转炉氧枪的选取与使用.pdf

2003年6月炼钢Jun.2003
·46·第19卷第3期SteelmakingVol.19No.3

转炉氧枪的选取与使用

李炳源
（上海沪菱冶金氧枪研究所）

摘要叙述了氧枪喷头几个重要参数的选取和设计、制造中的关键环节及最佳操作原则，并讨论
了氧枪管径的统一和喷头更换的标准问题。
关键词转炉氧枪喷头使用
DesignandApplicationofConverterOxygenLance
LiBingyuan
（ShanghaiHulingResearchInstituteofMetallurgicalOxygenLance）

AbstractSeveralimportantparametersforselectionanddesignoftheoxygenlance
nozzleaswellasthekeypointsofmanufacture，bestoperatingprocedures，uniformityof
lancediameterandstandardforreplacementofnozzlearediscussedinthepresentpaper.
Keywordsconverteroxygenlancenozzleapplication

1前言2最佳氧枪的选择与设计
自氧气顶吹转炉出现以来，其氧枪技术就在主要应根据转炉生产能力的大小、原料条件
不断改进与发展。氧气是通过形状复杂的氧枪喷和炉气净化设备的能力来决定其管径大小。氧枪
头供给转炉熔池进行冶炼操作的。氧枪喷头各参喷头的设计还应考虑到转炉的炉膛高度、直径大
数的合理选取、精细的加工制造技术及最佳的熔小、熔池深度等参数及氧气供应情况、前后工序
炼操作工艺，自然受到炼钢工作者的极大关注。的衔接等因素来确定其孔数、喷头出口的马赫数
众所周知，在氧气顶吹转炉出现之初，氧枪喷和氧流股直径。
嘴是单孔直筒形的。随着容积的加大，要求按比对于原料中废钢比较高、高磷铁水冶炼或需
例地增加氧气流量，使用1个单孔直筒形喷嘴供二次燃烧提温等情况，则其氧枪喷头的设计就需
应氧气，就会增大喷溅，降低金属收得率。1964特殊考虑。
年逐渐地从直筒型喷嘴过渡到收缩-扩张型拉瓦转炉炉容比是指转炉内的自由空间的容积
尔式多孔喷嘴。多孔氧枪的主要优点是容易化V（单位m3）与金属装入量（单位t）之比。转炉的
渣、减少喷溅、吹炼过程平稳，提高金属收得率、冶炼操作和生产效率都与炉容比密切相关。若装
并提高了氧气效率。但多孔喷头的缺点是氧射流入量过大，则炉容比相对就小，在吹炼过程中可
的穿透能力减弱了。也即对同样的供氧能力，多能导致喷溅增加、金属损耗增加、易烧枪粘钢；若
孔氧枪的操作枪位较低。这意味着除增加设计、装入量过小，则熔池变浅，炉底会因氧气射流对
制造的复杂性以外，多孔氧枪将处于更加恶劣的金属液的强烈冲击而过早损坏，甚至造成漏钢，
工作条件，使氧枪喷头易被侵蚀，就需要更有效并会降低转炉的生产能力。合适的炉容比是从生
的水冷条件，就需增加冷却水用量，改善喷头内产实际中总结出来的。它与铁水成分、装入的金
冷却水通道的设计。因此，如何选择氧枪的最佳属料种类等因素有关。大型转炉的炉容比一般在
参数是优化转炉生产操作的重要课题。0.9~1.05m3／t之间，而小型转炉的炉容比在

联系人：李炳源，总工程师，上海市（201900）宝山区宝山10村70号楼101信箱上海沪菱冶金氧枪研究所
第3期李炳源：转炉氧枪的选取与使用·47·

0.8m3／t左右。通常当转炉容量小、或铁水含磷
高、或供氧强度大、喷孔数少、用铁矿石或氧化
铁皮做冷却剂等情况，则炉容比应选取上限。反
之则选取靠下限。
熔池深度h。确定装入量时，除考虑合适的
炉容比外，还应保持合适的溶池深度h。为获得
平稳快速的冶炼反应，必须保持氧气射流对金属
熔池具有一定的冲击深度和搅拌强度。通常冲击
深度L与熔池深度h之比选取L／h≈0.4~0.6
左右。操作实际证明，当L／h<0.3时，即冲击
深度过浅，则脱碳速度和氧的利用率会大为降
低，还会导致出现终点成分及温度不均匀的现
象；当L／h>0.7时，即冲击深度过深，有可能损
坏炉底并喷溅严重。在适合的炉容比情况下，如

果熔池过浅，可考虑将熔池砌成台阶形。图1氧枪高度与射流冲击圆半径示意图
供氧时间的确定。现在许多钢厂的工艺设备
为转炉———精炼设备———连铸。要使生产流程紧位，冶炼就会顺利进行。
凑有序的配合，调度应综合统计得出转炉工序的
氧枪喷头的设计
冶炼周期及纯供氧时间。由纯供氧时间就可算出3
供氧强度。供氧强度还应考虑转炉的附属设备能氧枪是氧气转炉炼钢的关键设备，氧枪管直
力，尤其是氧枪的冷却系统及炉气净化系统能径取决于转炉大小，有较规范的设定尺寸。而氧
力。枪喷