安钢120t顶底复吹转炉氧枪设计与应用

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1、东北大学所项士学位论文第一章绪论氧枪技术问世四十余年，经历单孔、多孔单道、双道、单纯精炼、二次燃烧等许多结构、性能上的演变，发展成为当今世晃广为采用、结构十分类同的氧枪形式ll】。自氧气顶吹转炉出现以来，氧枪技术就在不断改进与发展。迄今为止尽管氧枪技术发展已经比较完善，但是，细而考之，围绕着以增强精炼机能、提高寿命为中心任务，从枪身到枪头，不论结构、孔型、孔数以及几何形状、参数等都在不断改进和发展之中，特别是近几年，围绕大幅度提高供氧强度，高速吹炼氧枪的出现，带动氧枪技术正向更高层次迈进。1．1氧枪技术进步概述1．1．1改善喷头端底结构及冷却喷头端底受热负荷最高(英

2、Iil澳g定为7．55x10zEl／m2．s，前苏联测定为9．99x102Id／m2．s)，并且承受钢渣钢流的冲刷，工作条件很坏，常常在端底芯部和孔间区发生严重蚀损，使端壁变薄开裂漏水。高速吹炼氧枪的采用，由于供氧强度增加，氧流股数、射流角度变化更加不利于端底寿命的提高。因此端底设计主要采用以下改进。(1)增加端底入口水流速度提高冷却效率，关键是增大冷却水水流速度。近年来设计大都把水流阻降集中花在提高端底水流速度上．枪管进出水流速，由最初的进水5m／s、出水6m／s降为进水2．O~2．5m／s、出水3．5-4．0111／8．将端底入口水流速度增加到9--．13m／s

3、，最近还有报导主张达到高炉风口冷室的15m／s的速度吲。C2)改善水流在端底的流动由于水流速度很高，必须恰当组织好冷却水在端底部位的流动，主要采取以下措施：寻找合理的挡水板形状。目前已经出现很多种形状，诸如角形、胃形、足形、蚯蚓形等。挡水板几何形状和尺寸有较严格的控制要求，并不是随意的。各国之所以花很大力气去研究挡水板形状，就是因为它对组织水流有着重要作用——既将水流顺畅引向端壁，又要使水流由内向外翻转流动过程分布均匀、速度稳定、无乱流。设置上、下导向分水锥。高速水流由四周汇向端底入水口，然后由端底中心翻转流向四周。此期闻水流要经过1800翻转，并要有良好端底水流分

4、布和无乱流现象发生。为此，近年新设计的喷头均在端底入水口上下设置导向分水锥。最新的喷头设计又将上下分水锥连成一体，既进一步加强端底中心冷却，又有利于提高端底刚度、增加抗形变能1东北大学所硕士学位论文第一幸绪论力。改善端底材质，提高导热性能。提高端底换热，还可以从改善端底材质入手。例如在铜中加入O．1％银(铜+银--99．9％)，含磷量控制在0．004--0．012％，可使导热率由2．62x10。2J／m·s·oc提高到2．89x102j／m．s．oC。目前最重要的改善是采用锻制的喷头端底，在压缩比大于4的情况下，导热率有明显增加，从而出现了新的组合型氧枪喷头结构。(

5、3)组合式喷头结构喷头端底热负荷高，工作条件差，其耐用性好坏和抗变形的能力直接决定了整个喷头的使用寿命。因此，近年出现了端底为锻制的组合式结构。提高端底材料导热性能，除改善铸铜质量外，一个很重要的改进就是采用锻铜。锻压的纯铜端底由于致密度提高，可以明显改善导热性能，并且也对提高抗变形能力有利。锻铜与铸铜的导热系数比较，国内无人测定，国外也未见报导．但结合钢铁材质在相同含碳量下铸钢与轧材导热系数相差290／磺比来看，采用锻铜将会比铸铜明显改善导热性能。近年国外已经开始大力发展组合式喷头，这种喷头的最大特点就是采用锻压的纯铜端底。由于其它部位(挡水板、喷孔、汇氧接管)，

6、因不承受热负荷可用其它材质诸如黄铜、青铜等制作．一种典型的德国组合喷头由四部分组成网：如图1．1所示，端底采用纯铜锻制，导水板、汇氧接管、喉口段均为黄铜制作。除端底外，其它均用钎焊连接。l喷头端部及喷孔扩张段；2喷孔喉口段；3导水板{4进氧接管；5中管；．6外管；7“o”型密封胶圈。lNozzleendanddivergingsection；2Nozzlethroatsection；3Waterguidingboard；4Oxygeninleg5Innerpipe；60aterpipe；7"O"shapembbersealing图1．I组合式喷头结构F．g．1．1S

7、口uctureofcombinedlancetip2东北大学所项士学住论文第一章绪论1．1．2改善枪管、喷孔氧流早期设计的氧枪为减少热损和水耗，尽量压缩氧枪直径，从而使氧在枪管内的流速达到压缩状态下(O．8,-,I．OMPa)的50-60m／s，几乎超出所允许的安全流速范围。近年已经有所改变。(1)增大内层氧管直径近年设计氧枪明显加大内管直径，主要基于：①外壁枪管热负荷仅为喷头端面的1／250(为3．83×104kJ／m2·s)，无需寻求高的冷却水速度，增大枪径对水耗、热损影响不大。②随喷孔数目增加，要求氧管末端能有稳压、均匀分配氧流的缓冲集气空间。⑧减轻喷孔出