复吹转炉氧枪喷头优化研究.doc

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1、第十四届全国炼钢学术会议文集复吹转炉氧枪喷头优化研究高文芳张剑君陈钢易卫东（武汉钢铁（集团）公司）李强邹宗树（东北大学）摘要：介绍了装入量为125吨复吹转炉的氧枪喷头参数设计、水模型实验及生产试验情况。研究结果表明：优化设计的五孔氧枪的供氧能力明显增强，且吹炼过程平稳，成渣快，喷溅少。可以满足转炉扩装后的冶炼操作。关键词：转炉氧枪喷头水模型实验生产试验OptimizationofOxygenLanceNozzleforBOFGAOWenfangZHANGJianjunCHENGangYIWeidongWuhanIron&Steel(Group)Co

2、rp.LIQiangZOUZongshuNortheastUniversityAbstract：Thispaperdescribestheparameterdesign,watermodeltestandproductiontestoftheoptimizedoftheoxygenlancenozzleforthe125tBOF.Resultsindicatethattheoptimized5-holelanceshowsmuchbetteroxygensupplycapacity.Theblowingprocessremainedstable,a

3、ndtheslagformedquickly,withlittlesplashing,sufficientforthesmeltingoperationoftheenlargedconverter.Keywords:Converter;oxygenlancenozzle;watermodeltest;productiontest为适应武钢一炼钢转炉装入量由100吨扩装到125吨后的吹炼要求，进一步强化脱磷效果，对氧枪喷头进行了优化设计及试验研究。1水力模型实验1.1试验装置实验模型与武钢一炼钢转炉的几何相似比为1:6。采用有机玻璃制作而成。实验装置

4、见图1。1.2试验方案新氧枪的设计思路是：将氧枪喷头孔数由四孔增加为五孔，不改变原枪头的喉口直径，增加出口面积，适当提高出口马赫数，加大中心夹角。目的是在保证氧气流量不变前提下，提高出口速度和氧气射流对熔池的冲击能力，以强化吹炼强度，优化冶炼效果，缩短冶炼周期。氧枪喷头试验参数见表1。107第十四届全国炼钢学术会议文集图1水模实验装置图表1氧枪喷头试验参数喉口直径mm出口直径mm中心夹角°马赫数-枪头喷孔数个原喷头3849121.984新方案13851.5122.15方案23851.5142.15方案33851.5162.151.3供气量计算为了保

5、证模型和原型的动力相似，主要保证模型的修正Froude准数Frm与原型的修正Froude准数Frm’相等。顶吹供气量：（修正的佛罗德准数）上式中：107第十四届全国炼钢学术会议文集―——实验室气温20℃时的空气密度，1.2kg/m3；———标态下氧气的密度，1.43kg/m3；———水的密度，1000kg/m3;———钢水密度，7000kg/m3;———重力加速度，9.81m/s2;——分别为模型和实际转炉的喷枪出口直径，单位mm；——分别为模型和实际转炉喷枪出口的气流名义速度，单位m/s；又：式中n为喷孔数目；为模型及实际的供气量，NM3/h；经

6、计算模型与原型氧枪供气流量如表2所示。表2原型与模型氧枪供气流量气体流量（NM3/h）原型2520026200272002820029200模型117.3121.9126.6131.2135.9底吹供气量：（修正的佛罗德准数）———标态下氮气密度，1.25kg/m3;107第十四届全国炼钢学术会议文集式中n1、n2分别为模型和实际的底枪供气量，单位Nm3/h；、分别为模型和实际的底枪小孔气流名义速度，单位m/s；、分别为模型和实际的底枪小孔直径，单位mm；实际参数：底部供气元件4块，内径φ2，外径φ4经计算模型与原型底吹气体流量如表3所示。表3模型

7、与原型底吹气体流量底吹气体流量（NM3/h）原型180205230255280340445模型0.790.901.001.111.221.481.941.4氧枪枪位和中心夹角氧枪喷头中心夹角、枪位及顶、底部供气量与混匀时间关系见图2、3、4。107第十四届全国炼钢学术会议文集图2中心夹角12º条件下，熔池混匀时间、枪位及底部供气量之间的关系图3中心夹角14º条件下，熔池混匀时间、枪位及底部供气量之间的关系图4中心夹角16º条件下，熔池混匀时间、枪位及底部供气量之间的关系图2，图3和图4给出了在底吹供气量一定的条件下，12º、14º和16º三种中心夹

8、角不同的氧枪，混匀时间与枪位的关系。由图2，3可知中心夹角为12º和14º时，随着枪位的提高，混匀时间均出现了极小值，这说