教案
习题：
1.名词解释：炉容比、定量装入 分阶段定量装入 2.确定装入量时应考虑哪些因素?
3.铁水废钢的装入顺序有哪些，各有什么特点？
§4—3 供氧制度
供氧制度的主要内容：
确定合理的喷头结构、供氧强度、氧压和枪位制。
供氧是保证杂质去除速度、熔池升温速度、造渣制度、控制喷溅去除钢中气体与夹杂物的关键操作，关系到终点的控制和炉衬的寿命，对一炉钢冶炼的技术经济指标产生重要影响。 一.氧枪结构
氧枪是转炉供氧的主要设备，它是由喷头、枪身和尾部结构组成。 喷头是用导热性良好的紫铜经锻造和切割加工而成，也有用压力浇铸而成的。喷头的形状有拉瓦尔型、直筒型和螺旋型等。目前应用最多的是多孔的拉瓦尔型喷头。拉瓦尔型喷头是收缩—扩张收缩型喷孔，当出口氧压与进口氧压之比p出/p0<0.528时形成超音速射流
枪身：它由三层同心套管构成，中心管道氧气，中间管是冷却水的进水通道，外层管是出水通道。喷头与中心套管焊接在一起。 枪尾部：枪尾部接供氧管，进水管和出水管。 二.氧枪喷头
第 16 页 共 92 页
教案
氧枪喷头是一个能量转换器。它的作用是：最大限度地把氧气的压力能转化成动能，获得超音速流股，借此向熔池供氧并搅拌金属熔池，以达到冶炼目的。
1.对氧枪喷头的要求
⑴ 提供冶炼所需要的供氧强度；
⑵ 在足够高的枪位下，氧气射流对金属熔池 的冲击能量应能满足获得良好冶炼效果所要求的穿透深度和冲击面积； ⑶ 喷溅小，金属收得率高； ⑷ 枪头寿命长，炉龄高；
⑸ 枪头工作可靠，加工制造容易且经济。 2.拉瓦尔型喷头
是收缩—扩张型喷头,能使喷射的可压缩性流体获得超音速射流。 ⑴ 工作原理：
高压气体流经收缩段时，气体的压力能转化为动能，使气流获得加速度，气流在喉口处速度达到音速，在扩张段内气体的压力能继续转化为动能和部分消耗在气体的膨胀上。在喷头出口处当气体压力降低到与外界压力相等时，且满足出口压力与进口压力之比 P出∕Po ﹤0.528，可获得出口马赫数为1.8～ 2.2的超音速射流。 ⑵ 类型： A.单孔型：
易加工，枪位高，寿命长。但化渣难，喷溅严重，供氧强度不易提高，早期小型转炉使用。
第 17 页 共 92 页
教案
B．多孔型：
三孔（≤50T）、四孔、五孔（＞50T）
提高了供氧强度和冶炼强度，可以增大冲击面积，利于化渣，操作平稳，不易喷溅。但多孔喷头端面的中心区域冷却效果较差，吹炼过程中该区域气压较低，钢液和熔渣易被吸入粘附到喷头上而被烧坏。采用中心水冷铸造喷头，可延长多孔喷头的使用寿命。
例：马钢一钢厂95T复吹转炉氧枪喷头参数
孔型 出口直径 中心夹角 扩张角 马赫数 工作氧压 设计流量 四孔（mm） （°） （°） （MPa） （m3∕h） 拉瓦尔48.5 12 3.85 2.06 0.8～1.0 ﹥7000 a.三孔喷头
我国小型转炉一般采用三孔喷头。其特点是三个孔都是拉瓦尔型喷孔，为加工方便起见，每一小拉瓦尔型喷孔从收缩段到扩张段均为直线，而非曲线过渡。国内外对其使用的结论是吹炼强度高，热效率稳定，枪龄较高。 b.四孔以上喷头 大中型转炉采用。 四孔、五孔喷头结构：
一种是中心一孔，周围平均分布三孔（四孔）；或四个（五个平均分布在周围，中心无孔）。
三．氧气射流与金属熔池之间的相互作用 1．在高速氧气流股作用下，金属熔池的运动状况 ⑴ 形成冲击区。
第 18 页 共 92 页
教案
氧气流股与熔池液面接触时，金属与熔渣被氧气流股挤开，形成了冲击区。在受到冲击的熔池液面上，形成一股股波浪，同时在熔池内部也产生了强烈的循环运动。流股的动能越大，对熔池的冲击力强，形成的冲击区深度就深，熔池内部的循环运动也越强烈。在冲击区内，氧气、炉渣、金属密切接触，各种化学反应迅速进行，温度高达2000～2600℃。如果冲击区接近炉底，就会使炉底过早损坏，甚至烧穿。 ⑵ 形成许多小液滴
氧气射流的动能很大，将金属液和炉渣击碎，形成许多小液滴，小液滴的比表面积大，大大增加了金属、炉渣的反应界面，对加 快熔池内化学反应速度起着重要的作用。
2．氧气射流与熔池接触后的运动状况 ⑴ 形成反射流股
这股反射氧流对液面可以起到搅动作用和氧化作用。这股反射氧流的最外圈所包围的熔池面积，就是通常所说的“冲击面积”。 ⑵ 射流末端破碎成许多小气泡
氧气射流的动能越大，对熔池的冲击力就越强，被熔池吸收的氧增多，产生金属液滴和氧气泡的数量也增多，乳化充分，反射氧流减少，炉内直接传氧比例大，化学反应速度加快。反之，若氧气射流的动能减小，炉内以间接传氧为主，化学反应速度比较慢。 四．枪位对吹炼过程的影响 1．枪位与熔池搅拌的关系
⑴ 硬吹（低枪位或高氧压的吹炼模式）
第 19 页 共 92 页
教案
氧气射流对熔池的冲击力大，形成的冲击深度较深，冲击面积较小，产生的小液滴和气泡的数量多，气体—熔渣—金属乳化充分，炉内化学反应速度快，特别是脱碳速度加快，大量的CO气体排出，使熔池得到充分的搅动，同时降低了熔渣中∑（FeO）含量。即枪位越低，熔池内部搅动越充分。 ⑵ 软吹（枪位高或氧压低的吹炼模式）
氧气射流对熔池的冲击力减小，冲击深度变浅，反射流股的数量多，冲击面积增大，对熔池表面搅动有所增强，内部搅动相应减弱，脱碳速度降低，熔渣中的∑（FeO）含量增加。
综上所述，枪位在适当的范围内变动，可以调节熔池表面和内部化学反应速度，尤其是脱碳反应速度，从而起到调节熔池的搅拌作用。如果短时间内采用高低枪位交替操作，还有利于消除炉内液面上可能出现的“死角”。所以在炉役后期，成渣速度慢时，可采用高低枪位交替操作，能够消除渣料结坨，加快化渣。
2．枪位与渣中∑（FeO）含量的关系
枪位不仅影响着∑（FeO的生成速度，同时也影响到∑（FeO）的消耗速度。 ⑴ 当枪位低到一定程度，或长时间使用某一低枪位吹炼时，熔池内脱碳速度快，∑（FeO）的消耗量多，因此渣中∑（FeO）含量减少，导致炉渣返干，进而引起金属喷溅。
⑵ 高枪位吹炼时，由于氧流对熔池搅拌作用减弱，熔池内的化学反应速度减慢，熔渣中∑（FeO）积累聚集，起到提高∑（FeO）含量的作用。但长时间高枪位吹炼也会引起喷溅。 3.乳化和泡沫现象
第 20 页 共 92 页