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02
2024
-
08
现代电炉炼钢氧气集束射流的优势
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现代电炉炼钢氧气集束射流的优势
(1)在超过喷嘴直径70倍的喷吹距离内都可以保持原有的速率、直径和气体浓度及喷吹冲击力,比任何传统的超声速氧枪都要长得多;
(2)比传统超声速喷吹带入的环境空气量要少90%以上;
(3)气流的扩展和衰减较小,因此钢水中形成的空洞和飞溅也少得多。
集束射流的长度远大于超声速射流的长度,而且集束射流能够在很长的喷射距离上保持很高的集束状态,能够更好地将氧气喷吹到熔池深处。这样,更多的氧气能够进入熔池,与熔池接触的时间也会增加。因此,氧气的利用率就会相应提高。
集束射流氧枪是应用气体力学的原理来设计的。其要点是:喷嘴中心的主氧气流指向熔池。高的动能和喷吹速度是不足以使射流在较长的距离上保持集束状态的,为了达到保持射流集束状态目的,必须用另一种介质来引导氧气,即外加燃气流,使燃气流对主氧气流起着封套的作用,这样主氧气流就能够在较长的距离内保持出口时的直径和速率。
集束射流氧枪技术的关键是设计专用喷嘴,该喷嘴能够以超声速的速率向电炉内输入氧气。集束射流氧枪的出口马赫数可以达到
2.0左右,对金属熔池具有较高的冲击能,其射流凝聚距离能够达到1.2~2.1m。由于集束射流能量集中,具有极强的穿透金属熔池的能力,增加了氧气对钢水的搅拌强度,因此对促进钢渣反、均匀成分与温度、减少喷溅、提高氧气利用率、提高金属收得率和生产率都有好处,同时随着穿透能力的增强,枪位可适当提高,使氧枪寿命提高。
对于电炉炼钢,沿炉壁圆周方向可以布置多个集束射流喷嘴,以使化学能在炉内均匀分布，除了吹氧外,每个喷嘴还能用作炉壁烧嘴,以熔化废钢,缩短冶炼时间;还可用作二次燃烧的氧气来源,以充分利用炉气中的化学潜热,增加炉内输入的化学能。这些功能都可以明显地提高电炉的生产率和降低电能消耗。美国MacSteel 钢厂60t电炉应用集束射流装置,取得的效果是:增加产量7.2%,节电0.7%,降低氧耗36.7%,降低喷补料34.7%。
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