氧枪设计

氧枪设计计算

4 氧枪设计氧枪设计主要内容有：喷头设计、枪身设计。

本设计采用半钢冶炼，为迅速化渣，缩短冶炼周期选择四孔拉瓦尔喷头。

原始数据：① 转炉公称容量120t ，② 炉容比V/T =1.03，③ 熔池直径D=4.81m ，④ 8.45m =内H ，⑤ 熔池深度h=1.30m 。

4.1 喷头设计参数的确定（1）氧气流量计算吹氧时间出钢量每吨钢氧耗量氧气流量⨯==55×120/20.31=324.96 m 3/min（2）喷嘴出口马赫数根据国内推荐，M=1.8~2.1为佳，攀钢目前M 取1.92，本设计取M =2.0。

四孔喷嘴夹角取12°。

（3）设计工况氧压通过查取等熵流表，当M =2.0时，P/P 0=0.1278，炉膛周围压力P 膛=1.27×105Pa 。

则，P 设=Pa 1094.91278.01027.1/55⨯=⨯=O P P P 膛（4）理论设计氧压P/P 0=0.1278，P=0.1015MPa 。

P 0=0.79×106 Pa （5）扩张角β取10°（半锥角取5°）扩张段长度L 可由经验公式求得：扩张段长度/出口直径=1.2~1.5。

（6）喉口直径每孔氧流量：24.814/96.324==q m 3/min由公式0T D874.1T p A C q 设=，令C D =0.90，T 0=300K ，则81.24=1.784×0.9×30041094.952T ⨯⨯⨯d π，d T =3.35×10-2m=3.35cm 。

(7)喷头出口直径：依据M=2.0，查等熵流表 A 出/A 喉＝1.688。

688.135.3/0T ⨯=⨯=A A d d 出=4.35cm(8)扩张段长度扩张段长度L 取决于扩张角β的大小。

LL d d 235.335.42-2tanT -==出βL=5.71cm(9) 收缩段长度根据35.33.23.24.2~2T T ⨯===d d d ）（入=7.705cm收缩角α取45°，则收缩半角为22.5°，则o dd L 5.22tan 2-T 入缩==（7.705-3.35）/(2×0.414)=5.26cm(10)喉口长度为了稳定气流，使收缩段和扩张段加工方便，根据攀钢设计经验，取1.55cm 。

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ABSTRACTABSTRACTIn 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。

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。

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。

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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。

氧枪设计第四章

第四章氧气转炉供氧系统设计4.1供氧系统工艺流程氧气转炉炼钢车间的供氧系统是由制氧机、加压机、中压储气罐、输氧管、控制闸阀、测量仪器、氧枪等主要设备组成。

图9 供氧系统工艺流程图1—制氧机 2—低压储气柜 3—压氧机 4—桶形罐 5—中压储气罐6—氧气站7—输氧总管8—总管氧压测定点9—减压阀10—减压阀后氧压测定点11—氧气流量测定点12—氧气温度测定点13—氧气流量调节阀14—工作氧压测定点 15—低压信号连锁 16—快速切断阀 17—手动切断阀 18—转炉4.2 转炉炼钢车间需氧量计算（1）一座转炉吹炼时的小时耗氧量计算 ① 平均小时耗氧量Q 1（Nm 3/h ）：947438512060T 60GW Q 11=⨯⨯==Nm 3/h （4-1）式中： G —平均炉产钢水量，120t ；W —吨钢耗氧量，50m 3/t ，范围45～55m 3/t ；T 1—平均每炉钢水冶炼时间，38min 。

② 高峰小时耗氧量Q 2（m 3/h ）：22500165012060T 60GW Q 22=⨯⨯==Nm 3/h （4-2）式中：T 2—平均每炉纯吹氧时间，16min 。

（2）车间小时耗氧量① 车间平均小时耗氧量Q 3(m 3/h ）：Q 3=NQ 1=3×9474=28422m 3/h (4-3)式中：N —车间经常吹炼的炉座数。

② 车间高峰小时耗氧量Q 4（m 3/h ）：Q 4=N×Q 2=67500m 3/h （4-4）4.3 制氧机能力的选择对于专供氧气转炉炼钢使用的制氧机的生产能力必须根据转炉车间需氧选择。

制氧机的总容量根据炼钢车间小时平均耗氧（28422 m 3/h ）量确定，通过在制氧机和转炉之间设置储气罐来满足车间高峰用氧量。

在决定制氧机组的能力时，还需考虑制氧机国家标准系列。

目前我国可供氧气转炉车间选用的制氧机系列有：1000 3/m h 、1500 3/m h 、3200 3/m h 、6000 3/m h 、10000 3/m h 、20000 3/m h 、26000 3/m h 、35000 3/m h 等。

氧枪喷头设计

6.23 1.09 0.33 0.51 0.2 0.036 0.038
0
转炉称吨位：120T 110 0.9~1.2 0.8~1.2 平均出钢量T（t）供氧强度I(Nm³ /t.min) 冷却水流量（m³/h） 100 4.27 200 2 0.23 1.688 0.93 最大装入量G（t）氧气流量(Nm³/t.min) 26100 吹炼时间t（min） 14
3.11喷头端面孔中心线与喷头一般与三孔喷头 H=(0.8~1.0）d扩；四孔喷头 H= 轴线间距 A(mm）（1.1~1.2）dmm）计算公式 d1=√(4F1×106/3.1416) 147
喷头进口面积.m²
F1=PTI/P060w1
0.018 50 159 191 0.01 5.5 203 225 6 245 氧气流量 31483 33451 35418 37386 39354 41321 43289 45257 47225 氧管
w1——氧气在管中流速.一般为40`55m/s d1外——选内管为.φ 159×6 4.2 d2=√(d1外2+4F2×106/3.1416) 进水环形通道截面积.m²=F2V水/w水高压冷却水进水流速.一般为6~5m/s d2外——选内管为.φ 203×6 4.3外管内径d3（mm） d3=√(d2外2+4F3×106/3.1416) 进水环形通道截面积.m²=F3V水/w水高压冷却水进水流速.一般为7~6m/s d2外——选内管为.φ 245×10 5.操作（枪前）压力与氧气流量对照氧气流量（Nm³/h） Q=1.782CD×5×A×P0/√T0 操作压力 P0=0.80 P0=0.85 P0=0.90 P0=0.95 P0=1.00 P0=1.05 P0=1.10 P0=1.15 P0=1.20 6.冷却水流速校核及（枪前）压力计算外管外径（mm） 273 进水管长度L1 计算项目 1.进水通道截面积 mm² 2.回水通道截面积 mm² 3.实际进水流量 V1m/s 壁厚（mm）外径（mm） 13 m 19.65 219 进水管长度L2 m 中管壁厚（mm）外径（mm） 7 19.25 计算公式 168 冷却水流量（m³/h）

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日答辩五、专业教研室审核意见教研室主任签字：年月日六、教学系审核意见教学副主任签字：年月日注：1．本任务书由指导教师编制完成，经教研室及所在系审核同意后生效。

氧枪设计规范

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转炉炼钢整体（锥度）氧枪设计规范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。

喷头及氧枪设计计算

第三部分喷头及氧枪设计计算（一）喷咀理论与设计一、有关公式[5]5371、缩放管公式（M2—1）错误！未找到引用源。

=错误！未找到引用源。

（3—1）讨论马赫数M=V/a （3—2）①M<1为亚音速，V<a,当断面缩小（dA=—），则流速增大（dv=+）；②M=1为音速，V=a，喉口处面积不变（dA=0），为音速段（dV=0）；③M>1为超音速，V>a，当断面放大（dA=+），则流速增大（dV=+）。

因此，当可压缩流在经过缩放喷咀后，流速可经亚音速，音速而得超音速，从而使氧气由压力能转化为超音速动能，用以搅拌熔池进行冶金反应。

2、三孔喷头在不同单位时的氧流量计算式[5]546错误！未找到引用源。

=3错误！未找到引用源。

0.4167P0A*/错误！未找到引用源。

[kg/S] （3—3）错误！未找到引用源。

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17.5P0A*/错误！未找到引用源。

[Nm3/min] （3—4）式中：A*——喉口面积[cm2]P0——设计氧压[kg/cm2]而KgO2=0.7[Nm3]（参[2]628）3、用冷却水温度代氧滞止温度后的影响取氧气贮气罐滞止温度T0=15°C（288K），冷却水温度T水=20°C（293K），当用T水代T0上升5°C，对氧气流量地影响为：Wo2（288）/ Wo2（293）=错误！未找到引用源。

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=1.0085即用T水代T0升温对氧气流的影响为0.0085<1%因此可用T水错误！未找到引用源。

T0（参[5]557）4、当确定出口马赫数后如提高供养压力，则出口压力，滞止温度和出口温度都相应提高。

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=（1+错误！未找到引用源。

）-7/2=错误！未找到引用源。

[5]546 （3—5）5、贮气罐的表压力可代喷头入口处的绝对氧压关系式为：错误！未找到引用源。

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转炉氧枪喷头设计方案

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/hr3、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 a2.3计算氧流量Q根据实际情况，设定Q=25278m3/hr2.4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=39.3mm2.5 计算出口直径D出根据M=2.0，查等熵流表，得A出/A喉=1.688A出——出口截面积得出：D出=51.1 mm2.6 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=100mm2.7 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。

氧枪设计1. 喷头设计1. 原始数据转炉公称容量100吨，低磷铁水，冶炼钢种以低碳钢为主。

转炉参数，炉容比V /T ＝1.0，熔池直径D ＝5270 mm ，有效高度H 内＝8520 mm ，熔池深度h ＝1050 mm 。

2. 计算氧流量取吨钢耗氧量56.8m 3，吹氧时间12 min ，则氧流量()356.8100/12473.3/min v q m =⨯=3. 选用喷孔出口马赫数为M ＝2.0 ，采用3孔喷头，喷孔夹角为12°。

4. 设计工况氧压查等熵流表，当M ＝2.0时，P /P 0=0.1278，定P 膛=1.3×105 Pa ，则()550 1.31010.17100.1278p p pa p p ⨯===⨯膛设5. 计算喉口直径每孔氧流量()33473.33157.8/min v q q m ==÷=利用公式1.784DA p q C =令C D =0.90，T 0=290K ，P 设=10.17×105 Pa ，则25157.8 1.7840.90=⨯求得d T = 0.046 m = 460 mm ，取喉口长度L T =20 mm 。

6. 计算d 出依据M ＝2.0，查等熵流表 A 出/A 喉 = 1.688()4659.8Td d mm==出7.计算扩张段长度取半锥角为5°，则扩张段长度()()2059.84678.92tan52tan2Td dL mmα--===⎛⎫⎪⎝⎭出扩8.收缩段长度取α =50°，则收缩半角为25°，收缩短的长度由作图法确定L1=78.9 mm。

2.氧枪枪身设计1.原始数据冷却水流量q mw=150t/h，冷却水进水速度v j=6 m/s，冷却水回水速度v p=7m/s，冷却水喷头处流速v h=9m/s，中心氧管内氧气流速v0=50 m/s，吹炼过程中水温升Δt=20 ℃，其中回水温度t2=45℃，进水温度t1=25℃；枪身外管长L p=13.0 m，枪身中层管长L j=13.4 m，中心氧管长L0 = 13.85 m， 180℃局部阻损系数ξ=1.5。

氧枪设计规范

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3 山东崇盛冶金氧枪有限公司热负荷，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。

氧枪课程设计之210t

16g x
=
{CO}
+
1/2{O2} 16g y
=
{CO}
渣中ω [FeO]=9%，ω [Fe2O3]=3%，吹炼过程中氧化进入炉渣的 Fe 元素数量，FeO 中ω [Fe]=0.544kg，Fe2O3 中ω [Fe]=0.163kg。 100kg 金属料各元素氧化量和氧耗量如下表所示。 100kg 金属料各元素氧化量和氧耗量元素成分ω/% 项目 C 铁水废钢平均终点烧损量/kg 每 1%元素消 1.427 1.143 耗氧气量/kg Σs：总脱硫量。这样每 100kg 金属料需氧量为： 1.427*Δ ω [C]+1.143*Δ ω [Si]+0.291*Δ ω [Mn]+1.290*Δ ω
=
0.897 ∗10 6 ∗50 ∗60
=0.021192m2
��内 =1.13 F1=0.16304m≈163mm 在国家标准无缝钢管产品规格中选择规格为ψ 168*6，及管外径为 168mm，壁厚 6mm，内径 162mm，这种规格基本符合计算吃才能，所以决定采用。（2）中层管直径��中选定高压冷却水进口量��水 =210t/h，高压冷却水进水流量 ��水 =5 m/s，则： F2=��水 /��水 =0.0117m2 =117cm2
[P]
Si 0.50 0.25 0.475 痕迹 0.475
Mn 0.30 0.40 0.31 0.124 0.186 0.291
P 0.04 0.02 0.038 0.004 0.034 1.290
S 0.04 0.02 0.038 0.025 0.013 1/3Σs FeO 0.544 0.286

转炉氧枪提升装置设计(含全套CAD图纸)

CAD图纸 QQ 36296518转炉氧枪提升装置设计摘要在炼钢生产中，氧枪提升机构是转炉炼钢过程中非常重要的部分，提升机构是利用卷筒来控制小车进而来控制氧枪的升降。

本文在结合生产需要，参考了鞍山热工仪表厂的氧枪提升设备的基础上，设计出转炉氧枪提升机构。

本设计根据最大的生产率原则，选择了三相异步电机、滑轮、制动器、联轴器以及钢丝绳驱动装置等部件，并且设计了卷筒装置、防坠落装置等主要零部件.文中阐述了系统整体构成和设计思路，重点讲述了卷扬装置的相关设计，最后对全文做了概括总结。

为了确保升降系统足够安全，中间增加了防坠落装置，同时,对键等零部件进行了校核，对减速器进行选择。

最后对氧枪提升装置的安装、使用、维护等方面做了相应的介绍。

本次设计出的提升装置结构合理、成本低廉、且便于安装和维护。

关键词：提升机构，氧枪，卷筒The Design of the Promoting Equipment ofoxygen lanceAbstractIn steel-making production,the promoting equipment have became an important part in the BOF steeling process .They use the drum to control the cart which can carry the oxygen lance rise or fall . In this paper, combining with the production require ,after referencing to the production of AnShan hest power engineer meter company and a number of mechanical design information, designing out the promoting equipment .Based on the maximum productivity, making choice of the synchronous motor, irdler wheel ,arrester as well as steel wire rope, and then designing out the drum , anti-sink equipment and other major components. Besides ,the article elaborated on the composition and overall system design, focusing on the design of elevating equipment finally to have done a summary of the full text. In order to make the system safe enough, increasing an anti-sink equipment .A t the same time ,I also checking of the keys, choosing the reducer and other important part . Finally, having done a considerable introductions on the installation, use, maintenance, etc .This type promoting equipment with a rational structure , low-cost and easy to install and maintain.Keywords: promoting equipment, oxygen lance ,drum目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1选题背景和目的 (1)1.1.1选题背景 (1)1.1.2毕业设计目的 (1)1.2转炉氧枪系统介绍 (2)1.2.1我国氧气转炉炼钢的现状 (2)1.2.2 氧气转炉炼钢技术展望 (2)1.2.3氧枪系统的简介 (4)1.3 氧枪系统存在的问题及改造方案和措施 (4)1.3.1 氧枪小车 (4)1.3.2 小车变形 (5)1.3.3 升降小车导轮脱落 (5)1.3.4 氧枪枪体 (5)1.4 氧枪系统的优化 (6)2.整体方案评述 (7)2.1.系统方案比较 (7)2.2.传动系统 (7)2.2.1电机 (8)2.2.2联轴器 (9)3 氧枪提升机构参数计算 (11)3.1 原始数据 (11)3.2 提升拉力的计算 (11)4.钢丝绳滑轮及电动机的选择 (14)4.1 钢丝绳的选择 (14)4.2 确定滑轮主要尺寸 (14)4.3电动机的选择与校核 (15)4.3.1电机选择 (15)4.3.2.电动机发热校核 (16)5. 传动系统重要装置的选择与设计 (17)5.1 标准减速器的选择 (17)5.1.1 选用减速器的额定功率 (17)5.1.2 校核热平衡许用应力 (17)5.2 卷筒的设计 (18)5.2.1卷筒参数计算 (18)5.2.2卷筒强度计算 (20)5.3键的选择与校核 (22)5.4联轴器的选择 (22)5.4.1联轴器载荷计算 (22)5.4.2联轴器型号选择 (23)5.5制动器的选择 (23)6钢绳拉力传感装置和防坠落装置 (25)6.1拉力传感装置 (25)6.2 防坠落装置 (26)6.2.1工作原理 (26)6.2.2 楔块式瞬时安全钳装置 (27)7传动系统的润滑 (29)7.1润滑方法 (29)7.2润滑系统的选择原则 (29)7.3润滑方式的选择 (30)7.3.1减速器的润滑 (30)7.3.2轴承的润滑 (30)8经济性与可靠性分析 (31)8.1设备的经济性分析 (31)8.2 设备的可靠性 (31)8.3 设备的有效度 (31)结束语 (33)致谢 (34)参考文献 (35)·全套设计QQ 36296518图纸1 绪论1.1选题背景和目的1.1.1选题背景近年来，随着国民经济的发展，各行业对钢铁的需求量不断加大，对于钢铁质量的要求也越来越高，制造新型的高炉生产设备是必须的。

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。

氧枪设计说明书

一、概述氧气转炉炼钢在大型的钢铁企业中处于整个钢铁生产的中间环节，起到承上启下的作用，炼钢是决定钢材产量、质量的关键所在。

氧气转炉炼钢环节的任何延误或产量、质量变化都会影响前后生产工序的协调运转。

这都与转炉炼钢的设备、工艺、组织管理等因素有关。

所以在设计转炉炼钢车间时，应当处理好各种设计问题，为正常生产，保持良好的生产秩序打下基础。

物料平衡与热平衡计算是氧气转炉冶炼工艺设计的一项基本计算。

它是建立在物质与能量守恒的基础上的。

它以氧气转炉作为考察对象，根据装入转炉内或参与炼钢过程的全部物质数据和炼钢过程的全部产物数据，来进行物料的质量和热量平衡计算。

其主要目的是比较整个冶炼过程中物料、能量的收入项和支出项，为改进操作工艺制度，确定合理的设计参数和提高炼钢技术经济指标提供某些定量依据。

应当指出，由于炼钢是复杂的高温物理化学过程，加上测试手段有限，目前尚难以做到精确取值和计算，尤其是热平衡，只能近似计算。

尽管如此，它对指导炼钢生产和设计仍有重要的意义。

二、设计任务设计一座年产800万吨良坯的转炉炼钢车间的顶底复吹转炉的氧枪，转炉工作方式为三吹二点，铁水条件为：[C]= 4.1% ; [Si]=0.35% ; [Mn]=0.42% ; [P]=0.064% ; [S]= 0.01% ;铁水温度为:1300 C。

三、物料平衡热平衡计算3.1.1.基本数据铁水和废钢的成分及温度。

见表3-1.（1）冶炼钢种及成分。

见表3-3 。

得率为90%其中10%勺C被氧化成CQ。

P,S,Fe全部进入钢中。

（3）操作实测数据。

见表3-53.1.2计算过程（以100kg铁水为基础）（1）炉渣量及成分。

炉渣来自金属料元素氧化和还原的产物，加入的造渣剂以及炉衬侵蚀等。

①铁水中各元素氧化量。

终点钢水的成分根据同类转炉冶炼Q235钢种的实际数据选取。

其中，[C]:根据冶炼钢种含碳量和与估计的脱氧剂的增碳量来确定终点钢水含碳量，去0.10%;[Si]:在碱性氧气转炉炼钢法中，铁水中的硅几乎全部被氧化进入炉渣；[Mn]:终点钢水残锰量，一般为铁水中锰含量的50%-60%取50% [P]:采用低磷铁水操作，铁水中磷约85% —95%氧化进入炉渣，在此取脱磷率为90% [S]:采用预处理脱硫的铁水的物料平衡计算，原料中的硫全进入钢水中。

氧枪设计规范

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3 山东崇盛冶金氧枪有限公司热负荷，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。

氧枪喷头设计

氧枪设计原始条件铁水成分（%）C Si Mn P S4.20.500.300.130.03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/P0＝0.1278，取P＝P膛＝0.099 Mpa 代入，则设计工况氧压为：P0＝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,T0＝290K, P0＝0.775MPa＝7.9kg/cm2,带入下式，求出喉口直径：q＝17.64C D P0A T/83.676＝17.64×0.92×7.9A T/＝17.64×0.96×7.9×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＝d喉＝×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。

喷头及氧枪设计计算

第三部分喷头及氧枪设计计算（一）喷咀理论与设计一、有关公式[5]5371、缩放管公式（M2—1）错误！未找到引用源。

=错误！未找到引用源。

（3—1）讨论马赫数M=V/a （3—2）①M<1为亚音速，V<a,当断面缩小（dA=—），则流速增大（dv=+）；②M=1为音速，V=a，喉口处面积不变（dA=0），为音速段（dV=0）；③M>1为超音速，V>a，当断面放大（dA=+），则流速增大（dV=+）。

因此，当可压缩流在经过缩放喷咀后，流速可经亚音速，音速而得超音速，从而使氧气由压力能转化为超音速动能，用以搅拌熔池进行冶金反应。

2、三孔喷头在不同单位时的氧流量计算式[5]546错误！未找到引用源。

=3错误！未找到引用源。

0.4167P0A*/错误！未找到引用源。

[kg/S] （3—3）错误！未找到引用源。

=3错误！未找到引用源。

17.5P0A*/错误！未找到引用源。

[Nm3/min] （3—4）式中：A*——喉口面积[cm2]P0——设计氧压[kg/cm2]而KgO2=0.7[Nm3]（参[2]628）3、用冷却水温度代氧滞止温度后的影响取氧气贮气罐滞止温度T0=15°C（288K），冷却水温度T水=20°C（293K），当用T水代T0上升5°C，对氧气流量地影响为：Wo2（288）/ Wo2（293）=错误！未找到引用源。

=错误！未找到引用源。

=1.0085即用T水代T0升温对氧气流的影响为0.0085<1%因此可用T水错误！未找到引用源。

T0（参[5]557）4、当确定出口马赫数后如提高供养压力，则出口压力，滞止温度和出口温度都相应提高。

错误！未找到引用源。

=（1+错误！未找到引用源。

）-7/2=错误！未找到引用源。

[5]546 （3—5）5、贮气罐的表压力可代喷头入口处的绝对氧压关系式为：错误！未找到引用源。

+（错误！未找到引用源。

—错误！未找到引用源。

氧枪设计

氧枪设计计算

炼钢转炉氧枪工艺参数设计

转炉氧枪设计方案

转炉氧枪设计方案

氧枪设计 第四章

氧枪喷头设计

设计一座公称容量为80吨的转炉和氧枪

氧枪设计规范

喷头及氧枪设计计算

转炉氧枪喷头设计方案

氧枪设计

氧枪设计规范

氧枪课程设计之210t

转炉氧枪提升装置设计(含全套CAD图纸)

转炉氧枪装置设计

氧枪设计说明书

氧枪设计规范

氧枪喷头设计

喷头及氧枪设计计算

氧枪设计第四章