供氧时间的确定

  现在许多钢厂的工艺设备为转炉

——精炼设备——连铸。要使生产流

程紧凑有序的配合，调度应综合统计得出转炉工序的冶炼周期及纯供氧时间。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，单位是

Nm3/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。

喷孔倾角

α 的确定  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。炼钢工作者极为关注喷孔倾角的原因也在此。必须考虑从同一喷
头喷出的几股射流之间相互作用的问题。每一股射流靠近喷枪轴线的那一边，都要从喷枪轴
线上的同一区域

“抽吸”空气。这样就使多股射流之间区域的压力下降，而使射流互相牵引。

所以射流间的距离减小或夹角减小，都会增加互相吸引的倾向，甚至使各股射流会合并起
来，在到达液面以前就相交了，故操作中大都取倾向为

11°~12°，以保证射流冲击区相互分

开。

据最近做的溅渣护炉水模试验得出共识，氧枪喷孔的倾角，取

12°为宜。

表

1 是各种喷孔倾角在不同枪位时射到熔池液面的冲击圆中心距。

氧枪喷头的设计

氧枪是氧气转炉炼钢的关键设备，氧枪管直径取决于转炉大小，有较规范的设定尺寸。

而氧枪喷头的形状和孔数各异，就成为设计的重要内容。经多年的炼钢实践，收缩

—扩张的

拉瓦尔型三孔喷头已为许多炼钢车间所普遍采用，而大型转炉对

4 孔、5 孔等多孔喷头改善

吹炼操作有更大的兴趣。喷头每个孔的氧流量从最小

20Nm3/t·min 到最大 283Nm3/t·min，氧

射流速度在

457~518m/s 之间变化，取决于使用时的工况氧压和喷出口面积对喉口面积之比。

进行氧枪喷头设计之前，必须十分慎重地确定氧枪喷头设计所需要的初始数据，包括

氧流量、氧气压力、纯吹氧时间、输氧管道的压力范围、熔池深度、铁水成分等。由于一些炼钢
车间缺乏准确的计量仪表，往往给出的数据不准确。就应当到冶炼现场去观察具体条件，结
合实践经验确定出几个最关键的初始数据。

氧流量的确定

  氧流量是指单位时间内通过氧枪的氧气量。通常采用体积流量单位，即

米

3/分。它与喷头面积大小直接有关。当喷孔出口马赫数 Mt 选定后，喉口面积就只与氧流量

有关了。一旦喉口面积确定，氧流量也就确定了。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。实践显示，对于一定的原料成分、造渣工艺及吹氧强度，有着最有利的供氧强度
范围。因此应根据冶炼实践总结出的氧气流量和供氧强度来计算喷孔直径，决不可任意选取
[2]。对于没有准确计量仪表的钢厂，氧枪喷头设计所需的氧流量可以根据转炉炼钢的物料
平衡方法来计算，一般每吨钢耗量约为

50~60Nm3/t。

输氧管压力范围的确认

  输氧管道中的压力范围制约着喷头前的滞止压力 Po 所能达到

的范围。滞止压力

Po 是一个重要参数。氧枪喷孔出口马赫数 Mt 的确定，主要视滞止压力 Po

的大小而定，如所选取的

Mt 高了，则要求的滞止压力 Po 大，超过管道压力，则氧射流出

口条件变为

Pt＜Po，即成过膨胀气流。这样的氧射流出口后将产生压缩波，使射流轴心速

度衰减加快，从而减弱了对熔池的冲击能力，影响冶炼效果。反之，如设计的氧射流

Po 低，

则氧压未能充分利用就造浪费。如某厂引进的法国

LD

—AC 转炉，为喷吹石灰粉造渣用，