转炉氧枪设计方案.doc

山东崇盛冶金氧枪有限公司技术资料

山东崇盛冶金氧枪有限公司
SHANDONGCHONGSHENGMETALLURGICALOXYGENLANCECO.,LTD.
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电话：[phone]传真：[phone]
网址：http://www.csyq.cn

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

设计工况参数：
1、出钢量：～65吨/炉
2、现场操作氧流量：～4200Nm3/hr
3、现场操作供氧压力：0.85～1.0Mpa（阀后压力）
4、纯吹氧吹炼时间：13～15min
5、冷却水压力：≥1.2MPa
6、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HYPERLINK"http://www.wiki.cn/wiki/%E9%80%9F%E5%BA%A6"\o"速度"速度v同该点的当地HYPERLINK"http://www.wiki.cn/wiki/%E5%A3%B0%E9%80%9F"\o"声速"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。因此，从空气动力学的观点来看，马赫数比流速能更好地表示流动的特点。按照马赫数的大小，气体流动可分为低速流动、HYPERLINK"http://www.wiki.cn/w/index.php?title=%E4%BA%9A%E5%A3%B0%E9%80%9F%E6%B5%81%E5%8A%A8&action=edit"\o"亚声速流动"亚声速流动、HYPERLINK"http://www.wiki.cn/wiki/%E8%B7%A8%E5%A3%B0%E9%80%9F%E6%B5%81%E5%8A%A8"\o"跨声速流动"跨声速流动、HYPERLINK"http://www.wiki.cn/wiki/%E8%B6%85%E5%A3%B0%E9%80%9F%E6%B5%81%E5%8A%A8"\o"超声速流动"超声速流动和HYPERLINK"http://www.wiki.cn/wiki/%E9%AB%98%E8%B6%85%E5%A3%B0%E9%80%9F%E6%B5%81%E5%8A%A8"\o"高超声速流动"高超声速流动等不同类型。
马赫数就是气流速度与当地温度条件下的音速之比：
M＝U/a
式中：U为气流速度m/s
a为在当地温度下的音速，单位m/s
氧枪的供氧压力的大小是由喷头的出口马赫数确定的，氧气的压力能转化成动能，得到超音速的氧气流股。生产实践证明，采用过高的设计氧压，不但喷溅，而且炉衬侵蚀严重，而采用过低的设计氧压，氧气出口速度过低，熔池得不到良好的搅拌。
从提高氧气射流的冲击能力考虑，希望采用较高的马赫数，当M>2.0以后，随着马赫数的增大，氧气出口温度减低，出口音速不断减小，使出口速度增加变慢，而设计工况压力却增加很快。过高的马赫数需要高压管线设施，相对投资较大，且反应激烈，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。
根据现场工况，现在操作主要以供氧压力0.90～1.1Mpa（即阀后压力）为主，除去管路压力