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关键词：转炉 氧枪喷头
摘要 首钢第二炼钢厂为改善氧枪使用效果,采用了新型组合式锻压五孔氧枪喷头,与原用铸造四孔喷头相比,化渣改善,喷溅减小,喷头耐用性和抗变形能力大幅度提高,现枪龄平均达到830炉,是原来的4倍多。论述了组合式喷头的机械结构特征、喷头气体力学参数及供氧操作条件,并介绍了该厂喷头使用寿命的实际状况。
1前言
首钢第二炼钢厂现有3座210t氧气转炉,5台8流方坯连铸机,l台双流板坯连铸机,连铸比达100%。
供氧是整个吹炼过程的主导因素,直接影响冶炼效果,好的氧枪喷头,不但冶金效果好,而且有较高的耐用性和抗变形能力。
1992年以前我厂使用铸造四孔喷头,化渣较差,喷溅较大,粘烟罩严重,氧枪喷头寿命低,平均只有177炉,为改善氧枪使用效果,经过对比分析研究,决定采用组合式锻压五孔氧枪喷头,由德国Saar Metall制作供应,1991年部分试用,取得较好的效果,1992年推广使用,几年来由于采用优质喷头,加上供氧操作和氧枪管理的不断改进,在生产中使用效果满意,化渣好,喷溅小,粘烟罩现象基本消除,喷孔不易变形,耐用性好,1995年1月至1997年4月,氧枪喷头平均寿命830炉,是过去使用铸造四孔喷头时的4倍多。
在此期间,还使用本公司及国内兄弟单位分别制作的组合式轧制加工五孔氧枪喷头和组合式压铸五孔氧枪喷头,在保证冶金效果良好的基础上,其使用寿命也取得824炉和560炉的好成绩。
2组合式锻压喷头的机械结构特征
2.1组合方式喷头使用中承受热负荷高,工作条件恶劣,转炉熔池反应区温度在2000℃以上,而铜的熔点仅1083℃,为提高耐用性和抗变形能力,强化冷却条件,喷头制作采用组合方式。
喷头的组合除端部与外管采用氧弧焊接,中管与导水板采用螺纹连接外,其他均用侨焊连接。
2.2喷头端部和喷孔扩张段锻压为一体
喷头端部使用专用模具进行锻压,一个主要特点是喷头端部和喷孔扩张段锻压为一体,使端部热力影响区没有焊缝。
2.3优化材质
喷头端部及喷孔材质为电解纯铜,分析铜纯度为99.98%,而铸造喷头铜纯度一般为99.85%,锻压后铜的金相组织为孪晶α相,致密度高,导热性好,比原用铸造喷头提高19.2%。导水板不承受高温,采用黄铜制作。
2.4喷头内壁均匀,光滑而且薄
铸造喷头内壁往往粗糙不均匀,而组合式喷头内壁均匀、光滑,在满足机械强度的前提下并减薄壁厚,组合喷头壁厚为10mm,而原用铸造喷头壁厚为20mm,这一改进是高温外层表面向被水冷却的内层快速传热的一个重要条件。
2.5端部入口冷却水流速高
为提高冷却效率,水流阻降主要集中在端部,高压冷却水流量由原来铸造喷头的270~300t/h,提高到360~420t/h,压力1.2MPa,喷头端部入口水流速度为9.6~11.2m/s,最大温升l5℃。
2.6合理的导水板形状
采用导水板,将水流顺畅引向喷头端部,流线合理,分布均匀。
2.7设置上、下导向分水锥
为使喷头底端获得良好的冷却,解决喷头端部中心容易粘钢吃进的难题,在入水口上、下设置导向分水锥,水流由外向内汇集,在中心翻转强化冷却端部。有了分水锥,使端部从中心到四周冷却均匀,水流分布合理,不产生乱流,由于喷头端部中心冷却得到加强,即使端部中心粘钢,也不会发生“吃进”现象,喷头能够继续较长时间使用。
2.8喷头与枪体的连接
氧枪由三层套管组成,内管为氧管,中层为进水,外层为出水。喷头与枪体的连接,氧管、中管均为滑动配合,其中氧管加三道“O”型环状胶圈进行密封,只有外管用电焊焊接。这种连接方式可使氧枪在使用中形成的热涨冷缩得到充分补偿,大大减少铜喷头的受力和形变,同时也简化了氧枪喷头的安装制作。 |
