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。

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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。

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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。

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

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。

炼钢供氧工艺介绍

炼钢供氧工艺介绍炼钢的基本任务是靠向熔池供氧，造碱性渣，去除原料中的杂质，得到成分和温度合格的钢水。

因此可以说供氧是炼钢过程进行的中心环节。

熔池内氧的主要来源于直接吹氧、加矿分解和炉气供氧三个方面。

1直接吹氧直接吹入氧气是炼钢生产中向熔池供氧的最主要方法。

目前炼钢所用的氧都是由工业制氧机分离空气所得。

通常要求氧气的含氧量不低于98.5%，水分不能超过3g/m3,而且具有一定的压力。

LD转炉为了获得较高的脱碳速度，缩短冶炼时间，采用高压氧气经水冷氧枪从熔池上方垂直向下吹入的方式供氧，而且氧枪的喷头是拉瓦尔型的，工作氧压0.5—1.1Mpa，氧气流股的出口速度高达450 —500m/s，即属于超音速射流。

超音速氧流有足够的动能去冲击、搅拌熔池，改善脱碳反应的动力学条件，加速反应的进行。

在转炉内超音速射流向前流动，与周围介质进行物质和能量交换，其流速逐渐变慢，断面积逐渐增大，温度逐渐升高。

2加入铁矿石和氧化铁皮铁矿石和氧化铁皮是作为冷却剂加入的，因为它们主要都是以铁的氧化物形式存在的，加入熔池后，随着升温、熔化并溶解，可提高渣中（FeO）的含量，从而会向熔池中供氧。

3炉气传氧如果炼钢炉内炉气中氧的分压大于渣中氧化亚铁的分解压，同时又大于钢液中氧化亚铁的分解压时，气相中的氧就会不断地传入熔池。

有研究表明，在炼钢温度下，氧化性熔渣中(FeO)的分解压约为10-2Pa，钢液中任已。

〕分解压约为10-4—10-5Pa，而LD转炉炉气中氧的分压接近于1atm。

可见，在氧化精炼过程中，炼钢炉内具备了炉气向熔池传氧的条件，气相中的氧会不断地传入熔渣和钢液。

如何合理的向熔池供氧以便得到最佳的冶炼条件，在生产上也称供氧制度。

包括两个方面：根据原料，炉子吨位，设计好的氧枪；制定合理的氧枪操作制度。

因此，选定氧枪后，要确定供氧制度，只需要制定合理的氧枪操作制度，它包括：确定恰当的供氧强度，确定供氧压力，确定合理的枪位及在吹炼过程中如何调节枪位。

80t转炉氧枪设计.

《冶金工程设计》课程设计报告学院: 专业班级:学生姓名: 学号:设计地点（单位）:设计题目: 80t顶吹氧气转炉的氧枪设计完成日期：2014 年 1 月 4 日指导教师评语:______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________成绩（五级记分制）:指导教师（签字）:目录一、课程设计任务书------------------------------1二、设计计算------------------------------------21.转炉炼钢物料平衡计算 -------------------------21.1计算原始数据------------------------------21.2物料平衡基本项目--------------------------31.3计算步骤----------------------------------41.3.1计算脱氧和合金化前的总渣量及其成分---41.3.2计算氧气消耗量-----------------------41.3.3计算炉气量及其成分-------------------71.3.4计算脱氧和合金化前的钢水量-----------81.3.5计算加入废钢的物料平衡---------------91.3.6计算脱氧合金化后的物料平衡-----------102.氧枪设计计算---------------------------------132.1吨钢氧消耗量的计算-----------------------132.2氧枪喷头设计-----------------------------132.2.1计算氧流量--------------------------142.2.2选择喷孔出口马赫数------------------142.2.3理论设计氧压------------------------142.2.4计算喉口直径------------------------142.2.5计算出口直径------------------------142.2.6收缩段长度-------------------------142.2.7计算扩张段长度---------------------142.2.8喷嘴喉口长度的确定-----------------142.3枪身各层管径尺寸的确定------------------142.3.1计算内层管直径---------------------142.3.2计算中层管内径---------------------152.3.3计算外层管内径---------------------15三、参考文献----------------------------------16附录：设计绘图二、设计计算1.转炉炼钢物料平衡计算1.1计算原始数据基本原始数据：冶炼钢种及其成分、铁水和废钢成分、终点钢水成分(表1)；造渣用溶剂及炉衬等原材料的成分(表2)；脱氧和合金化用铁合金的成分及其回收率(表3)；其他工艺参数(表4)。

转炉炼钢工艺(主要是热平衡计算)

3 氧气顶吹转炉炼钢工艺3.1 一炉钢的操作过程要想找出在吹炼过程中金属成分和炉渣成分的变化规律，首先就必须熟悉一炉钢的操作、工艺过程。

在下面的图3-1中示出了氧气顶吹转炉吹炼一炉钢的操作过程与相应的工艺制度。

由图可以清楚地看出，氧气顶吹转炉炼钢的工艺操作过程可分以下几步进行：1）上炉钢出完并倒完炉渣后，迅速检查炉体，必要时进行补炉，然后堵好出钢口，及时加料。

2）在装入废钢和兑入铁水后，把炉体摇正。

在下降氧枪的同时，由炉口上方的辅助材料溜槽，向炉中加入第一批渣料（石灰、萤石、氧化铁皮、铁矿石），其量约为总量的2／3～1／2。

当氧枪降至规定的枪位时，吹炼过程正式开始。

当氧气流与溶池面接触时，碳、硅、锰开始氧化，称为点火。

点火后约几分钟，炉渣形成覆盖于熔池面上，随着Si、Mn、C、P的氧化，熔池温度升高，火焰亮度增加，炉渣起泡，并有小铁粒从炉口喷溅出来，此时应当适当降低氧枪高度。

3）吹炼中期脱碳反应剧烈，渣中氧化铁降低，致使炉渣的熔点增高和粘度增大，并可能出现稠渣（即―返干‖）现象。

此时，应适当提高氧枪枪位，并可分批加入铁矿石和第二批造渣材料（其余的1／3），以提高炉渣中的氧化铁含量及调整炉渣。

第三批造渣料为萤石，用以调整炉渣的流动性，但是否加第三批造渣材料，其加入量如何，要视各厂生产的情况而定。

4）吹炼末期，由于熔池金属中含碳量大大降低，则使脱碳反应减弱，炉内火焰变得短而透明，最后根据火焰状况，供氧数量和吹炼时间等因素，按所炼钢种的成分和温度要求，确定吹炼终点，并且提高氧枪停止供氧（称之为拉碳）、倒炉、测温、取样。

根据分析结果，决定出钢或补吹时间。

5）当钢水成分和温度均已合格，打开出钢口，即可倒炉出钢。

在出钢过程中，向钢包内加入铁合金，进行脱氧和合金化（有时可在打出钢口前向炉内投入部分铁合金）。

出钢完毕，将炉渣倒入渣罐。

通常将相邻两炉之间的间隔时间（即从装钢铁材料到倒渣完毕），称为冶炼周期或冶炼一炉钢的时间。

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。

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]= %；[Si]=%；[Mn]=%；[P]=%；[S]= %；铁水温度为：1300℃。

三、物料平衡热平衡计算基本数据铁水和废钢的成分及温度。

见表3-1.表 3-1 铁水和废钢的成分元素C Si Mn P S温度/℃铁水/%1300废钢/%25造渣剂及炉衬成分。

见表3-2。

表3-2 造渣剂及炉衬成分成分/%CaO SiO2MgO Al2O3Fe2O3CaF2P2O5S CO2H2O烧减石灰矿石FeO=轻烧白云石铁矾土成分CaO SiO2MgO Al2O3Fe2O3P2O5S TiO2（1）冶炼钢种及成分。

见表3-3。

（2）铁合金成分。

见表3-4。

表3-4 铁合金成分元素C Si Mn P S Fe硅铁/%-70锰铁/%20575铁合金中的元素收得率：Mn的收得率为80%，Si的收得率为75%，C的收得率为90%，其中10%的C被氧化成CO2。

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 。