氧枪作用及原理.ppt

氧枪的作用及原理氧枪的作用及原理 一、喷头的原理一、喷头的原理喷嘴又称喷头或枪头。高压氧气在输氧管道中的流动速度较低, 一般在 60m/s 以下, 氧气流通过喷嘴后, 形成超音速的氧射流, 流速为 500-600m/s ,为音速的二倍左右。喷嘴能最大限度地将氧气压力能转化为动能获得超音速流股, 借此向熔池供氧并搅动熔池金属液以达到吹炼目的, 因此, 喷嘴是压力一速度的能量转换器。采用合理的喷嘴结构是顶吹氧气转炉炼钢的关键问题之一。二、喷头的类型二、喷头的类型目前国内外顶吹氧气转炉所采用的喷嘴类型是多种多样的。按喷嘴形状和特点可分为拉瓦尔型、直筒型及单扩张型等; 按喷嘴孔数可分为单孔及多孔喷嘴;按吹入物质可分为氧气喷嘴、氧—燃喷嘴及喷粉料的喷嘴。?拉瓦尔喷嘴结构: ?三孔拉瓦尔结构: ?单三式喷嘴结构: ?三喉式结构: ?单三式喷嘴是整个喷嘴只有一个收缩段和一个喉口, 然后分成三个小直孔,这种喷嘴目前使用的较少: 三喉式喷嘴的三个孔分别为三个拉瓦尔型喷孔, 这种喷嘴目前使用的比较多, 三孔拉瓦尔型喷嘴具有操作平稳, 化渣快、供氧强度大、喷溅少、金属收得率高、热效稳定等优点, 但是比单孔喷嘴加工较难, 喷嘴中心部位冷却强度较差, 若操作不当易粘枪。三、氧枪在转炉中的作用三、氧枪在转炉中的作用?顶吹氧气转炉是将高压、高纯度(含氧气 % 以上) 的氧气通过水冷氧枪,以某种距离(喷头到熔池面的距离约为 1-3m )从熔池上面吹入的。为了使氧流有足够的能力穿入熔池, 使用出口为拉瓦尔型的多孔喷头, 氧气的使用压力为( - ) MPa ,氧流出口速度可达 400-440m/s 。?转炉炉膛是一个复杂的高温多相体系, 喷吹入炉内的氧气射流离开喷头后,由于炉内周围环境性质变化, 使射流的特性也变得有些不能确定。开吹时, 射流与熔池之间的炉内空间充满了热气体, 主要是熔池内排出的 CO 和空气所组成。但是在吹氧几分钟后就开始形成炉渣, 从熔池内排出的 CO 气体速度也很快增大, 开始产生泡沫渣, 不久就把喷枪淹没了。在这种情况下, 不可能在真实的转炉上直接测定射流特性, 也无法找到合适的实验方法来推测炉内的情况。同时, 喷吹入炉膛的氧射流与炉内介质存在着温度差、浓度差和密度差, 还存在着反向流动的介质和化学反应。因此, 炉膛内的氧气射流与在静止条件下研究的自由射流存在很大的差异。?转炉炉膛内的氧气射流, 其初始温度比周围介质的温度低得多, 当射流与从周围抽吸的高温介质混合时, 射流被加热。同时, 进入射流的 CO 和金属滴要在射流中燃烧放热, 并使射流的黑度增大而接受周围介质的辐射热。氧气射流因被加热膨胀, 使射程和扩张角增大。同时, 氧气的纯度降低。在热模拟实验中, 将氧气射入 1400 ℃的 CO 室中, 在距喷孔 10-20 个孔径处, 射流温度达 1300-1800 ℃;在距喷孔 30-40 个孔径处则达 2100-2300 ℃。显然, 这样的高温是危及炉衬的。