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转炉氧枪喷头厂家设计方案及改进方法
时间:2017年06月08日         信息来源:www.ashxyj.com

供氧是氧气转炉炼钢操控进程的基地环节,直接影响其吹炼作用和钢种质量。喷头是氧枪最首要的部件,一个好的喷头规划有必要较好地处理喷孔形状、尺度、孔数、倾角、原料等疑问,合理安排水流、科学测算喷头底部铜壁厚度,然后保证喷头既有杰出的射流特性,又具有较高的耐用性。

    转炉炉内,氧气与铁水中的C、Si、Mn、P、S等元素发作反响,开释许多热量,反响区的温度超越2000℃,喷头端面承受很高的热负荷,苏联有关方面测定其为3.595×106千焦/(平方米•小时)。一起,喷头遭到熔渣腐蚀和钢渣喷溅等,其运用环境十分恶劣;而铜的熔点只要1083℃,所以如何增强喷头的冷却才能、减小喷头的变形、安稳喷头射流特性、延伸喷头寿数一直是喷头制造技能研讨开展的方向。

    早期转炉运用的单孔喷头,其间心有一个大的喷氧孔,因为高速氧气气流的温度在-100℃以上,加之端面附近有极好的水冷,所以单孔喷头的冷却不存在疑问。跟着转炉容积的增大,以及三孔喷头、多孔喷头呈现今后,喷头的冷却变得日益首要,也推动了氧枪喷头制造技能的立异开展。

    第一代锻造气冷(水冷)喷头受构造制约被筛选

    这一阶段出产的3孔喷头是用紫铜棒经车床加工、钻孔而成。喷头经过3股高速喷出的低温氧气来完成冷却。因为氧气气流的冷却才能有限,为了使孔之间的部位不过早损坏,规划制造时3个喷氧孔靠得很近,成果致使3股流股提早集合,影响了氧枪的锻炼作用,喷头基地部位经常被烧漏。为了处理锻造喷头孔间部位的水冷疑问,美国某公司出产的锻造喷头在氧孔之间钻孔,并通水冷却,以避免孔间部位被烧漏,但选用这一办法喷头运用寿数依然很短。

    第二代锻造基地水冷喷头运用广泛

    锻造喷头构造更趋合理,规划的分水盘将冷却水强行引向喷头基地,优化了喷头的冷却办法,使喷头变形较小。一起,喷头参数的修正相对简单,制造本钱较低,适合大批量出产。目前世界各国出产的喷头大多选用锻造办法出产。

    锻造喷头制造技能流程为:喷头构造规划-组合砂芯规划-单件砂芯规划-砂芯模具规划制造-制芯-合箱;铜熔炼-脱气、脱氧-铜水出炉-浇注-开箱清砂-切冒口、清飞边-机械加工-水压试验-RT无损检查-表面处理-装箱-出厂。

    国内目前锻造喷头大多选用粒度40目~70意图天然砂,运用水玻璃做黏结剂或选用树脂砂。铜的熔炼首要运用中频感应炉,少量厂家选用真空锻炼、真空浇注的技能。

    铜在锻炼进程中极易吸收气体,操控氢、氧含量是铜锻造技能的关键环节。电炉装料时,随炉可参加必定数量的木炭屑,铜料熔化后,木炭则上浮,使铜液与空气隔绝,以削减铜液的吸气和氧化;也有的选用中性掩盖剂来掩盖铜液。必要时,可采纳除气和脱氧的办法,比方吹入氩气、氮气,将氢气带着上浮;真空除气;参加磷、锰、锂、铜硼合金等脱氧剂以下降铜液中的氧含量,这么还能够避免气孔的发生。规划合理的浇冒口方位,完成次序凝结、合理补缩,能够有用避免缩孔和疏松。

    锻造基地水冷喷头因为在锻造进程中会发生气孔、疏松、夹杂物等不可避免的缺陷,一起喷头铜的纯度、密度、导热功能不高,在运用进程中喷氧孔出口简单倒角,影响氧枪的冶金作用,所以锻造喷头的运用寿数大多在150炉~200炉左右。

    第三代组合式喷头优势显着

    组合式喷头20世纪90年代引入国内,并在首钢210吨转炉运用。1995年~1997年上半年,在无溅渣护炉的情况下,喷头平均寿数为830炉,冶金功能安稳。同期的锻造喷头平均寿数只要177炉,可见组合式喷头优势十分显着。

    组合式喷头按其组合办法的不一样可分为锻压组合式喷头、铸锻组合式喷头、精挤二段式喷头号。

    锻压组合式喷头由喷头底部、喉管、喷头上部、分水盘、定位块、喷头中管、喷头外管等构成。除喷头底部与外管选用氩弧焊接、中管与分水盘选用螺纹衔接外,其余件选用钎焊衔接。喷头底部和上部别离选用必定直径的无氧铜和紫铜,用模具别离锻压,然后加工水道,最后与喉管、分水盘一起焊接。因为钎焊缝数量许多,所以对加工质量和焊工水平请求较高。

    铸锻组合式喷头底部选用模具锻压,其喷头上部、喉管、分水盘铸成一体,可做铸铜件也可做铸钢件,选用钎焊办法焊接在一起。该喷头对钎焊部位尺度请求较为严格,异种金属的钎焊难度较大;一起,钎焊缝方位太接近底部,焊接操作性不好。

    精挤二段式喷头克服了锻压组合式喷头的缺陷,将喉管与喷头上部揉捏成一体,削减了50%的焊缝和一道加热进程,约束了晶粒的长大,进步了喷头的强度;一起,一次焊接成品率的进步,节省了资本。喷头底部选用无氧铜料,经多道技能过程精细揉捏成形,水道光滑、无须加工,喷头上部选用紫铜二工步精细成型。钎焊缝方位更趋合理、喷头安全性更高、运用寿数更长。

    总体来说,组合式喷头因为喷头底部选用无氧铜料TU1(Cu≥99.97%),经揉捏后安排为孪晶a相,晶粒细微,导热系数大幅进步;其规划制造的上下导水锥和分水盘形状强行冷却了喷头基地,水道光滑,冷却水水流散布合理,不发生乱流;喷头底部壁厚均匀,在满意强度请求的前提下能够减小壁厚,增强冷却作用;喷氧孔用成型铰刀在镗床加工,或运用专用夹具在车床加工,孔的精度较高。恰是具有了这些长处,组合式喷头导热好、变形小、冶金功能安稳、运用寿数长,适宜在大中型转炉上运用。

    中国喷头出产厂家约有十多家,大部分出产锻造基地水冷喷头。目前国内氧气射流流场测验实验室仅有3个,出产公司中专业人员数量较少,新技能、新技能开发才能还显单薄,喷头的基础性研讨还不行,比方喷头的热传导、腐蚀机理、炼钢安全用氧、喷头参数与冶金作用的联系、喷头氧气射流流场测验与炼钢操作的联系等。博际集团江苏博际热能技能有限公司投资建成了亚洲最大的氧气射流实验室,规划流量超越30000立方米/小时,运用大吨位压力机,多套模具精细成型,成功开发了精挤二段式喷头,其商品正在全国大中型转炉上推广运用。



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