冶金技术氧枪设计.doc

1.1喷头设计 1丄1原始数据 转炉公称容量为200t,低磷铁水。 1.1.2氧流量qv 取吨钢耗氧量55n?,吹氧吋间14mino 则氧流量:qv=55x200/14=786(m3 /min) 1.1.3选用喷孔 出口马赫数为M=2.0,采用五孔拉瓦尔型喷嘴，喷孔夹角为14。 1.1.4设计工况氧压P设 查等爛流表,当 M=2.0 时,P/Po=O.1278,定 Pjg=1.3xl05Pa, 则：P_1.3xl0 则：P _1.3xl05P/PQ 0.1278 =10.17xl05 (Pa) 1?1?5计算喉口直径山 每孔氧流量:q= qv/5=786/5= 157 (m3/min) 利用公式 q=l?784CD牛企,令 Cd=0.92, To=273+18=291K, P 设=10.17xl05Pa 则:157=1.784x0.92xxd, x 10 则: 157=1.784x0.92x xd, x 10」7 x 10 4x7291 求得 dT=0.045m=45mm□ 1?1?6计算喷孔出口直径d出 依据 M=2.0,查等爛流表A 出/A=1.688。贝Li： d 出=dTx |如^ =45x V1.688 =58(mm) 2 tan(°扩)_ 58-452tan(5°)=74(mm)1?1?7计算扩张段长度 2 tan( °扩 ) _ 58-452tan(5°) =74(mm) 取半锥角为5。，则扩张段长度: 1.1.8收缩段长度 L 收=1.2xdT=l .2x45mm=54mm 1?1?9喷嘴喉口长度的确定 取L喉=10mm 氧枪喷头图见图纸。 1?2氧枪枪身设计 121原始数据 冷却水流量qmw=200t/h，冷却水进水速度Uj=6m/s，冷却水回水温.度Up=7m/s, 冷却水喷头处流速uh=9m/s, ?!心氧管内氧气流速uo=5Om/s,吹炼过程屮水温升 △t=20°C,其中回水温度t2=45°C,进水温度ti=25°Co 1.2.2中心氧管管径的确定 屮心氧管管径的公式为：2缸 % 1x29010.17x273管内氧气的工况体积流量： 1x29010.17x273 =83.10(m3/min)= 1,385(m3/min) 屮心氧管的内截面积：A°=丄型=0.0277(n?) 屮心氧管的内径：=0.188(m) 根据热轧无缝钢管产品H录，选择标准系列产品规格为①203mmx8mm的钢 管。 验算氧气在钢管内的实际流速：uo=佥一=一一 =50.4(m/s) 血-x0.1872 4 符合要求。 123中层套管管径的确定 环缝间隙的流通面积：Ar= --2°° --0.0093(m2) Uj 6x3600 中层管的内径: ((0.203)2 +4x0.009371 ((0.203)2 + 4x0.009371 =0.230(m)=203(mm) 根据热轧无缝钢管产品口录，选择标准系列产品规格为O245mmx7mm的钢 管。 验算实际水速：Uj==5.82(m/s) 验算实际水速：Uj= =5.82(m/s) rr 3600x-x[(0.231)2 -(0.203)2] 符合要求。 1.2.4外层套管管径的确定 出水通道的面积为：. \p- %” - 200 -0.00794(m2) Up 7x3600 外管内径为: d3={(d) + 士仝 -^(0.245)2 +4x0,00794 =0.265(m)=265(mm) 根据热轧无缝钢管产品口录，选择标准系列产品规格为①299mmxl6nim的钢 管。 验算实际水速:up= =6.28(m/s) 3600 x 彳 x [(0.26刀$ 一 (0.245)2 ] 符合要求。 1.2.5中层套管下沿至喷头面间隙的计算 该处的间隙面积为：Ah=75%x鱼竺=75%x -200 - =0.0052(m2) uh 8x3600 又知:7r(d2 + d2)/? 又知: 7r(d2 + d2)/?2 故: h= /龙(〃2 +〃2 ) 2x0.0052 (0.231 + 0.245) =0.0070(m)=7.0(mm) 1.2.6氧枪热平衡计算 冷却水消耗量计算： q 0.982xlO6 xx0.287x 18.40 , _ .、___. 3“、 qv= ——= ； =195(m /h)200(nr/h) c(r2 -r,) 4」86x103 x(45-25) qvqmw，证明前而设计小选择的耗水量是足够的，且也是合适的。 1.2.7氧枪冷却水阻力计算 氧枪冷却水系统是由输水管路、软管和氧枪三部分串联而成的。冷却水系统 最大阻力损失部分是氧枪，大约占总阻力损失的80%以上。利用氧枪进水管入口 和回水管岀口两个平而的实际气体的柏努力方程，即其能量平衡关系来确定氧