氧气转炉氧枪的设计与使用

氧枪技术自氧气顶吹转炉出现以来，就在不断地改进与发展。氧气是通过形状复杂的氧

枪喷头供给转炉熔池进行冶炼操作的。氧枪喷头各参数的合理选取、精细的加工制造技术及
最佳的熔炼操作，自然受到炼钢工作者的极大关注。

众所周知，在氧气顶吹转炉出现之初，氧枪喷头是单孔直筒形的。随着转炉容积的加大，

要求按比例地增加氧气流量，使用一个单孔直筒形喷头供应氧气，就会增大喷溅，降低金
属收得率。到

1964 年逐渐地从直筒型喷头过渡到收缩一扩张型拉瓦尔式多孔喷头。多孔氧枪

的主要优点是容易化渣，提高金属收得率、减少喷溅、吹炼过程平稳，并提高了氧气利用效
率。但多孔喷头的缺点是氧射流的穿透能力减弱了。也即对同样的供氧能力，多孔氧枪的操
作枪位较低。这意味着除增加设计、制造的复杂性以外，多孔氧枪将处于更加恶劣的工作条
件，使氧枪喷头易被侵蚀，就需要更有效的水冷条件，就需增加冷却水用量，改善喷头内
冷却水通道的设计。

改革开放以来，我国钢产量有了极大增加。许多产铁的地方增设钢厂，已有的转炉不断

扩容，生产发展后原有的氧枪就不适应冶炼要求，这就要求如何选取最佳氧枪的问题。

最佳氧枪的选取与设计

主要应根据转炉生产能力的大小、原料条件和炉气净化设备的能力来决定其管径大小。

氧枪喷头的设计还应考虑到转炉的炉膛高度、直径大小、熔池深度等参数及氧气供应情况、前
后工序的衔接等因素来确定其孔数、喷头出口的马赫数和氧流股直径。

对于原料中废钢比较高、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。

转炉炉容比（

V/T）是指转炉腔内的自由空间的容积 V（单位 m3）与金属装入量（单

位

t）之比。转炉的冶炼操作和生产率都与炉容比（V/T）密切相关。若装入量过大，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；若装入量过小，
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，并会降
低转炉的生产能力。合适的炉容比是从生产实绩中总结出来的。它与铁水成份、装入的金属料
种类等因素有关。大型转炉的炉容比一般在

0.9~1.05 米 3/吨之间，而小型转炉的炉容比在

0.8 米 3/吨左右。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，则炉容化应选取上限。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，还应保持合适的熔池深度 h。为获

得平稳快速的熔化反应，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。操作实绩证明，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份及温度不均
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。