50t转炉氧枪设计说明书
河北工业职业技术学院
毕业论文
论文题目：50t转炉氧枪设计说明书
系别材料工程系
专业年级 09冶金技术一班
学生姓名马志龙李建刚李雷学号28 25 48
指导教师黄伟青职称讲师
日期 2012年3月23日
河北工业职业技术学院
毕业设计（论文）成绩评定表
姓名马志龙李建刚
李雷
系别材料工程系专业冶金技术
设计（论
文）题目
50t转炉氧枪设计说明书
评语
该论文选题有（重要/较重要/一定/不明显）的理论意义或（有较大的/有一定的/无）应用价值。
阅读文献（充分/满足要求/少），综述能力（强/较强/一般/差），（全面了解/了解/基本了解/不了解）本领域国内外学术动态。
论文（有严密的/有一定的/缺少）理论分析，理论思维能力（强/较强/一般/差），逻辑（严密/合理/不合理），（有、无）新见解。
论文写作条理（清晰/较清晰/一般），层次（分明/一般/混乱），文笔（流畅/一般/较差），（符合科技写作规范/不符合规范之处较多）。
论文不足：该论文（内容深度不够/信息量不足/应用性不足/重点欠突出/无独到的见解）
指导教师（签字）：
年月日
答辩委员会意见
在规定的时间内，（能简明扼要、重点突出地/能较流利地/不能）阐述论文的主要内容，表达能力（强/较强/一般/较差），（能够准确流利地/基本答出/不能正确）回答提出的问题。
评定级别：
答辩委员会成员（签字）：
年月日
毕业实践
领导小组意见组长（签字）：
年月日
毕业设计（论文）任务书
课题名称50t转炉氧枪设计说明书
专业冶金技术班级09级冶金一班姓名马志龙李建刚李雷学号28 25 48
一、毕业论文（设计）目的：
1、学生应在指导教师指导下，独立完成冶金生产总结及调查研究工作，并整理分析所搜集的资料，最后撰写出毕业论文。
2、在毕业论文中能综合运用所学的知识。
3、通过毕业论文的撰写使学生学会围绕课题进行调研，收集整理资料，并锻炼分析问题、解决问题的能力，掌握冶金生产工作的一般程序、内容和方法。
4、培养实事求是、扎扎实实的工作作风和严肃认真的科学态度。
5、论文格式、字数符合河北工院毕业论文撰写规范。
二、毕业论文（设计）时间进度安排：
论文（设计）按五周计算：
第一周：熟悉毕业论文任务书，在指导教师的帮助下对该论题进行初步调研分析，查阅相关文献资料。
第二周：完成论文框架的构建，并提交论文写作大纲。
第三～四周：完成论文初稿写作。
第五周：经指导教师的审阅完成论文的定稿及写作，准备参加论文答辩。
三、计划答辩时间：
2012 年6月9日～6月11日
指导教师（签字）：毕业实践领导小组组长（签字）：年月日年月日
50t转炉氧枪设计说明书
一概述
氧枪是转炉吹氧设备中的关键部分，它对顶吹氧气转炉冶炼起关键的作用，它是由喷头，枪身和枪尾组成。在吹炼过程中转炉内的温度高达2000～2600℃，所以氧枪受到炉气和炉衬的严重的辐射。熔池内的化学反应对氧枪严重冲刷。所以说氧枪必须要有良好的水冷系统和牢固的金属结构，并且便于加工制造。枪身由三层同心钢管组成，内管同氧气，内层和中层管之间是冷却水的进水通道，中层管和外层管之间是冷却水的出水通道。喷头处于转炉内的最高温度区，因此，其必须拥有良好的导热性并且工作效率要高，保证吹炼的进行，提高工作效率。二基本原理
氧枪的设计主要考虑喷头的设计，枪身各层钢管的设计，枪身长度的设计。喷头的设计主要是喷头喷孔数目n，喷出孔截面上的马赫数Ma，喷孔喉口直径d
喉和扩张段出口直径d
出
，喷孔轴线和氧枪轴线之间的夹角β等几个参数，来保证
氧流的合理，不产生喷溅问题。枪身各层钢管的设计归结为确定管内氧气工况流
量Q
0。管内氧气流速V
，高压冷却水进口流量Q
水
，高压冷却水进水流速V
进
，高
压冷却水出水流速V
出
等参数保证冷却均匀，提高氧枪的使用寿命。枪身长度的
设计主要是氧枪最低位到炉口的距离h
1，炉口至烟罩下沿的距离h
2
，烟罩下沿烟
道拐点的距离h
3，烟罩下沿至氧枪插入孔的距离h
4
，清理终渣和换枪需要的距离
h 5，把持器下段的距离h
6
，把持器两个卡装中心线间的距离h
7
，把持器上端的距
离h
8
.综合喷头，枪身各层钢管枪身长度的参数来设计并保证在冶炼过程中出现事故时能够及时修理和更换氧枪。
1、喷头的设计
⑴供氧量
供氧量是由物料平衡，热平衡求得，它取决于供养强度和炉产量，供养强度与铁水成分，炉溶比有关。供氧量由耗氧量，出钢量和纯吹氧时间决定。一般铁水每吨钢耗氧量约在50～60m3／t高磷铁水每吨钢耗氧量在60～70m3／t 的范围内适应：
供氧量=每吨金属耗氧量×
吹氧时间
出钢量
（m 3／min ）
⑵理论计算氧压的确定
理论计算氧压是喷头进口处的氧压，是计算喷头喉口直径的参数，它是使用氧压范围中的最低氧压。在实验和实践中使用氧压同理论设计氧压会有一定偏高，而允许使用氧压在理论计算氧压的50％内。仍可保证工作。但不可低于理论计算氧压，以防止产生激波，影响吹炼效果。一般在设计过程中，确定喷头理论计算氧压时，要先确定炉膛压力，而炉膛压力是变化的但为了设计方便一般认为炉膛炉气压力与大气压接近，取炉膛压力为（1.01～1.04）×105Pa 左右。在计算过程中根据Ma 数的等熵流表计算，等熵流实验数据见表1-1。
表1-1 等熵流的实现数据
Ma P/p 0 ρ/ρ0 T/T 0 A/A 0
1.80 0.1740 0.2868 0.6068 1.430 1.83 0.1662 0.2776 0.5989 1.472 1.85 0.1612 0.2715 0.5936 1.495 1.88 0.1539 0.2627 0.5859 1.531 1.90 0.1492 0.2570 0.5807 1.555 1.93 0.1425 0.2486 0.5731 1.593 1.95 0.1381 0.2432 0.5680 1.619 1.97 0.1339 0.2378 0.5630 1.646 1.99 0.1298 0.2326 0.5589
1.674
2.00 0.1278 0.2300 0.5556 1.688 2.03 0.1220 0.2225 0.5482 1.730 2.05 0.1182 0.2176 0.5433 1.760 2.07 0.1146 0.2128 0.5385 1.790 2.10 0.1094 0.2058 0.5313 1.837 2.30
0.07997
0.1646
0.4859
2.193
⑶喷头出口马赫数的选取
马赫数数值的大小决定了喷嘴出口氧气流量的速度，及决定了氧射流对熔池的冲击动能。选用过大则喷溅大，清渣费时，增大热损失，渣料消耗及金属损失也多，而且转炉内衬及炉底易损坏；选用过低氧的利用率低，渣中TFe 含量高，也会引起喷溅。当马赫数>2.0，随着马赫数的增大，出口的氧流速会变慢，则需要理论设计氧压，这样无疑在技术上不够合理，经济不划算。选取时喷口处为超音速即：Ma>1.0，目前国内推荐马赫数为Ma=1.8～2.1，15～50t 转炉Ma=1.90～
1.95;50～100t 转炉Ma=1.95～
2.0；大于120t 转炉Ma=2.0～2.1。 ⑷喷头孔数及喷孔倾角
单孔的喷头在使用中对熔池的冲击过大，喷溅严重，并且化渣不利。所以目前利用多孔喷头，这样可以分散供氧，很好地解决这个问题。实践过程中，三孔喷头的圆心在同一个圆上，圆心组成一个三角形，并且三孔喷头可以提高供氧强度，枪位稳定、化渣好、操作平稳并提高炉龄，热效率也比单孔的高，适用于中小型转炉，综合考虑采用三孔喷头。
喷孔倾角β决定了各个股流是否交汇，β过大流股过于分散，β过小各股流产生交汇，这样都会影响熔池内的化学反应，使得冶炼周期增长。C 、O 反应减弱。在生产过程中，孔数和喷孔倾角的关系见表1-2。
表1-2 孔数与喷孔倾角的关系
孔数 3 4 5 >5 夹角
9°～11°
10°～13°
13°～15°
15°～17°
⑸计算喉口直径d 喉
对于标准状况下的氧气应当考虑氧气在管道中流动时的摩擦乘以喷孔流量系数C D ，由经验的Q=1.783C D
To
P A 0喉式中Q 为喷头喉口实际氧流m 3/min ；P 0为
选取氧压，设计时按理论计算氧压选取，计算时参照马赫数的等熵流数值表，单位Pa ；T 0为氧气滞止温度，单位K ，计算时按照当地的夏天温度选取，T 0=273+（30～40）K ；C D 为喷孔流量系数，单孔喷头C D =0.95～0.96，三孔喷C D =0.90～0.96。
⑹喷孔出口直径以及喷孔扩张段长度
对于三孔喷头，喷孔根据马赫数等熵流数值表可以得出A 出/A 喉的数值。由公式
4πd/4
π
d 喉为定值从而得出d 出的值。 一般扩张段扩张角取8°～12°，则半锥角α=40～60，根据经验标准选定时扩张段长度/出口直径约为1.2～1.5，扩张段长度计算公式：
L 扩=
α
tan 2-喉口直径
喷孔出口直径
⑺喉口段长度
喉口作用是：一、稳定气流；二、利于由收缩段过渡到扩张段的加工。但是当喉口直线过长阻损将会增大，因此喉口长度为3～10mm 较为合适。 ⑻喷孔收缩段长度和收缩段进口直径
在设计过程中，收缩段长度和收缩段进口直径应该使整个喷头布置三个喷孔为原则，所以收缩孔应大一些。一般收缩段半锥角θ为18o ～23°，收缩段长度L 为喉口直径的0.8～1.5倍。
一般收缩段入口直径为喉口直径的2倍左右，满足：
tan θ=
收
喉口直径
径单个喷孔收缩段入口直L 2-
⑼喷头三孔中心分布圆
在喷孔倾角β确定以后，喷孔中心分布圆是影响氧射流是否交汇的另一个因素，喷孔之间间距过小，氧气射流之间相互吸引，射流向中心偏移，从而加速每股射流中心速度的衰减，所以在喷头端面喷孔中心同喷头中心轴线之间的距离保持在（0.8～1.0）d 出较为合理。
2、枪身各层钢管的设计（其中氧枪管体通水断面如图1-1）
⑴中心氧管直径
中心氧管是输送氧气的通道，主要取决于氧气在管道内的流量与流速。假设中心氧管内截面积为F 1，管内氧气工况流量为Q 0，管内氧气流速为V 0，V 0一般取为40～
50m/s ，则中心氧管内截面积为： 图 1-1
F 1=
V Q 其中标准大气压P 标，Pa ；为管内氧气工况压力为P 0，Pa ；标准温度273K;
管中实际温度T 0。按气体状况方程，可知流量Q 与工况流量Q 0的关系为：
Q 0=
P P 标.
标
T T 0
Q 得出F 1，可得中心氧管内径为：
d 1=
1
4F
计算出中心氧管内径后，按照国家钢管产品目录选择对应规格的钢管。在选择是遵循：在保证足够强度情况下，管壁应尽量薄以减轻总体设备的重量为原则。无缝钢管产品标准规格见表1-3。
表1-3 无缝钢管产品的标准规格
外径 /mm 管壁厚度/mm
89 4 4.5 5 6 7 8 9 10 12 13 14 15 16 18 20 114 4 4.5 5 6 7 8 9 10 12 13 14 15 16 18 20 121 6 8 10 12 14 16 18 20 25 127 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 133 4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 140 8 10 12 14 16 18 20 25 146 5 6 8 10 12 13 14 16 18 20 22 25 152 4 5 6 10 12 14 15 18 20 22 25 159 4.5 5 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 168 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 180 6 8 10 12 14 16 18 20 22 194 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 203 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 219 6 7 8 9 10 12 14 16 18 20 22 24 245 6 7 8 10 12 14 16 18 20 22 25 273 6 7 8 9 10 12 14 16 18 20 22 25 299 8 10 12 14 15 18 20 25 325 8 10 12 14 16 18 20 25 351 10 12 14 16 18 20 25 355 10 14 16 20 377
10 12 14 16 18 20 25
⑵中层管管径确定
高压冷却水从中层管内侧进入，经喷头顶部弯转1800后经中层管外侧流出。中层管内径尺寸的选择，应当保证中心层管与中心氧管之间有足够的环形通道的断面积和足够流量的冷却水。即进水环缝截面积：
F 2=
进
水V Q
中层管内径：
d 2=π
2
214F d +
外
同样根据钢管产品目录选择产品目录选择相应规格的钢管。 ⑶外层管管径确定
外层管主要是供出水用，冷却水经过喷头后温度升高，水的体积增大，管径的计算和钢管的选择方法与中层管相同，即出水环缝截面积：
F 3=
出
水V Q
外层管内径：
d 3=
π
3
224F d +
外
三 设计任务
设计50t 顶吹氧气转炉的氧枪，铁水各元素的含量是：
[C]=4.10%;[Si]=0.79%;[Mn]=0.61%;[P]=0.15%;[S]=0.038%,废钢与铁水加入量比是3:17，炉渣的渣量为装入量的10%，其中FeO 含量为16%，Fe 2O 3为5%，碳氧反应生成CO 占85%，CO 2占15%。
四 计算过程
1、喷头设计 ⑴每吨钢金属耗氧量
①铁水、废钢及成品钢的化学成分见表1—4
表1—4铁水、废钢及成品钢的化学成分
元素 C Mn Si S P 铁水% 4.10 0.61 0.79 0.038 0.15 废钢% 0.159 0.60 0.176 0.03 0.02 脱氧前钢% 0.15 0.05 0.02 0.03 0.02 成品钢%
0.158
0.49
0.18
0.03
0.02
②以100Kg 炉料计算，氧的平衡。 <1>金属成分
C=4.10×0.85+0.159×0.15=3.50885(Kg) Mn=0.61×0.85+0.60×0.15=0.6085(Kg)
Si=0.79×0.85+0.176×0.15=0.6979(Kg)
S=0.038×0.85+0.03×0.15=0.0368(Kg)
P= 0.15 ×0.85 + 0.02 ×0.15=0.1305 (Kg)
〈2〉金属料中各元素氧化至脱氧前所需要养氧量，100Kg金属料各元素氧化氧气耗量见表1—5
表1—5 100Kg金属料各元素氧化氧气耗量
（氧化脱硫量占硫总量1/4）
元素
100Kg金属料中该元
素的氧化量/Kg
金属氧化
反应式及产物
氧气耗量/Kg
C
3.50885-0.15=3.35885
C+1/2O2=CO
C+O2=CO2
3.35885×85%×16/12=3.81
3.35885×15%×32/12=1.35
M n 0.6085-0.05=0.6035Mn+1/2O2=
MnO
0.6035×
16/55=0.17
Si0.6979-0.02=0.6779Si+ O2=
SiO2
0.6779×32/28=0.78
S0.0368-0.03=0.0068S+ O2=
SO20.0068×1/4×32/32=0.0017
P0.1305-0.02=0.11052P+5/2O2=P2O50.1105×80/62=0.143
Fe100×10%×16%×56/72=1.244 Fe+1/2O
2
=FeO 1.244×16/56=0.355
100×10%×112/160=0.35 2Fe+3/2O2=Fe2O30.35×48/112=0.15
合计 6.352 6.760
<3>炼钢过程中，加入铁矿石冷却。假设加入铁矿石占金属料0.6%，其中铁矿石的成分为：铁矿石TFe占62.75%，CaO占0.04%，Al2O3占2.57%，SiO2占4.36%，MgO占0.07%，FeO占0.15%.P占0.07%，S占0.05%。
每100kg金属料冷却时，铁矿石带入的氧量：
100×0.6%×（0.04%×
56
16+2.75%×10248+4.36%×6032+0.07%×4016+0.15%×
72
16
）=0.036kg 每100kg 金属料由铁矿石带入熔池的铁量：
100×0.6%×（62.75%+0.15%×
72
56
）=0.3772 假设合金的收得率是90%，转炉吹凉过程中铁氧化的产物一部分进入炉渣中，另一部分进入炉气，被氧化的铁为：
100-90-6.352-0.3772=4.03kg
烟尘中，FeO 占80%，Fe 2O 3占20%，可得出氧气的消耗量为：
4.03×80%×
5616
=0.92kg 4.03×20%×112
48
=0.35kg
所以每100kg 金属氧耗量为：
6.76-0.036+0.92+0.35=8.0kg
假设在转炉中氧气的利用率是90%，氧气的纯密度是98%，密度是1.429kg/ M 3,则每吨金属的耗氧量为：
%96%98429.18??×100
1000
=59.5m 3/t ≈60m 3/t
⑵计算氧流量
转炉的装入量为50t ，每吨钢耗氧量在标态下为60m 3/t ，吹氧时间为15min ，则供氧量Q 为：
Q=
15
60
50?=200m 3/min （标态） ⑶赫数，孔数及夹角参数的选择
综合考虑马赫数Ma=1.95，喷头孔数为3，喷头喷孔夹角的确定见表1-2.由表1-2选取喷孔倾角β=13°。 ⑷设计工况氧压
根据等熵流表，当马赫数Ma=1.95时，P/P 0=0.1381喷头出口压力P=P 膛
=0.101Mpa ，炉膛近似等于大气压所以喷头的滞止氧压为：
P 0=
1381
.0P
=0.731Mpa 假定设计工况氧压近似等于滞止氧压。
⑸计算喉口直径
喷头每个喷孔氧气流量是：
q=
3Q =3
200=66.67m 3/min （标态） 由公式可得q=1.783Cd
p T A ?喉 其中C D 为喷孔流量系数，综合考虑C D 选取为
0.94，假设此时的温度为37℃，则T 0=37+273=310K ，代入上式得：
q=1.783×0.94×
4
2
喉
d π×
310
10731.06
?
得d 喉=0.035m=35mm ⑹求喷孔出口直径
等熵流表数值表可得Ma=1.95时，A/A 喉=1.619。 即
24
出d π=1.619×2
4喉d π故喷孔出口直径为：
d 出=2
619.1喉d ?=45mm
⑺计算喷孔扩张段长度
由经验可知，半锥角约为4°～6°，扩张段长度/出口直径=1.2～1.5，综合考虑半锥角α为5°，则：
L 扩=
5tan 235
45-=57mm
⑻喷孔喉口直线长度的确定
综合考虑，本例中选取喉口直线长度L 喉=5mm ⑼喷孔收缩段长度与收缩段进口直径的计算 综合选取收缩段长度是喉口直径的0.9倍，即：
L 收=0.9d 喉=0.9×35=32mm
由经验可知，一般收缩段入口直径是喉口直径的2倍左右，综合考虑θ取18°则：
d 收=2tan θL 收+d 喉=2×tan180×32+35=56mm
⑽氧枪喷头三孔中心圆分布圆直径的确定
在满足氧射流不过于分散和不发生交汇的情况下，综合考虑选取三孔中心分布圆直径为：d=88mm 。
2、氧枪层管设计 ⑴中心氧管管径
选取管内氧气流速是48m/s ，可以得出：
Q 0=0P P 标
.标
T T 0.Q=2731031.73101001.155????×200=0.52m 3
/s
则中心氧管的内径为：d 1=
π
1
4F =
4V Q π=4852.0.4π=117mm 按照国家无缝钢管产品的标准，如表1-3，选取中心氧管为φ127mm ×5mm 。根据无缝钢管标准规格可知，d 1近似于127mm-12mm=115mm ，将d 1=115mm 代入d 1=
4V Q π,又知Q 0为0.52m 3/s ，代入得：V 0≈50m/s ，所以中心氧管的选取合适。 ⑵中外层钢管管径
根据实践经验，选取氧枪冷却水消耗量是Q 水=120t/h ，冷却水进水速度V 进
=5m/s,出水速度V 出=6m/s,
又中心氧管外径d 1外=127mm ，可得进水
环缝面积。 即，进水环缝面积是：
F 2=
进
水V Q =
3600
5120
?=0.00667m 2=66.7cm 2
所以，中层钢管的内径为：
d 2=
212
4外d F +π
=
2
3.137
.664）
（+?π
=158mm 按照国家无缝钢管产品的标准，如表1-3，选取中层钢管φ168mm ×5mm 。根据无缝钢管规格可知d 2近似于168mm-12mm=156mm ，代入d 2=π
2
214F d +外，得：F 2≈
64.42cm 2
，又F 2=进
水V Q =
3600
120
?进V ，代入得：V 进≈5.2m/s 所以中层钢管的选取合
适。
同理出水环缝面积是：
F 2=
进
水V Q =
3600
4120
?=0.00833m 2=83.3cm 2
外层钢管内径：
d 3=
223
4外d F +π
=
21807
.664+?π
=
185mm
选取外层钢管φ203mm ×9mm 。根据无缝钢管规格可知d 3近似203mm-16mm=187mm ，将
d 3=187mm ，代入 d 3=π
3
2
24F d +
外，得：F 3
≈53cm 2，当F 2为53cm 2时，则有F 3=
进
水V Q =
3600
120
?进V ，代入得：V 出≈6.3m/s
所以外层钢管的选取合适。
以上述计算和选定的数据为基础，再
结合相关数据与实际情况，可绘制50t 转
炉用氧枪喷头见图1-2。 图 1-2 3、氧枪总长H 枪的选取与计算
⑴氧枪头部最低位置至炉口距离。转炉内型直径D 0=k T
G
.又知不同吨位下k 值选取见表1-6。
表1-6 不同吨位下K 值得选取
吨位/t <20 30～50 50～120 200 250 K 2.0～2.3
1.85～
2.10
1.75～1.85
1.55～1.60
1.5～1.55
假设k=2.0.加入的其它金属料为2t ，则G=50+2=52t ，又吹氧时间为15min ，则：
D 0=k
T
G
=2×1552=3.7m
由经验可知炉口直径d 0为（0.43～0.54）D 0，取d 0=0.5×3.7=1.85m 帽锥角在
60°到80°范围选择此时取θ=64°，假设H 口=400mm ，则整个炉帽高度为：
H 帽=H 膛+H 口=
2
1
（D 0-d 0）tan θ+H 口=2.3m 又知炉身高度H 身=
2
04
D V π身
.V 身=V 总-V 池-V 帽，不同转炉炉溶比见表1-7。
表1-7 不同转炉炉容比
炉容量/t 小型转炉<30
中型转炉 30～100 大型转炉
100～200
>200 炉容比t/m 3
1.00～1.05
0.90～1.00
0.90～1.00
0.90～0.95
综合选取炉溶比为1.0，可得炉子容积为V 总=1×50=50m 3，V 池=8
.652
=7.6m 3。V 帽=
D H D D H 02
0020d 4
d d 12
π
π
+
++）（膛=
13.28.即炉身高度为：
H 身=
2
28.1326504D π）
（--=2.7 氧枪最低点距熔池高度约为20～40cm ，综合选取h=30cm ，则h 1为:
h 1=H
帽+H 身-h=4.7m
⑵转炉氧枪各段长度表示如图1-3。
h 2一般取350～500mm ，综合选取h 2为400mm ；h 3一般选取3000～4000mm ，综合考虑选取h 3为
3000mm ；h 4选取为2500mm ；h 5一般 图 1-3
取500～800mm ，综合选取h 5为 600mm ；h 6一般选取200～300mm ，综合选取h 6为200mm ；h 7选取为1500mm ；h 8选取500mm 则氧枪总长度为：
H 枪=h 1+h 2+h 3+h 4+h 5+h 6+h 7+h 8
=4700+400+3000+2500+600+200+1500+500
=13400mm=13.4m。
五结语
在转炉炼钢过程中，氧枪是必不可少的设备。喷头结构的合理与否直接影响炼钢的好坏，喷头喷出的氧流量过大，氧压过高会造成转炉的喷溅事故，影响炉产量；枪身质量的好坏决定着炼钢过程能否顺利进行，在吹炼过程中，枪位直接关系到脱碳、升温及冶炼过程的平稳进行。在冶炼过程中只有合理控制氧枪的枪位才能保证冶炼的进行，减少喷溅。所以在氧枪的设计过程中只有合理选取氧枪喷头、枪身各层钢管、枪身长度的参数才能保证冶炼的顺利进行，使吹炼达到最佳的效果。
参考文献
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[4]刘志昌氧枪[M]，北京：冶金工业出版社，2008
[5]袁章福潘贻芳炼钢氧枪技术[M]，北京：冶金工业出版社，2007
[6]张芳转炉炼钢[M]，北京：化学工业出版社，2008
[7]李大亮氧枪参数设计及其在使用中存在问题的分析，2008,4
[8]中国冶金建设协会炼钢工艺设计规范，北京：中国计划出版社，2008
转炉氧枪装置设计
转炉氧枪装置设计 摘要：通过对转炉氧枪装置设计过程介绍，分析了氧枪横移车、升降小车以及氧枪刮渣器设计中的要点，提出了针对氧枪装置在保证转炉炼钢生产过程的连续性、可靠性以及安全性和维护便利性等方面的一套全新的设计方案，使氧枪装置使用维护性能得到较大提高，所提到的新型结构氧枪已在多个转炉炼钢生产现场得到验证。 关键词：事故提升系统；防坠枪装置；快速换枪；可控力矩刮渣器 氧枪装置用于向转炉内吹氧，使钢水脱碳；并加大冶炼强度，实现快速炼钢。 氧枪装置是转炉炼钢系统连续生产的重要在线设备，设置于转炉上方。氧枪工作时需插入转炉内吹氧，处于高温、液态渣包裹之中，因此，其对设备的运行安全性、可靠性、连续性设计提出了很高要求，因而设计中需要对这些需求提出切实可行的解决办法，以满足其复杂控制需求和适应其所处的恶劣工况。 氧枪装置设计依据来自于工艺专业的任务书，设备设计首先需要明确的是运行负荷，接下来进行方案设计、结构设计、施工图设计。 运行负荷：卷扬升降负荷应考虑升降小车、氧枪、金属软管、管内积水、枪体挂渣、刮渣器的刮渣力以及氮封塞、钢绳重量；横移车运行阻力按横移运行设备重量的0.025%计算[1]；横移锁紧装置的锁紧能力按运行阻力的4倍考虑；刮渣力按2～3t考虑。 横移车为一钢结构小车，分为上下两层，上层设置有升降卷扬装置及钢绳平衡器，下层设置横移传动装置，上下层之间由活动导轨和钢结构相连。升降卷扬机设有主传动和事故传动两套传动系统，通过离合器实现转换；卷扬控制设有两台绝对型编码器（一用一备、互相比照）控制升降行程、主传动电动机尾部装有增量型编码器控制升降速度；另装有钢绳张力传感器、位置行程开关等电控元件。钢绳平衡器吊挂在上层平台下部，既可调钢绳安装误差，又可在小车升降过程中平衡两根钢绳变形差，使两根钢绳受力始终一样。 事故传动是独立于主传动之外的事故提升系统，当出现车间停电、主电机故障、制动器电液推杆失效等事故时，可利用事故提升系统安全地将氧枪提出炉外，避免更大的事故发生。我们设计的事故提升系统形式为：在卷扬减速机的高速轴上设置气动离合器，增加一级减速，事故电机传动，EPS电源供电，制动器设置开闸气缸，采用气、电结合方式控制。事故提升时，控制室操作人员按下事故提升按钮，离合器电磁阀由UPS电源给电，离合器合上，舌簧开关给出信号后，事故电机给电启动，电机力矩建立起来后，制动器气缸用电磁阀由UPS电源给电，气缸将制动器打开，开始提枪。将氧枪提出炉口一定高度（由2台事故提枪位接近开关判断）后，制动器电磁阀断电（制动器抱闸），然后事故电机停电。最后离合器电磁阀断电复位。整个过程一键自动完成。
2015年炼钢厂3号炉移动段烟罩更换施工方案
目录 一、编制依据 二、工程概况 三、施工准备工作 四、施工现场平面布置及管理 五、主要施工方法和施工顺序 六、施工进度计划 七、质量保证措施 八、安全文明施工保证措施 九、环境保护、职业健康保证措施 十、附件： 1、应急救援措施 2、危险源辨识风险评价风险控制表 3、移动段烟罩更换吊装方案
第一章方案编制说明及编制依据 根据炼钢厂2015年3#转炉移动段更换计划和历年来炼钢厂设备检修情况，XX公司设备检修事业部结合往年检修工程施工中积累的丰富经验编制本施工方案。施工方案共十二章，分别对工程概况、劳动力计划、施工部署平面布置、施工方法、施工进度计划、施工机具、组织机构以及安全管理进行详细阐述。 1、指导思想 以质量为中心，建立工程质量保证体系，选配高素质的工程技术管理人员及高素质工人队伍，作到保质量、保安全，按期完成本项工程施工任务。 2、实施目标 (1) 质量目标: 以使用单位满意为基础,严格执行工程《质量检验评定标准》,确保工程优质完成。 (2) 工期目标:确保本工程按照施工进度计划要求,在规定的期限内完成全部工程内容。 (3) 安全目标：采取有效措施，杜绝重大伤亡事故的发生，并制定有效的安全责任制度，提高施工人员安全意识，加强施工现场机具人员的安全管理，确保无安全事故发生。 (4) 服务目标：信守合同，密切配合，认真协调有关方面的联系，接受使用单位、质检部门对工程质量的现场管理和监督。 3、编制依据 （1）参考图：130t转炉总装图 130t转炉烟罩总图 （2）《炼钢设备安装工程施工及验收规范》； （3）炼钢厂2015年度3＃转炉移动段烟罩更换项目安排。 （4）技术标准： GB1576-2001 《工业锅炉水质》 JB/T1612-93 《锅炉水压试验技术条件》 JB/T1611-93 《锅炉管子技术条件》 GB713-97 《锅炉用钢板》 GB3087-2008 《低中压锅炉用无缝钢管》 GB5310-2008 《高压锅炉用无缝钢管》 第二章工程概况 1、概况
氧枪设计
氧枪设计 顶底复吹转炉是在氧气射流对熔池的冲击作用下进行的，依靠氧气射流向熔池供氧并搅动熔池，以保证转炉炼钢的高速度。因此氧气射流的特性及其对熔池作用对转炉炼钢过程产生重大影响，氧枪设计就是要保证提供适合于转炉炼钢过程得氧气射流。 转炉氧枪由喷头、枪身和尾部结构三部分组成，喷头一般由锻造紫铜加工而成，也可用铸造方法制造，枪身由无缝钢管制作得三层套管组成。尾部结构是保证氧气管路、进水和出水软管便于同氧枪相连接，同时保证三层管之间密封。需要特别指出的是当外层管受热膨胀时，尾部结构必须保证氧管能随外层管伸缩移动，氧管和外层管之间的中层管时冷却水进出的隔水套管，隔水套管必须保证在喷头冷却水拐弯处有适当间隙，当外层管受热膨胀向下延伸时，为保证这一间隙大小不变，隔水套管也应随外层管向下移动。 （1）喷头设计：喷头是氧枪的核心部分，其基本功能可以说是个能量转换器，将氧管中氧气的高压能转化为动能，并通过氧气射流完成对熔池的作用。 1）设计主要要求为： A 正确设计工况氧压和喷孔的形状、尺寸，并要求氧气射流沿轴线的衰减应尽可能的慢。 B 氧气射流在熔池面上有合适的冲击半径。 C 喷头寿命要长，结构合理简单，氧气射流沿氧枪轴线不出现负压区和强的湍流运动。 2）喷头参数的选择： A 原始条件： 类别\成分(%) C Si Mn P S 铁水预处理后设定值 3.60 0.10 0.60 0.004 0.005 冶炼Q235A,终点钢水C=0.10%根据铁水成分和所炼钢种进行的物料平衡计算，取每吨钢铁料耗氧量为50.4m3（物料平衡为吨钢耗氧52m3）,吹氧时间为20min 。转炉炉子参数为：内径6.532m ，熔池深度为1.601m ，炉容比0.92m3/t 。转炉公称容量270t ，采用阶段定量装入法。 B 计算氧流量 每吨钢耗氧量取 52m3，吹氧时间取20min min /70220270523m Q =? = C 选用喷孔出口马赫数为2.0、采用5孔喷头（如下图3-3所示），喷头夹角为14°喷孔为拉瓦尔型。 图3-3 五孔喷头
转炉氧枪设计方案
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
一、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速度v同该点的当地声速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、亚声速流动、跨声速流动、超声速流动和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
过程控制-转炉供养量控制设计Word版
前言 本项目是根据生产过程自动化原理汇编而成的以气体管道中的压 力作为被控制量的反馈控制系统。在许多生产过程中，保持恒定的压力或一定的真空度常是正常生产的必要条件。很多化学反应需要在恒压下进行，为保持流量不变也常需要控制主压力源的压力恒定。根据不同应用场合，压力控制采用不同的方式。 氧气转炉炼钢车间的供氧系统一般是由制氧机、加压机、中间储气罐、输氧管、控制闸阀、测量仪表及氧枪等主要设备组成。 本项目有以下特点： （1）、集工业背景、仪表选用、控制原理与流程为一体，内容清晰明了易懂。 （2）、将知识点与技能点紧密结合，锻炼了实际动手与动脑能力。 （3）、项目仪表选型严谨
1、摘要 2、第一章转炉氧枪的供氧制度 1.1转炉炼钢工艺简介 1.2 供氧制度的主要内容 1.3 供氧制度中的工艺参数 本章小结 3、第二章转炉氧枪供氧系统参数 2.1 转炉氧枪氧气流量 2.2 转炉氧枪冷却水 2.3 转炉氧枪枪位 本章小结 4、第三章转炉氧枪氧压控制 3.1转炉氧枪氧压控制意义 3.2转炉供氧装置及其设计 3.3转炉氧枪氧压检测与控制设计 3.3.1氧枪氧压检测与控制参数 3.3.2设计的具体方案 3.3.3仪表选型 3.3.4氧枪氧压控制设计图 5、总结 6、参考文献
氧枪是转炉炼钢的关键设备。在转炉顶吹炼中,氧枪的主要作用是向熔池供氧和传氧,吹炼氧压及氧枪枪位的高低对熔池的脱碳速度和炉渣中二氧化铁含量以及熔池温度有重大影响。因此,氧压和氧枪枪位的控制是关系到炼钢生产质量好坏的至关重要的环节。在本课程设计中首先是对转炉氧枪中通氧管道进行取压，具体实施办法是将节流装置安装在氧气管道中通过安装在氧气管道上的取压管获得差压，然后将差压引入弹簧管，此时弹簧管会有形变，将霍尔片固定在弹簧管的自由端，在霍尔片的上、下方垂直安放两对磁极，当被测压力引入后，弹簧管的自由端会产生位移，即改变了霍尔片在非均匀磁场中的位置。这样就将压力信号转为电信号可取得4～20mA DC的氧气压力信号，将它送至调节器与给定值相比较，根据偏差情况，调节器给出调节信号，驱动执行机构改变氧气管道阀门开度，从而控制氧气压力为规定值。 关键词：转炉氧枪、氧枪氧压、氧枪枪位
炼钢转炉氧枪工艺参数设计
摘要 2005年，我国钢产量是3.49亿吨，为世界上最大的生产国。2011年我国钢产量为6.83亿吨。是发展较为迅速的国家之一。在我国转炉炼钢厂众多，而且从90年代溅渣护炉技术兴起后迅速在全国得以普遍采用。而我国在转炉氧枪系统方面基本没有大的改进，现在使用的氧枪参数基本上是采用溅渣护炉技术以前确定的氧枪喷头参数，目前炼钢厂所使用的氧枪既要满足冶炼需要又要保证溅渣要求更要注重环境的保护。随时时代的进步我国对工业发展的要求也越来越严格，其中就包括了最大可能的保护生态环境。选这个题目最重要的意义就在于发现工业生产中最佳的转炉氧枪，以提高生产效率，较低消耗[1]。 本文针对150t转炉设计一种新型的6孔氧枪，型号为637型。 关键词转炉氧枪喷头参数
000本科毕业论文ABSTRACT ABSTRACT In 2005, China's steel output of 3.49tons, is the world's largest producer. In 2011China's steel production6.83tons. Is one of the relatively rapid development. In China's converter steelmaking plant of many, but from 90 time of slag splashing technology rise quickly in the country to commonly used. But our country in converter oxygen lance system basically no big improvement, now use the oxygen gun parameters basically is the use of slag splashing technology previously determined oxygen lance nozzle parameters, the current steelmaking plant the use of oxygen gun should not only meet the needs and requirements of smelting slag splashing to pay more attention to the protection of the environment. At any time the progress of the times on China's industrial development requirements more stringent, which includes the largest possible protection of the ecological environment. Select this topic the most important significance lies in the discovery of industrial production in the optimal oxygen gun of converter, to improve production efficiency, lower consumption [1]. In this paper 150t converter design a new 6Hole oxygen lance, models for type 637 diabetes. Key words Oxygen lance 、Nozzle parameters Parameter
100t转炉工程给排水施工方案
施工组织设计会签单JL/B/Q7.1 —01
中冶京诚（营口）新建100t 转炉工程给排水管道施工（安装）方案 编制： 审核： 审批： 天津二十冶机装营口中冶京诚项目部 2013年3月
一、编制说明 二、工程概况 三、施工准备工作 四、管道安装施工方法 五、管道试压 六、管道吹扫、冲洗、防腐及保温 七、技术质量保证措施 八、安全保证措施
、编制说明：1、本方案编制依据已到手的图纸及图纸而编制，涉及图纸、图号有：《氧枪阀门站净环给回水管道施工图》181.15A10301B001、《汽化冷却泵房给 排水管道施工图》181.15A10302B001、《钢包车操作室、渣罐车操作室排水管 道施工图》181.15A10206B001、《蓄热器站排污降温池给排水管道施工图》 181.15A10303B001、《车间综合给排水管道施工图》181.15A10301B002。 2、编制中执行的技术标准为： 工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235 —2010 建筑给排水及采暖工程施工质量验收规范》GB50242-2002 涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB/T8923-1988 给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-2008 工业金属管道工程施工质量验收规范》GB50184-2011 工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范》HGJ229-1991 本方案结合我单位施工经验综合编制，如有少量修改或补充情况，则以技术交底的形式作为本方案的补充。 二、工程概况及特点1、工程概况 100t 转炉给排水管道工程主要包括氧枪阀门站给回水管道、汽化冷却泵房给排水管道、炼钢车间小房子给排水管道、蓄热器排污降温池给排水管道及车间综合给排水管道。 以上工程中涉及的管道管径DN15 (①21.3*2.75 )?①630*10,有无缝 钢管、焊接钢管及UPV(管，总计2019米。大部分管道直接为炼钢直接提供服务，围绕炼钢框架结构施工，有少量的地埋管及UPVC t属于生活、生产服务类管道。 计划绝对供气为50天。 2、工程特点：
2转炉活动烟罩、炉口固定段及可移动段更换施工方案
转炉活动烟罩、炉口固定段及可移动段更换 施工方案 一、概述： 转炉的活动烟罩、炉口固定段和可移动段均为盘管式结构，由于转炉的生产，该部分长期受高温辐射和高温烟气的浸蚀，部分盘管有磨损、破裂现象，已经多次修补。为了不影响生产，造成不必要的损失，保证生产安全，根据分厂的要求，决定在特板炼钢年修时将活动烟罩、炉口固定段和可移动段进行更换。 二、编写依据： 1、根据国家、行业有关标准和规范； 2、分厂提供的图纸等技术资料； 3、设备现场的环境条件； 4、工艺上提供的条件； 5、在检修中长期积累的检修经验等。 三、工机具的准备： 50t汽车吊： 1台氩弧焊机： 3台5吨手拉葫芦： 3台自制吊耳： 2付3吨手拉葫芦： 2台电焊机： 5台气割割具： 6套磨光机： 3台自制82㎜专用扳手：2把 41*46梅花扳手： 6把32*36梅花扳手： 6把 30*32梅花扳手： 6把
24*27梅花扳手： 6把 18寸活动扳手： 2把 15寸活动扳手： 2把 24寸管钳： 2把 撬棍φ20×1000㎜： 4根钢丝绳φ30*12m： 4根 钢丝绳φ25*9m：若干10t卸扣： 4个 15P大锤： 2把 2吨手拉葫芦： 4台 2.5P手锤： 2把220V/1000W照明灯： 4套 3m竹梯： 2个铲刀： 2把 5t卸扣： 6个 3t卸扣： 5个 对讲机： 3台常用工具等 四、所用配件及材料： 活动烟罩： 1件 7210㎏炉口固定段：1件 10813㎏ 可移动段：1件23997㎏电焊条J422：200㎏ 电焊条J506： 100㎏无缝钢管φ219×7 ： 4m 无缝钢管φ273×12： 2m 槽钢100㎜： 30m 无缝钢管φ219×12 ： 6m 无缝钢管φ159×12： 2m 无缝钢管φ133×8： 4m 无缝钢管φ108×7： 4m 无缝钢管φ57×4： 5m 无缝钢管φ89×4： 5m 无缝钢管φ73×5： 5m 石棉板σ=3㎜： 1卷 角铁∠50*50： 20m 氩弧焊丝 50kg 螺栓（根据法兰配）：若干 五、人员的组织： 钳工： 10人电焊工： 10人起重工： 4人
氧枪横移传动装置设计
内蒙古科技大学 本科生毕业设计说明书（毕业论文） 题目： 学生姓名： 学号： 专业： 班级： 指导教师：
摘要 本次毕业设计题目是氧枪横移传动装置，主要研究炼钢转炉中氧枪的升降和横移机构。目前国内吹氧装置换枪多数都不能远距离操作，其中一个主要问题就是横移小车定位不准。现在横移小车的定位无非是采用电气，机械，液压或者它们的组合方式。应用普遍的是行程开关方式，但如把此方式作为唯一或是主要控制手段，是难以达到所要求精度的。所以本课题利用机械优化设计方法，采用更加明确的“二次控制”，即行程开关只用来进行位置的粗定位，再借专用装置来精确定位。这样使横移小车定位更准确，换枪效率更高。 关键词：氧枪；炼钢；转炉
Abstract This graduation project topic is the oxygen lance moves to the transmission device horizontally, mainly studies in the steel-making converter the oxygen lance's fluctuation and the traversing gear construction. At present domestic blows the oxygen attire to replace the gun most not to be able the indirect maintenance, a subject matter is that the localization of the car is not Accurate. Nowadays the methods of localization of the car moving horizontally are nothing but using electricity, machinery, hydraulic pressure or their combination way. What using common is the limiting switch way, but only taking this way as the primary control method, will achieve to the required accuracy difficultly. Therefore this topic uses the method of machinery optimization designing and “second control”which named the limiting switch is only used to Local the position thickly, then uses special Installment to pinpoint again. Like this causes to the localization of the car to be more accurater and the efficiency of trading the lance higher Key words: lance; steelmaking; converter
转炉氧枪系统检修施工方案
260吨转炉氧枪系统检修方案 一、工程概况： 1.1 设备基本结构组成 氧枪系统基本构成有氧枪升降小车、氧枪横移小车、氧枪固定轨道、氧枪本体、氧枪事故提升、氧枪氮气、氧气及冷却水系统组成。 1.2 设备基本参数 1.2.1 氧枪本体参数 1、锥形氧枪外径：直段402 mm，最大直径630mm 2、氧枪长度：～25000mm 3、氧枪喷嘴型式： 5 孔拉瓦尔 4、吹炼氧气压力： 1.2~1.6MPa 5、冷却水流量： 350m3/h 6、冷却水压力： 1.0～1.2MPa 7、冷却水入口温度： 35℃ 8、氧枪喷头设计平均寿命： 400 次 氧枪本体材质： 1、外层钢管材质 20g 无缝钢管 2、中层钢管材质 20g 无缝钢管 3、内层钢管材质不锈钢钢管 4、喷嘴脱氧铜 1.2.2 氧枪升降及横移装置的主要参数 形式迅速交换、壁行式 提升负荷：～25t 升降速度：高速40m/min 低速4m/min 停位精确度：± 10 mm 升降行程：20000mm 驱动电机：200kW（交流变频） 钢丝绳张力传感器用于钢丝绳松弛检测和张力检测
型号：530-20t 最小分度数： 1.7kg 数量 4 个 制动器YWB630-3000-6300HR、WL 1.3 设备功能 一座转炉设两根氧枪，两根氧枪分别安装在各自的升降、横移装置上，互为备用，从操作位置到备用位置的更换用电动横移装置来进行。既容易又迅速，实现氧枪迅速而准确的更换。维护和检修不间断生产。另外，氧枪固定在升降小车上到达规定的为后由位置控制编码器和行程开关通过其横移装自动控制置。氧气在阀门站经压力和流量调节后供给氧枪。两根氧枪共用一套氧气供应系统，通过快速切断阀门进行切换。供氧系统最大氧气流量60480Nm3/h。 1.4 设备检修缺陷 1、氧枪升降小车固定轨道各支撑焊缝检查加固。 2、氧枪升降小车下线检查供氧供水波纹补偿器，升降小车导轮轴承检查并润滑。升降小车滑轮检查并润滑。 3、钢丝绳检查更换。 图1 氧枪升降横移示意图
转炉与氧枪
四．炉型与氧枪的设计计算 4.1炉型的设计计算 4.1.1原始数据 ⑴ 炉子平均出钢量220 t 钢水的收得率91.05% 新炉的金属装入量G =220 t/0.9105=242 T ⑵ 吨钢耗氧量=7.18/91.05×1000×22.4/32=55.20 Nm 3/T 供氧强度3.68m 3/(T·min) 供养时间t =15min ,4.1.2熔池尺寸计算 ⑴熔池的直径 D =K t G / K (1.5~1.75) 取K =1.53 所以D =1.5315/242=6141 mm ⑵熔池深度计算 选用筒球型 熔池深度为 h =V 金属+0.046D 3/0.079D 2=（35.5+0.046×6.1413）/（0.79×6.1412） =1550mm ⑶熔池其他尺寸的确定 炉底球冠的曲率半径R =0.91D =5588 mm 球冠的弓形高度h 1=0.15D =921 mm ⑷ 炉帽尺寸的确定 ① 取炉口直径与炉膛直径之比d/D =0.51 d =0.51×6141=3132 mm ② 取炉帽的倾角为64° ③ 炉帽高度的计算 H 帽=1/2(D-d)tanθ+400=3485 mm H 锥=H 帽-400=3085 mm ④ 炉帽容积计算 V 帽=0.257×3.14×（6.1412+3.1322+6.141×3.132）+0.785×3.1322×0.4 =56.954m 3 ⑸ 出钢口尺寸计算 d 出钢=T 75.163+=22075.163?+=210 mm
取水平倾角为18° 出钢口衬砖外径dST ＝6×210＝1270mm 出钢口长度＝7×210＝1480mm ⑹炉子内型高度的计算 取炉容比V/T =1.0 新炉炉膛有效容积： V =G ×V/T =1.0×220=220 m 3 V 身=V -（V 金+V 帽）=220-（35.5+56.954）=127.513 m 3 炉身高度： H =141 .66.141×4/513.127?π=4.308 m=4038 mm 炉型内高： H =h +H 身+H 帽=1550+4308+3485=9343 mm ⑺炉衬的选择 工作层选用镁碳砖 炉身永久层选115 mm ，工作层选700 mm ，填充层100mm 炉帽永久层选150 mm ，工作层选600 mm 炉底永久层选425 mm ，工作层选600 mm D 壳内=6.141+0.915×2＝7.971m H 壳内=9.343+1.025＝10.368m ⑻炉壳钢板 炉身选75mm ，炉底炉帽选用65 mm H 总=10.368+0.065=10.433m D 壳=7.971+0.075×2=8.121m ⑼炉子高宽比 壳总D H =121 .8433.10=1.28 因为顶底复吹转炉的高宽比一般为1.25~1.45，所以炉子尺寸基本是合理地，能保证炉子的操作正常进行。 4.2低吹喷嘴设计 本次设计采用管式喷嘴结构 一般说来，喷嘴多而直径小些好。生产中喷嘴数量常为2~4个，具体视炉子容量和布置形式而定。本炉喷嘴取4个。 合理的布置应使底吹和顶吹产生的熔
使用效果-中国设备管理协会创新成果评选活动
转炉氧枪刮渣器的应用实践 杭州钢铁集团公司 成果主要创造人：李叶军朱松俊 成果参与创造人：梁进德贾国樑许安心潘华国 氧枪是转炉炼钢的重要设备，氧枪插入转炉炉腔内，在炉内高温下工作，炉膛内剧烈的氧化反应，导致氧枪外层钢管溅裹厚薄不等的钢渣。累积到一定程度，形成氧枪结瘤。结瘤太大，氧枪不能进出氮封口，被迫中断炼钢，更换氧枪，使生产停顿。为了节约氧枪制作成本，利用生产间隙或生产中断来按排人工打渣，氧枪口操作站位困难，作业时需非常小心，打红渣温度高，致使作业环境恶劣，费工费时，存在一定的安全隐患，而且还不一定能打掉，这样不仅中断了生产而且增加了成本。很有必要安装一套氧枪刮渣装置，解决氧枪使用过程中结渣造成的割枪比较多的现状，组织对氧枪刮渣器设备的设计、现有设备的改造，调试投用；同步实施氧枪快速横移。实施完成后提高氧枪寿命，减少氧枪消耗；避免人机接接解，减少现场作业安全风险。 一、对设备运行现状分析 目前我厂氧枪平均使用寿命为80炉左右，一个月平均消耗氧枪数量为65支左右，年消耗量750-800支氧枪。为提高氧枪使用寿命不得不经常对氧枪表面钢渣用钢钎和内镐捣打，造成生产中断，投入人力对高温钢渣作业，形成人机接触的高风险作业点。如不是采取人工打渣，批冷钢等措施，氧枪的使用寿命更低。转炉冶炼和溅渣过程中，因原料、工艺、操作等原因，容易将钢渣及少量的钢水粘附在氧枪表面，吹炼控制不当等，没有及时将氧枪表面的粘渣、冷钢化掉，造成氧枪表面粘渣、结渣越来越严重，当粘渣重量超过氧枪提升设备警戒值时，造成割枪。经统计割枪后修复制作一支159氧枪的直接成本需要1825元。也就是说一个月65支氧枪直接的消耗将是12万元左右。消耗不正常的月份，已经突破了100支氧枪。割枪换枪时间平均每次约20min，每月造成生产停顿21小时，全年影响生产少产钢7.56万吨，严重影响产能发挥。 （一）氧枪高度的限制 由于氧枪升降系统上增加了称重传感器，致使氧枪升降的上限位标高比设计值偏低了375mm，造成氧枪喷头标高由16.550降为16.225米，氧枪刮渣器要求使用喷头的横移点标高大于等于16.350米，且氧枪升降小车横移前距固定升降轨道距离仅100mm左右，重点放在氧枪小车动滑轮前的称重传感器及花篮螺栓的修改上，能够做到缩短100-200mm即可满足上述要求，且氧枪长度不用修改，利于氧枪刮渣器的推广使用，避免了试用期氧枪不统一的问题。 （二）氧枪口氮封改造 氧枪口结构的修改需兼顾氮封效果及刮下来钢渣的清理，倒椎体需要设置，且坡度要能满足掉在倒椎体内的钢渣能落入氧枪口内。考虑到目前氮封口太小，尽可能加大是可以解决绝大部分钢渣落入氧枪口，避免氧枪口钢渣堆积造成氧枪松绳，为此，设计上要充分考虑，修改氮封形式，适当再改大氮封塞；氮封效果要保证，避免因火焰等窜高引起氧气胶管等的损坏，适当考虑调整氮封压力，或从氮封形式上进行优化设计；氧枪口氮封的监控探头需改进，并加强照明，便于监控氧枪口使用情况。 （三）氧枪快速横移机构 氧枪快速横移需新增定位销插入的监控探头，并设置最高点接近开关，氧枪对中首先从更换备用枪的定位上保证，
100t顶底复吹转炉炉型设计说明书
目录 前言 (1) 一、转炉炉型及其选择 (1) 二、炉容比的确定 (3) 三、熔池尺寸的确定 (3) 四、炉帽尺寸的确定 (5) 五、炉身尺寸的确定 (6) 六、出钢口尺寸的确定 (6) 七、炉底喷嘴数量及布置 (7) 八、高径比 (9) 九、炉衬材质选择 (9) 十、炉衬组成及厚度确定 (9) 十一、砖型选择 (12) 十二、炉壳钢板材质与厚度的确定 (14) 十三、校核 (15) 参考文献 (16)
专业班级学号姓名成绩 前言： 转炉是转炉炼钢车间的核心设备。转炉炉型及其主要参数对转炉炼钢的生产率、金属收的率、炉龄等经济指标都有直接的影响，其设计是否合理也关系到冶炼工艺能否顺利进行，车间主厂房高度和与转炉配套的其他相关设备的选型。所以，设计一座炉型结构合理，满足工艺要求的转炉是保证车间正常生产的前提，而炉型设计又是整个转炉车间设计的关键。 设计内容：100吨顶底复吹转炉炉型的选择与计算；耐火材料的选择；相关参数的选择与计算。 一、转炉炉型及其选择 转炉有炉帽、炉身、炉底三部分组成。转炉炉型是指由上述三部分组成的炉衬内部空间的几何形状。由于炉帽和炉身的形状没有变化，所以通常按熔池形状将转炉炉型分为筒球形、锥球型和截锥形等三种。炉型的选择往往与转炉的容量有关。
（1）筒球形。熔池由球缺体和圆柱体两部分组成。炉型形状简单，砌砖方便，炉壳容易制造，被国内外大、中型转炉普遍采用。 （2）锥球型。熔池由球缺体和倒截锥体两部分组成。与相同容量的筒球型比较，锥球型熔池较深，有利于保护炉底。在同样熔池深度的情况下，熔池直径可以比筒球型大，增加了熔池反应面积，有利于去磷、硫。我国中小型转炉普遍采用这种炉型，也用于大型炉。 （3）截锥形。熔池为一个倒截锥体。炉型构造较为简单，平的熔池底较球型底容易砌筑。在装入量和熔池直径相同的情况下，其熔池最深，因此一般不适用于大容量炉，我国30t以下的转炉采用较多。不过由于炉底是平的，便于安装底吹系统，往往被顶底复吹转炉所采用。 顶底复吹转炉炉型图 顶底复吹转炉炉型的基本特征如下： （1）吹炼的平稳和喷溅程度优于顶吹转炉，而不及底吹转炉，故炉子的高宽比略小于顶吹转炉，却大于底吹转炉，即略呈矮胖型。 （2）炉底一般为平底，以便设置喷口，所以熔池常为截锥型。 （3）熔池深度主要取决于底部喷口直径和供气压力，同时兼顾顶吹氧流的穿透
设计一座公称容量为80吨的转炉和氧枪
辽宁科技学院 课程实践报告 课程实践名称：设计一座公称容量为X吨的转炉和氧枪指导教师： 班级：姓名： 2011年7 月12 日
课程设计（论文）任务书题目：设计一座公称容量为80吨的转炉和氧枪系别：冶金工程系 专业：冶金技术班级： 学生姓名：学号： 指导教师（签字）：2011年 6 月 27日 一、课程设计的主要任务与内容 一、氧气转炉设计 1.1氧气顶吹转炉炉型设计 1.2氧气转炉炉衬设计 1.3转炉炉体金属构件设计 二转炉氧枪设计 2.1 氧枪喷头尺寸计算 2. 2氧枪枪身和氧枪水冷系统设计 2.3升降机构与更换装置设计 2.4氧气转炉炼钢车间供氧 二、设计（论文）的基本要求 1、说明书符合规范，要求打印成册。 2、独立按时完成设计任务，遵守纪律。 3、选取参数合理，要有计算过程。 4、制图符合制图规范。
三、推荐参考文献（一般4～6篇，其中外文文献至少1篇） 期刊:[序号] 作者.题名[J].期刊名称.出版年月，卷号（期号）：起止页码。 书籍：[序号] 著者.书写[M].编者.版次（第一版应省略）.出版地：出版者，出版年月：起止页码 论文集：[序号] 著者.题名[C].编者. 论文集名，出版地：出版者，出版年月：起止页码 学位论文：[序号] 作者.题名[D].保存地：保存单位，年份 专利文献：[序号] 专利所有者.专利题名[P].专利国别：专利号，发布日期 国际、国家标准：[序号] 标准代号，标准名称[S].出版地：出版者，出版年月 电子文献：[序号] 作者.电子文献题名[文献类型/载体类型].电子文献的出版或可获得地址，发表或更新日期/引用日期 报纸:［序号］作者.文名[N].报纸名称，出版日期（版次） 四、进度要求 序号时间要求应完成的内容（任务）提要 1 2011年6月27日－2011年6月29日调研、搜集资料 2 2011年6月30日－2011年7月2日论证、开题 3 2011年7月3日－2011年7月5日中期检查 4 2011年7月6日－2011年7月7日提交初稿 5 2011年7月8日－2011年7月10日修改 6 2011年7月11日－2011年7月12日定稿、打印 7 2011年7月13日－2011年7月15日答辩
3#转炉炉役方案
燕钢炼钢转炉炉役 一、概况 本检修工程是燕钢炼钢2#150T转炉炉役大修工程。本工程特点是检修作业面大、设备重量大、立体交叉、与生产交叉作业，时间紧等。因此要求所有检修人员要齐心协力，认真细致的组织，确保设备正常运转，安全生产，防止安全事故的发生。主要检修内容如下： 1、移动段烟道更换；炉口段烟道更换； 2、下料口及氧枪口更换，铁合金下料管、散装料下料管更换。 3、烟道周围（18.6M平台）用Q235钢板密封，钢板厚度16MM，骨架用20#工字钢；。 4、转炉底吹枪更换，水冷炉口、炉裙及出钢口盖板更换，炉体水管、气管更换。 5、氧枪刮渣器平台加长改造（按甲方要求），各料仓耐磨衬板补装（约50m2）。 6、炉体两侧挡火板顶部加除尘管。 7、炉后吹氩平台加长改造。 8、刮渣器的移出及恢复，移动烟道，炉口段烟道及水冷管做保温处理。 二、检修目标 1、检修时间：2013年5月1日，工期12天。 2、质量目标：所有检修项目合格，达到业主要求。 3、安全目标：无工亡事故、和工伤事故，无重大机械及火灾事故。 4、文明施工：遵守国家、地区、业主有关文明施工规定，检修完工时，做到工完料清，路面干净无油污、场地无施工垃圾。 5、施工进度计划附后 三、施工方案 由于此次检修任务时间短，任务重，所以必须精心组织经验丰富的人员施工，实施24小时两班作业，确保检修工程顺利完成。此次检修的主要工程是更换汽化冷却烟道的活动烟罩、移动段、炉口段。 1、水冷炉口更换方案 (1)现场条件要求： 拆炉口 1.1 拆完炉衬
1.2 确认不再进行摇炉，炉口向上放置 1.3 18.7米平台拆除完毕 1.4 将炉口段、活动烟罩、移动段同时移至转炉东侧 1.5 检修工具准备到现场 (2)施工顺序： 2.1进回水阀门关闭 2.2拆除水冷炉口及进回水管，做好标记 2.3 用遥控天车将水冷炉口从18米平台上方吊至转炉上，并对水冷炉口进行方位调整 2.4 螺栓连接。 2.5 进回水管恢复。 (3)注意要点： 3.1拆除水冷炉口应在拆除18.7米平台、移开移动横移车后方能拆除，时间 应在炉役开始3天后在横移车移开后拆除旧烟道时进行 2、炉体裙板及支撑梁加固方案 (1)现场条件要求： 1.1 确认不再进行摇炉 1.2 检修工具准备到现场 1.3 新的裙板已经组焊完毕，支撑梁加固用的钢材已运至现场。 (2)施工顺序： 2.1 用气割将炉体裙板拆除，通过摇炉连同使用拆炉车将裙板落到炉坑 2.2 将开焊的副梁进行焊补，部分进行加固 2.3 将变形需要更换的支撑梁用倒链固定后，将支撑梁割断，用天车吊运放置指定位置 2.4 用天车将支撑梁吊运至炉前，并用倒链将支撑梁固定到原来位置焊接 2.5 摇炉，将炉口摇至炉前，用加料跨天车将裙板从炉前吊至安装位置，并用拆炉车配合将裙板就位，倒链将裙板调整位置固定焊接或另加小梁焊接固定。 (3)注意要点： 3.1裙板割除并摇掉时，要确保炉下无作业人员 3.2拆除及安装裙板应在拆除18.7米平台、移开移动横移车后方能拆除，时 间应在炉役开始3.5天后在横移车移开后拆除旧烟道时进行，新裙板应在炉役开始时立即焊接。
转炉氧枪设计方案
山东崇盛冶金氧枪有限公司 SHANDONG CHONGSHENG METALLURGICAL OXYGEN LANCE CO.,LTD. 1 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
山东崇盛冶金氧枪有限公司 SHANDONG CHONGSHENG METALLURGICAL OXYGEN LANCE CO.,LTD. 2 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。
山东崇盛冶金氧枪有限公司 SHANDONG CHONGSHENG METALLURGICAL OXYGEN LANCE CO.,LTD. 3 65T转炉φ180×1孔喷头设计方案 一、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速度v同该点的当地声速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、亚声速流动、跨声速流动、超声速流动和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：
四号转炉氧枪刮渣器操作说明
四号转炉氧枪刮渣器操作说明 1．系统概述 四号转炉氧枪刮渣器，通过双做用电磁换向阀来控制刮渣器气缸的伸出与回位。2．操作权的选择 本系统可实现“本地操作箱”与“远程HMI电脑”的两地控制： （1）、本地与远程的控制选择，可通过现场操作箱上“操作权选择”开关（三位旋钮开关）进行控制； （2）、在选择远程控制后，操作工可通过HMI画面上“枪刮渣自动/手动”按钮来选择刮渣器的控制模式。 注：如果“操作权选择”开关打在中间档，那操作箱与电脑画面的控制均失效！3．操作 （1）、本地控制： 操作工可通过现场操作箱上“刮渣”和“放开”两个按钮，操作刮渣器的闭合与打开。按钮为点动操作，如果按钮释放，那么其相对应的动作也将停止。在刮渣过程中如果出现氧枪钢丝绳“张力紧”报警，那么刮渣器将立即打开，并且不能进行“刮渣”操作。 注：当氧枪已提出氮封口（1650cm）时，钢丝绳“张力紧”报警将不参与连锁；如果A、B枪均不在位，钢丝绳“张力紧”报警也将不参与连锁。 （2）、远程控制： 自动控制：溅渣护炉结束后，氧枪枪位在1050㎝与1650㎝之间时并且要保持持续提枪信号，此时刮渣器开始工作。在刮渣器工作过程中，如出现， 停枪、刮渣器故障、钢丝绳张力紧报警、事故提枪，这四个事件时， 刮渣器将立刻打开，停止刮渣工作。
手动控制：操作工可通过HMI画面上的“刮渣”和“放开”两个按钮来操作刮渣器。在手动控制模式下，将不把枪位、有“持续提枪”信号、无“事 故提枪”信号，作为刮渣器的连锁条件。此时只有，钢丝绳张力报警 与刮渣器故障作为连锁条件。 注：在自动模式下，每一炉刮渣器只能动作一次！如，在刮渣过程中，由于连锁条件或进行了“手/自动模式”的转换, 而导致刮渣器停止工作,那么刮渣器将无法在次自动刮渣。 4．故障说明 （1）输出刮渣器工作命令后，两秒钟内无气缸到位信号； （2）输出刮渣器打开命令后，两秒钟内无气缸拉出到位信号； （3）无任何命令输出的情况下，有接触器反馈信号； （4）气缸两个限位信号同时出现。 5．与氧枪的连锁 （1）在刮渣器闭合的状态下，氧枪只能进行提枪操作； （2）在刮渣器发生故障的清况下，氧枪只能进行提枪操作； （3）有事故提枪信号时，刮渣器在远程控制时，刮渣器将不执行刮渣命令，但如果刮渣器在本地控制时，将不接此条件限制。 电气车间 2011年11月17日