转炉氧枪及供氧技术知识1．喷头设计需考虑哪些因素?主要根据炼钢车间生产能力大小、原料条件、供氧能力、水冷条件和炉气净化设备的能力来决定。同时考虑到转炉的炉膛高度、直径大小、熔池深度等参数确定其孔数、喷孔出口马赫数和氧流股直径。对于原料中废钢比高、高磷铁水冶炼或需二次燃烧提温等情况，则其氧枪喷头的设计就需特殊考虑。根据以上因素确定氧气流量(Nm3／h)、喷头马赫数、操作氧压(MPa)、喷头孔数、喉口直径(mm)、喷孔出口直径(mm)，喷孔夹角等。2．转炉炉容比(V／T)的概念，及它对吹炼过程有何影响?转炉炉容比(V／T)是指转炉炉腔内的自由空间的容积V(m3)与金属装入量(铁水+废钢+生铁块单位t)之比。装入量过大，则炉容比相对就小，在吹炼过程中可能导致喷溅增加、金属损耗增加、易烧枪粘钢；装入量过小，则熔池变浅，炉底会因氧气射流对金属液的强烈冲击而过早损坏，甚至造成漏钢。大型转炉的炉容比一般在0．9-1．05m3／t之间，而小型转炉的炉容比在0．8m3／t左右。通常在转炉容量小、铁水含磷高、供氧强度大、喷孔数少，或用铁矿石或氧化铁皮做冷却剂等情况下，则炉容比应选取上限。反之则选取下限。3．如何选取熔池深度?通常最大冲击深度L与熔池深度h之比选取L/h=0．4—0．7。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，有可能损坏炉底和喷溅严重；在适合的炉容比情况下，如果熔池装入量过浅，可考虑将熔池砌成台阶形。4．如何计算冲击反应区深度?计算公式为：h/d出=（ρ出/ρ钢）1/2·（β/H）1/2·V出/g1/2(4．1)式中h—冲击反应区深度mρ出—出口气体密度kg／m3；ρ钢——钢液密度kg／m3；β—常数，决定于射流的马赫数M，当M=0．5—3．0时，距出口15×d出，β=6—9，M大，取上限；H—枪位m；V出—射流出口速度m／s；g——重力加速度m2／s。5．如何确定供氧强度?首先根据转炉工序的冶炼周期确定纯供氧时间。由纯供氧时间就可算出供氧强度，即单位时间内每吨金属的耗氧量，一般转炉的供氧强度为：3．0—4．0m3／t·min。供氧强度还应考虑转炉的附属设备能力，尤其是氧枪的冷却系统及炉气净化系统能力。6．在确定氧枪喷孔倾角时需考虑哪些因素?对于多孔喷头而言，每个喷孔轴线与喷头轴线之间的倾角为α。为避免从喷头射出的各股射流在到达熔池表面前相交，倾角应尽量取较大值。倾角过小，各射流的穿透能力增大，而冲击熔池的面积减小，倾角过大则射流的穿透能力减小，冲击熔池的面积增大，担心冲刷炉壁。必须考虑从同一喷头喷出几股射流之间相互作用的问题。流股射流中心为负压区，使射流互相牵引；射流间的距离减小或夹角减小，都会增加互相吸引的倾向；设计中大都取倾角为12°，以保证射流冲击区相互分开。7．氧流量的概念及如何确定?氧流量是指单位时间内通过氧枪的氧气量，Nm3／h；当喷孔出口马赫数M选定后，喉口面积就只与氧流量有关了。一旦喉口面积确定，氧流量也就确定。喉口面积取大了，氧流量过大，就会使化渣、脱碳失去平衡，造成喷溅；喉口面积取小了，氧气流量减小，会延长冶炼时间，降低生产率。影响最佳喷吹状态所需供氧强度的因素很多，如铁水成分，氧的利用率等很难用一个标准公式表示。一般每吨钢耗氧量约为50-60m3／t。8．吹炼时如何控制氧流量?对某一种喷头，设计的供氧流量就是工况流量，在吹炼时应该达到或超过设计的氧流量；若供氧流量小于设计工况点流量就会使射流在到达出口前产生过度膨胀，出口端产生负压区；造成喷孔出口端过早熔蚀成喇叭口。9．如何确认输氧管压力的范围?输氧管道中的压力范围制约着喷头前的滞止压力P0所能达到的范围。滞止压力P0是一个重要参数。氧枪喷孔出口马赫数M的确定，主要视滞止压力P0的大小而定，如所选取的M高了，则要求的滞止压力P0大，如超过管道压力，射流变成压音速射流。如某厂氧枪截止压力P0为1．3MPa。而管道氧气压力只能到0．9～1．0MPa。10．氧枪枪位高低有何影响?枪位高低，对氧枪喷头出口马赫数M的选取有着直接影响。在一定的氧射流出口速度下，枪位高可避免烧枪，但为保持射流对熔化的搅拌能力，即保证一定的冲击深度，需要降枪；射流出口马赫数"决定枪位。11．氧枪水冷相关参数如何确定?进水水速可按5-6m／s选取，出水流速按6-7m／s；喷头端部水冷是最关键的，国内缺少研究；国外先进喷头端部的水速是10-12m／s；而管道的水速是2-3m／s，出水是3-4m／s；水压的要求，一般按0．8-1．0MPa考虑。12．制造氧枪喷头时铜中含氧量如何控制?制造氧枪喷头所用铜的氧含量