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1、 济南职业学院 毕业设计（论文） 题 目：氧枪的系统的设计 系 部： 机械系 专 业： 机电一体化 学 号： 200809014130 学 生 姓 名： 乔勋 指 导 教 师： 张瑞珊 职 称： 二O一 一 年 四 月 二十 日1、 毕业论文（设计）的目的与要求： 通过毕业设计，使学生能够把三年所学到的知识灵活运用、融会贯通，以巩固和提高所学过的知识。在设计过程中，培养学生的资料检索、知识综合应用、团队合作等方面能力，提高学生处理问题及时做出应变的能力。在设计过程中，争取与实际机械设备的生产相结合，完善各个环节的设计内容，要做到内容详实可靠，各环节正规严谨。要求学生能够独立完成毕业设计的任务，
2、以认真严谨的态度来对待设计任务，保证设计质量，从而培养学生独立设计、不断的学习新的知识的能力，巩固已学过的内容，以提高学生自身素质，为以后从事的设计工作积累宝贵经验。2、 毕业论文（设计）的内容：1 了解转炉炼钢工艺概述，以及各种工艺2 认识氧枪系统，以及氧枪在转炉炼钢的作用3 了解氧枪主要工艺过程，工艺装置和设备4. 氧枪修理的工艺、设备配备及能源消耗三、毕业论文（设计）进程的安排序 号论文（设计）各阶段名称日 期 备 注1召开系部毕业设计运动大会2011.22设计准备2011.33进行毕业论文的撰写2011.44毕业设计送交知道老师评阅2011.46毕业答辩公布成绩2011.54、 任务执
3、行日期：自2011年2月20日起，至2011年4月29日止 学 生（签字） 乔勋 指导教师（签字）_ 系主任（签字）_毕业设计（论文）成绩评定表系部： 机械系 专业：机电一体化 班级： 机电4班 姓 名乔勋设计（论文）总成绩：设计（论文）题目氧枪的系统的设计指导教师评语评定成绩： 签名： 年 月 日评 阅 人 评 语评定成绩： 签名： 年 月 日答 辩 小 组 评 语答辩成绩： 组长签名： 年 月 日注：设计（论文）总成绩=指导教师评定成绩（30%）评阅人评定成绩（30%）答辩成绩（40%）济南职业学院毕业设计（论文）答辩记录表姓 名乔勋学 号200809014130毕业届别2008专业机电一
4、体化毕业设计（论文）题目氧枪的系统的设计答辩日期、时间答辩组成员（签字）：答辩记录： 记录人（签字）： 年 月 日 答辩小组组长（签字）： 年 月 日（系部盖章）目录封皮1任务书2一 转炉炼钢工艺概述7 1.原理 7 2.工艺概述 7二 氧枪系统 8 1.氧枪基本结构 8 2.氧枪的构成 9 3.氧枪在转炉中的作用12 4.转炉吹氧过程氧枪的主要工艺过程 13 5.氧枪系统主要工艺装置和设备14 6.氧枪的控制与连锁16 7.氧枪升降联锁及条件20 8.氧枪冷却水系统223. 氧枪修理的工艺、设备配备及能源消耗25 1.概述25 2.氧枪压力测试设计的方案25 3.氧枪修理工艺及设备的选择27
5、 4.氧枪修理的工艺布置31 5.动力消耗33 四.结束语 34 参考文献 37 1 转炉炼钢原理、工艺流程1.原理 转炉炼钢法同其他炼钢法主要区别在于不借助外加能源，仅靠吹入熔池的空气或氧气与生铁水中各种元素的放热氧化反应完成脱碳和脱除杂质的任务，并将钢液加热到出钢（1600或更高）温度。 2.工艺概述 （1）上炉出钢、倒渣，检查炉衬和倾动设备等并进行必要的修补和修理； （2）倾炉，加废钢、兑铁水，摇正炉体（至垂直位置）； （3）降枪开吹，同时加入第一批渣料（起初炉内噪声较大，从炉口冒出赤色烟雾，随后喷出暗红的火焰；35min后硅锰氧接近结束，碳氧反应逐渐激烈，炉口的火焰变大，亮度随之提高；
6、同时渣料熔化，噪声减弱）； （4）35min后加入第二批渣料继续吹炼（随吹炼进行钢中碳逐渐降低，约12min后火焰微弱，停吹）； （5）倒炉，测温、取样，并确定补吹时间或出钢；（6） 出钢，同时（将计算好的合金加入钢包中）进行脱氧合金化。 转炉炼钢工艺流程图2、 氧枪系统： 1.氧枪基本结构氧枪是转炉供氧的主要设备，它在炉内高温下工作，采用循环水进行冷却，由氧枪喷头、枪体和枪尾组成。水冷的氧枪基本结构是由三根同心圆管将带有供氧、供水和排水通路的枪尾与决定喷出氧气流特征的枪头连接而成的一个管状空心体。带有供氧、供水和排水通路的枪尾可以是铸造或焊接件。有使氧气和水分离的结构及与外部氧气、水管路连接
7、的接头，同时还用以固定三个同心圆管。2. 氧枪的构成 氧枪是转炉供氧的主要设备，它是由喷嘴、枪身和尾部结构组成。2.1喷嘴 喷嘴又称喷头或枪头。喷嘴能最大限度地将氧气压力能转化为动能获得超音速流股， 借此向熔池供氧并搅动熔池金属液以达到吹炼目的， 因此， 喷嘴是压力一速度的能量转换器。 按喷嘴形状和特点可分为拉瓦尔型、 直筒型及单扩张型等； 按喷嘴孔数可分为单孔及多孔喷嘴； 拉瓦尔喷嘴结构 2.2枪身为3根(双流氧枪为4根)同心的无缝钢管，下端连接喷头，上头端和枪尾相连。2.3尾部结构包括供氧、进水和排水支管及连接法兰和密封胶圈，通过枪尾和车间的氧气管网和高压水管网相连接。 3.氧枪在转炉中的
8、作用 氧枪是转炉炼钢的重要设备，其作用是在炼钢过程中向转炉内吹氧，使钢水脱碳，并加大冶炼强度。 顶吹氧气转炉是将高压、 高纯度 （含氧气99.4% 以上） 的氧气通过水冷氧枪，以某种距离 （喷头到熔池面的距离约为1-3m ） 从熔池上面吹入的。为了使氧流有足够的能力穿入熔池， 使用出口为拉瓦尔型的多孔喷头， 氧气的使用压力为 （1.0-1.4）MPa， 氧流出口速度可达400-440m/s 。 转炉炉膛是一个复杂的高温多相体系， 喷吹入炉内的氧气射流离开喷头后，由于炉内周围环境性质变化， 使射流的特性也变得有些不能确定。开吹时， 射流与熔池之间的炉内空间充满了热气体， 主要是熔池内排出的CO和
9、空气所组成。但是在吹氧几分钟后就开始形成炉渣， 从熔池内排出的CO 气体速度也很快增大，开始产生泡沫渣， 不久就把喷枪淹没了。在这种情况下， 不可能在真实的转炉上直接测定射流特性， 也无法找到合适的实验方法来推测炉内的情况。同时， 喷吹入炉膛的氧射流与炉内介质存在着温度差、 浓度差和密度差， 还存在着反向流动的介质和化学反应。因此， 炉膛内的氧气射流与在静止条件下研究的自由射流存在很大的差异。 转炉炉膛内的氧气射流， 其初始温度比周围介质的温度低得多， 当射流与从周围抽吸的高温介质混合时， 射流被加热。同时， 进入射流的CO 和金属滴要在射流中燃烧放热， 并使射流的黑度增大而接受周围介质的辐射
10、热。氧气射流因被加热膨胀， 使射程和扩张角增大。同时， 氧气的纯度降低。在热模拟实验中， 将氧气射入1400 的 CO室中， 在距喷孔10-20 个孔径处， 射流温度达1300-1800 ；在距喷孔30-40 个孔径处则达 2100-2300。显然， 这样的高温是危及炉衬的。 应该指出， 在氧气射流与熔池相遇处， 按非弹性体的碰撞进行研究， 射流的动能主要消耗于非弹性碰撞的能量损失 （约占70-80% ） 和克服浮力的能量损失（约占4-10% ） ； 用于搅动熔池的能量仅占20% 。因此只靠氧射流约 20%的能量搅动熔池， 搅拌强度显然是不足的。因此，顶吹氧气转炉熔池搅动的能量， 主要是由吹炼过程中脱碳反应产生的CO 气体从熔池排出的上浮力提供的 （忽略金属液各部分因成分和温度不同所引起的密度不同产生的对流） 4.转炉吹氧过程氧枪的主要工艺过程：在正常工况下
