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当双角度氧枪的研究与实践

发布时间:2021-09-11 06:16:53 阅读: 来源:底阀厂家

双角度氧枪的研究与实践

【论文摘要】采用双角度氧枪炼钢,液压伺服系统实验机的框架容量从100 lb到数吨不等氧流至于被校准计量用具是不是能用股的穿透深度、冲击面均比目前我厂所使用过的氧枪大,用氧效率高,可降低氧耗量,缩短吹氧时间,提高小时钢产量。

1 前 言

随着吹氧炼钢的不断发展,炼钢工作者为寻求冶金性能好、氧气利用率高、吹炼平稳、喷溅小的氧枪而不懈地进行探索。

6孔30°氧枪、6孔23°氧枪、6孔双角度氧枪、12孔单流道双流氧枪在武钢第一炼钢厂均试用过。前两种枪型大规模使用,后两种已进入工业性试验。其综合性能仍属双流氧枪好,具有吹炼平稳、喷溅小、化渣快等特点,但其制造加工复杂、成本高、且副氧孔易堵塞,目前会议主题是“城镇化与线缆行业发展”大规模扩大使用,条件尚不成熟。6孔30°枪、6孔23°枪吹炼平稳,但不能兼顾降碳与化渣,且氧气利用率较低。但双角度氧枪兼顾有其它各类氧枪的特性,而且制造简单,成本较低。

武钢一炼钢厂使用的双角度氧枪试验经历了两个阶段,第一阶段,为了兼顾氧枪的降碳与化渣,将6孔30°氧枪改为3个 14mm的20°氧喷孔和3个 14mm的40°氧喷孔。经过试验,这种枪达到了预期目的,但高枪位吹炼时喷溅较大,增加了平炉炉体的维护工作量。

第二阶段,利用氧枪基本理论及双流氧枪理论重新筛选设计双角度氧枪,使其具有喷溅小,对炉体侵蚀小,吹炼时冶金性能稳定、效果好。

2 双角度氧枪的研制与实践

2.1 双角度氧枪吹炼喷溅

方爱民,男,教授级高级工程师

喷头的孔数与吹炼时的喷溅量有直接关系。图1是氧枪喷孔数在不同枪位下的喷溅量。图2是氧枪不同喷孔数与不同枪位时对炉顶喷溅量的影响。

图1 氧枪喷孔数在不同枪位下的喷溅量

1.渣面上200mm 2.渣面上100mm 3.渣面

4.渣面下100mm 5.钢渣界面

图2 氧枪在不同喷孔数下的喷溅量

图3 张角对后墙喷溅的影响

图4 张角对炉顶喷溅的影响

图5 双角度氧枪喷头结构

由图1、图2可知:

(1)当供氧量一定时,孔数越多,喷溅量越少;

(2)在其它外界条件相同时,6孔喷头的总喷溅量最低;

(3)枪位在渣面以下时,喷孔数对炉子喷溅因此量的影响变小。

氧枪喷孔张角对水平方向及对垂直向上方向的喷溅量的影响见图3、图4。

由图3可知喷孔张角越大对炉子前后墙的喷溅量就越大,反之则少。但从图4又看出张角越小对炉顶的喷溅就越大。即喷孔张角对炉子后墙及对炉顶喷溅量的影响正好相反,因此,设计氧枪时必须考虑这两者的关系。

从图3、图4还可看出枪位在渣面以下时,张角对炉子后墙和炉顶的喷溅量影响不大。因此在正常枪位下使用小角度喷孔氧枪是可行的。

综上所述,将6孔30°氧枪改成双角度后,虽然3个小角度氧喷孔对炉顶的喷溅量变大,但因只有3个喷孔的喷溅量,其总喷溅量还是不大的。3个大角度氧喷孔对后墙的喷溅影响也因此同理变小,在设计时注意将大角度氧孔直径缩小,使氧流股的能量缩小到不足以达到后墙,后墙的危害在氧枪方面自然就不存在了。

2.2 双角度氧枪动力学研究

脱碳反应即熔池中碳和氧的反应,至少包括3个环节:

(1)反应物C和O向反应区扩散;

(2)[C]和[O]进行化学反应;

(3)排出反应物——CO或CO+CO2混合物。

在高温下[C]+[O]=CO的化学反应非常迅速,实际上是个瞬间反应,因此碳和氧向反应区扩散是整个脱碳反应速度的控制环节。采用双角度氧枪吹炼、氧流的穿透深度、冲击面积都比6孔30°氧枪要大,冷态试验研究表明,3孔、4孔、6孔氧枪吹炼造成的反应区域都很近似于圆形凹坑,其反应体积:

式中 r——氧枪吹炼时的冲击半径,mm

h——氧枪吹炼深度,mm

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