氧槍噴頭設(shè)計(jì)

1、氧槍設(shè)計(jì)原始條件鐵水成分（%）CSiMnPS4.20.500.300.130.03冶煉鋼種以低碳鋼為主，多數(shù)鋼種C0.10%。 轉(zhuǎn)爐新?tīng)t子參數(shù)內(nèi)徑5.05 m，有效高度8.72m，爐容比0.95m3/t。供氧制度根據(jù)鐵水成分和所煉鋼種進(jìn)行物料平衡計(jì)算，取每頓鋼鐵料耗氧量為50.21 m3；依國(guó)內(nèi)中型轉(zhuǎn)爐目前所達(dá)到的供氧強(qiáng)度和冶煉技術(shù)水平，吹氧時(shí)間取18min。輸氧管測(cè)壓點(diǎn)氧氣最高壓力為1018MPa，氧氣平均溫度17。氧槍槍位高度：化渣槍位1.8m，吹煉槍位1.2m。計(jì)算氧氣流量取噸鋼耗氧量50.21 m3 ，吹氧時(shí)間18min，則氧流量qv（50.21×150）/18418.38

2、m3/min選用噴孔參數(shù)選定噴孔出口馬赫數(shù)M2.0，采用五孔噴頭，噴頭為拉瓦爾型，噴孔夾角為15°。 計(jì)算設(shè)計(jì)工況氧壓和喉口直徑查熵流表（見(jiàn)附錄），當(dāng)M2.0時(shí)，P/P00.1278，取PP膛0.099 Mpa 代入，則設(shè)計(jì)工況氧壓為：P00.099/0.12870.775 Mpa每孔氧流量：qqv/5418.381/583.676 m3/min取CD0.92,T0290K, P00.775MPa7.9kg/cm2,帶入下式，求出喉口直徑：q17.64CDP0AT/ 83.67617.64×0.92×7.9AT/17.64×0.96×7.9&#

3、215;d2喉/4 dT36.83 mm確定噴孔出口直徑根據(jù)M2.0，查等熵流表得：A出/A喉1.688，即/d2出1.688×d2喉/4則 d出d喉×36.83 47.85 mm計(jì)算擴(kuò)張段長(zhǎng)度 取噴孔喉口的直線段長(zhǎng)度為5mm。擴(kuò)散段的半錐角取4°則擴(kuò)張段長(zhǎng)度L為： L擴(kuò)（d出d喉）/（2tg4°）（47.8536.83）/0.138578.79 mm收縮段長(zhǎng)度收縮段的直徑以能使整個(gè)噴頭布置得下五個(gè)噴孔為原則，盡可能采取收縮孔大一些。為此，取收縮段進(jìn)口尺寸d收38mm，取收縮段長(zhǎng)度L收0.8d收0.8×3830 mm。 確定噴頭五噴口中心分布圓

4、直徑噴頭端面中央部分可采用平面，取其直徑為105mm，然后取成與氧槍軸線的垂直平面夾角為10°的圓錐面。 槍身各層鋼管計(jì)算計(jì)算工程容量150t轉(zhuǎn)爐用氧槍槍身各層鋼管尺寸。（1）中心氧管管徑確定。中心氧管管徑的公式為管內(nèi)氧氣工況流量（P標(biāo)T0/P0T標(biāo)）（1.01×105×290×418.381）/（7.9×105×273）56.82 m3/min0.947 m3/s取中心管內(nèi)氧氣流速：Vo50m/s，則中心氧管內(nèi)徑d1155 mm 根據(jù)熱軋無(wú)縫鋼管產(chǎn)品目錄，取中心管外徑為175mm×6mm的鋼管驗(yàn)證氧氣在鋼管中的實(shí)際流速=5

5、0.1m/s符合要求（2）中層管管徑確定取冷卻水耗量為150t/h；冷卻水進(jìn)水管速度Vj6m/s，出水管速度Vp =7m/s。又中心氧管外徑d1175 mm。環(huán)縫間隙的流通面積：150/（6×3600）69.4 cm2所以，中層管內(nèi)徑：d2198 mm根據(jù)熱軋無(wú)縫鋼管產(chǎn)品目錄，選取中層管外徑為210mm×6mm的鋼管。（3）外層套管管徑的確定出水環(huán)縫面積： 150/（7×3600）59.5 cm2所以，外層管內(nèi)徑：d3227 mm根據(jù)熱軋無(wú)縫鋼管產(chǎn)品目錄，取外層管外徑為245×8mm的鋼管。驗(yàn)證氧氣在鋼管中的實(shí)際流速=6.36m/s符合要求(4)中層套管

6、下沿至噴頭面間隙h的計(jì)算該處的間隙面積為=75%×=0.0039由公式得：=0.0061m（5）氧槍總長(zhǎng)度和行程確定根據(jù)公式氧槍總長(zhǎng)為H=8.160+1.212+4.403+5.033+0.8+0.8+1.0+0.5=21.908m式中 氧槍最低位置至爐口距離；爐口至煙罩下沿的距離；煙罩下沿至煙道拐點(diǎn)的距離；煙道拐點(diǎn)至氧槍孔的距離；為清理結(jié)渣和換氧槍需要的距離；根據(jù)把持器下段要求決定的距離把持器的兩個(gè)卡座中心線間的距離；根據(jù)把持器上段要求決定的距離。氧槍行程為H=8.160+1.212+4.403+5.033+0.8=19.608m（6）氧槍的熱平衡計(jì)算冷卻水消耗量計(jì)算qv=133.01150qv小于，證明前面計(jì)算中選擇的耗水量足夠的，且也是合理的。氧槍冷卻水阻力計(jì)算 氧槍冷卻水系統(tǒng)是由輸水管路，軟管和氧槍三部分串聯(lián)而成的。冷卻水最大的阻力損失部分是氧槍，大約占80%以上。利用氧槍進(jìn)水管入口和回水管出口兩個(gè)平面的實(shí)際氣體伯努利方程，即其能量平衡關(guān)系來(lái)確定氧槍冷卻水的進(jìn)水壓力。 設(shè)進(jìn)水管入口為面，回水管出口為面，則因?yàn)樗?，即氧槍冷卻水的進(jìn)水壓力近似等于氧槍冷卻水阻力損失。阻力損失為=0.036×=1341663.913×10式中進(jìn)