道超音速水冷氧枪实现高速供氧。
②氧枪大臂可以实现升降，便于根据钢液面的变化而实时调整。
③氧枪枪体可以实现进退，左右摇摆。
④采用旋转接头实现介质源的供给。
⑤碳粉系统提供均匀碳粉射流。
3、控制要求①氧气设流量计量和调节装置。
②氧气设压力稳定和设定装置。
③氧气进行单独控制。
④采用有线遥控控制炉门氧枪及开关氧气。
⑤对冷却水系统进行压力，温度监控。
⑥对液压站系统进行压力监控。
⑦碳粉系统的流速监控和调节。
⑧PLC实现自动化控制。
⑨设备需具有故障（碳氧枪喷嘴堵塞，循环水路故障等）报警、自动退枪功能。
㈣、碳氧枪系统工艺参数：1、碳氧枪①、碳氧枪采用超音速拉瓦尔喷孔。
碳氧枪孔数：三孔（喷氧孔两个，喷碳孔一个）②、双孔夹角30°，双孔由一路氧气阀站供氧。
③、碳氧枪轴线与喷氧孔轴线夹角35°。
④、喷碳孔轴线与氧枪轴线保持一致。
⑤、枪体总长依现场条件设计确定。
氧气流量Q=2000Nm3/h；工作氧压p=0.8～1.2MPa；马赫数Ｍ＝1.8；氧枪体直径140；氧枪进口压力0.8 MPa；喷枪最小流量为1000Nm3/h，最大为2000 Nm3/h；⑥、枪冷却水用量约50 m3/h；⑦、枪体结构材质：枪体为多层管式结构，内层为1Cr18Ni9Ti无缝钢管；中、外层管为无缝管，材质为20G；喷头材质为纯铜铸造。
Y J0506-现代电弧炉强化用氧技术案例简要说明:依据国家职业标准和冶金技术专业教学要求，归纳提炼出所包含的知识和技能点，弱化与教学目标无关的内容，使之与课程学习目标.学习内容一致，成为一个承载了教学目标所要求知识和技能的教学案例。
该案例是现代电弧炉强化用氧新技术案例，体现了吹氧脱碳、吹氧助熔、泡沫渣等知识点和岗位技能，与本专业电弧炉炼钢生产课程偏心底岀钢电弧炉冶炼建筑用钢单元的教学目标相对应。
现代电弧炉强化用氧技术1.背景介绍鉴于电弧炉短流程生产工艺能够充分消化社会废钢、对炉料适用性强，设备简单，热效率高等优点，工业化国家的电弧炉炼钢技术在过去得到了长足的进步。
现代电弧炉炼钢工艺的发展都是圉绕着缩短冶炼周期和降低电耗进行的,基木思路是充分利用冶炼过程的物理热和化学热。
为此，电弧炉炼钢的热装铁水比不断增加，冶炼用氧星也随之大幅度提高。
2.主要内容2.1.电弧炉强化用氧的目的、意义、优势强化用氧技术的发展和应用对电弧炉炼钢经济指标的改善起到了重要的作用，改善了熔池搅拌效果，促进冶金反应的进行，使电弧炉冶炼周期缩短了60%,电耗降低30%,电极消耗减少60%,氧气产生的化学能在电弧炉能暈输入中的比例达到20%~30%,特别是电弧炉采用热装铁水后，化学能的比例可以达到总能量的40%以上，相当于电弧炉增加了近一倍的能量输入，大量输入氧气己成为现代电弧炉炼钢工艺的一个重要特点。
电弧炉引入大量氧气的同时也带来一些问题，如：金属收得率下降、电弧炉导电横臂等设备氧化严重等，有些钢厂未能根据木厂的生产条件制定合理的炼钢用氧制度，供氧规程不合理，技术经济指标差；有的电炉钢厂仅熔池吹氧的耗氧a就达到60m*t,氧气的利用率低，造成不必要的经济损失；有些钢厂供氧设备落后，氧枪龄短，操作不合理，造成安全用氧情况差等。
2.2.电弧炉强化用氧的发展情况早在第一次世界大战期间，氧气就开始用于电弧炉脱碳，只是由于当时氧气供应短缺以及制氧成木很高，所以电弧炉炼钢很少使用氧气。
氧枪在转炉炼钢中的作用
1. 供氧燃烧: 氧枪通过喷吹氧气，与炉内的燃料进行完全燃烧，提供高温的燃烧气体。
燃烧产生的高温气体可以提供炉内足够的热量，以加速炉温升高和炉内合金元素的快速溶解。
2. 气化反应：氧枪喷吹的氧气可以与炉内的碳和硅等元素进行气化反应，产生一些气体，如CO、CO2、SiO2等。
这些气体
起到了溶解掉杂质和非金属夹杂物的作用，净化了钢液。
3. 氧吹焰调整：通过调整氧枪的氧气流量和角度，可以改变氧吹焰的形状和温度，从而对钢液的温度和成分进行调整。
通过增加或减少氧气流量，可以调节钢液的炉温，达到炼钢工艺的要求。
4. 氧蒸汽喷射：氧枪在喷吹氧气的同时，还可以喷射水蒸汽或稀释气体，以控制炉内的氧气浓度，调整转炉中的氧气极化反应速率，使得整个炼钢过程更加稳定。
电炉氧枪及供氧技术知识
2007-11-28 16:13
1．电炉用氧的重要性有哪些?
化学反应热在电炉能量输入中占了相当大的比例，达到20％—30％；特别是电炉使用铁水后，
化学热的比例达到40％—50％，这是现代电弧炉炼钢工艺的一个特点；用氧技术是现代高新技
术的集中体现，供电与供氧的结合是电炉提高生产节奏及节能降耗的重要手段。
2．在吹氧条件下，熔池中各元素氧化1k8时所产生的理论热值是多少?
在吹氧条件下，熔池中各元素被氧化1kg时所产生的理论热值见下表：
元素 产物 反应热 相对成本①（参考
值）
kJ/kg Kw·h/kg
Al Al2O3 30.995 8.61 3.7
Si SiO2 32.157 8.93 3.2
Mn MnO 6.992 1.94 6.0
Fe FeO 4.775 1.33 1.8
C CO 9.159 2.54 0.5～0.6
C CO2 32.761 9.10 0.3～0.6
①假设每kw·h的电价为1。
3．什么是电炉炉门枪机械装置?
电炉炼钢吹氧是强化电炉冶炼的重要手段之一。利用钢管插入熔池吹氧是最常使用的方法。
为了充分利用炉内化学能，近年来吨钢用氧量逐渐增加；同时，考虑到人工吹氧的劳动条件差、
不安全、吹氧效率不稳定等因素，开发出电炉炉门枪机械装置。如德国BSE公司研制的自耗式氧
枪装置及德国Fuchs、美国Berry、美国燃烧公司等开发的水冷式氧枪装置。
由于自耗式氧枪消耗大量吹氧管，新建的电炉已较少安装。炉门枪装置的作用是吹氧助熔和
精炼及向熔池吹碳粉造泡沫渣。
综合电炉炉门枪的使用效果为：提高吹氧效率，缩短冶炼时间5—15min；节省吹氧管80％～
90％，吨钢降低成本15—30元；改善了工人的劳动条件，代替人工吹氧90％。
4．电炉炉门枪装置有哪些组成部分?
炉门枪由炉门水冷氧枪和炉门枪组成；机械系统由大臂回转、枪体回转、枪体摆动及升降系
统组成；炉门枪装置上配置的氧枪，在熔化期可助熔，氧化期可脱碳精炼。炉门枪装置配置碳枪，
主要用于造泡沫渣。
5．什么是自耗式电炉炉门碳氧枪?
目前电炉炉门枪基本采用水冷设计。由于水冷氧枪也存在某些缺点，巴登钢铁公司研究应用
了自耗式炉门枪，具有喷吹石灰及喷吹炭粉造泡沫渣的功能。
与水冷氧枪相比，它的优点是操作安全系数大，喷吹角度大，可直接切割废钢。缺点是吹氧
管成本高，不能连续吹氧。
6．什么是氧燃助熔技术?
随着国内外电炉炼钢向大型化、超高功率方向发展，大型电炉、超高功率电炉厂家为提高生
产效率、降低电耗，研究了多种冶炼方式，并采用了不同的强化冶炼工艺技术和装备。电炉冶炼
电耗的高低在很大程度上取决于熔化期的时间，即取决于废钢熔化的快慢。电炉炼钢在钢铁料熔
化过程中的热工特点使炉内存在3个冷区，尤其是在采用高功率、超高功率供电后，冷区的影响
尤为突出。资料统计表明，熔化期电耗占整个冶炼周期电耗的70％。为此国内外普遍引入辅助
能源助熔技术来消除3个冷区，缩短冶炼时间，达到提高电炉生产效率、降低冶炼电耗的目的。
据报道，80年代，欧洲有50％的电弧炉、日本有80％的电弧炉采用氧—燃助熔辅助炼钢。进入
90年代，国外新投产的大型电炉几乎100％采用了此项技术，采用的燃料一般是天然气和轻柴油。
国内80年代开发了以煤代油助熔技术，在30t以下电炉上取得了明显的使用效果。由于受煤发
热值低的影响，此项技术不适用于大型电炉，特别是高功率和超高功率电炉高效率、快节奏的要
求。因此，目前国内主要采用油或燃气作为助熔燃料进行喷吹。
7．氧燃助熔燃料有哪些?
烧嘴所用燃料有固体、液体和气体3类。液体燃料中目前较倾向于使用轻柴油，因其使用方
便、清洁，设备维护容易，是首选的辅助燃料。气体燃料主要是天然气，我国目前资源有限，使
用较少；而煤气等气体燃料因热值较低、废气量也很大，没有使用。我国曾结合资源条件开发了
固体燃料的煤氧技术，但喷吹的热效率较低，投资较大，且其中粉煤的制备、存贮、运输以及燃
烧产物中的硫和灰分残渣的去除和分离等较为繁琐。
8．烧嘴的效率取决于哪些因素?
电炉是通过电极起弧产生热量炼钢，钢铁料从电极中心向四周慢慢熔化，热损耗较大，熔炼
时间较长。氧燃枪亦称氧燃烧嘴，布置在电炉冷区的炉壁上，依靠烧嘴与电弧供电的合理匹配，
实现废钢均衡熔化。烧嘴使用效率取决于：
(1)废钢温度和受热面积，若熔化初期废钢温度高，受热面积大，则烧嘴效率可达80％；
(2)在不同阶段确定合适的氧油比例，在废钢接近熔清时，烧嘴油量应减少。烧嘴所用燃料除
油外，还有天然气或煤粉。也有将氧燃烧嘴用在烟道处预热废钢的，但应注意环保。
9．什么是电炉集束射流氧枪?
集束射流(CoherentJet)氧枪技术是一种新型的氧气喷吹技术，能够解决传统超音速氧枪喷射
距离短、冲击力小、氧气利用率低的缺点，主要是利用介质燃烧形成的封套保护主氧气流。集束
射流氧枪的出口马赫数可以达到2.0左右，技术状态的射流距离能够达到1.2～2.1m，可直接安
装在炉壁，实现助熔脱碳等功能。
10．集束射流氧枪应用于电炉的主要收益体现在哪些方面?
集束射流氧枪应用于电炉的主要收益体现于：
(1)具有吹氧、燃烧和二次燃烧等多种功能，并实现集中自动控制，从而减少了各系统分别设
置的设施成本和分别操作的过程成本。
(2)由于燃烧功能的设置，可以事先预热熔化废钢，从而降低电能消耗(吨钢至少20kW·h)。
(3)由于具有较强的冲击、搅拌能力，氧气和喷人炭粉的利用率提高，从而降低了氧气和炭粉
的消耗量。
(4)由于二次燃烧功能的设置，充分利用炉内CO燃烧提高炉温，进而降低能源消耗。
(5)由于减少喷溅，渣中铁含量的降低，金属收得率提高并降低炉体的维护成本。
11．如何控制集束氧枪的操作?
集束氧枪对废钢的切割熔化更加迅速，能够将氧气更加有效地吹入熔池中，大大提高氧气的
利用率。首先打开副氧系统，延迟一定时间打开压缩空气系统，然后再延迟一定时间后打开燃油
(或燃气)系统，同时进行主氧气的供给。关闭时，应首先关闭燃油和主氧气，然后顺序关闭压缩
空气和副氧气。自动报警处理，防止油压超过压缩空气压力造成严重安全事故。
12．二次燃烧的冶金原理如何?
二次燃烧可分为下述进行：
2[C]+{O2}=2{CO}
其中，C来自炭粉、燃料、生铁或钢液，02来自氧气、空气、渣或钢液中。
2[C]+{O2}=2{CO}
其中，理论上来自前述的二次燃烧专用氧源，但在实际情况中并没有严格的来源限制，两者
是同时进行的。
13．什么是二次燃烧率?
评价反应进行程度的指标称为二次燃烧率，用下式表示：
PCR=%CO2/ （%CO+%CO2）×100％ (4．3)
式中，PCR是二次燃烧率；％CO和％CO2分别为燃烧产物中CO和CO2的体积百分数。
14．什么是EBT氧枪?
现代电弧炉为了实现无渣出钢，均采用了偏心炉底出钢(EBT)技术。这样不仅减少了出钢过程
的下渣量，而且缩短了冶炼周期、减小了出钢温降等。但同时也使得EBT区成为UHP—EAF的冷
区之一，造成该区的废钢熔化速度较慢，熔池成分与中心区域有较大差别等。
为了解决EBT冷区问题，可以在偏心炉侧上方安装EBT氧枪，对该区进行吹氧助熔。EBT氧
枪能促进此区的废钢熔化，并在出现熔池后，提高EBT区的熔池温度，均匀熔池成分，实现CO
的再燃烧。
实际应用中，采用EBT氧枪完全解决了EBT区域的废钢在出钢时还未熔化及造成的出钢口打
不开等问题，同时使出钢时EBT区域的温度及成分与炉门口区域温度及成分的误差仅相差
0．5％～1．0％。
EBT氧枪在设计中需要考虑其冲击力。由于EBT区的熔池浅，EBT氧枪的氧气射流的穿透深度
在设计上不能超过EBT区熔池深度的2／3，同时应避开出钢口区域。考虑到氧气射流的衰减，
采用伸缩式驱动EBT氧枪，根据冶炼的情况调整枪的位置。
