双角度氧枪的研究与实践（二）

　　2.2　双角度氧枪动力学研究
　　脱碳反应即熔池中碳和氧的反应,至少包括3个环节:
　　(1)反应物C和O向反应区扩散;
　　(2)［C］和［O］进行化学反应;
　　(3)排出反应物——CO或CO+CO2混合物。
　　在高温下［C］+［O］=CO的化学反应非常迅速,实际上是个瞬间反应,因此碳和氧向反应区扩散是整个脱碳反应速度的控制环节。采用双角度氧枪吹炼、氧流的穿透深度、冲击面积都比6孔30°氧枪要大,冷态试验研究表明,3孔、4孔、6孔氧枪吹炼造成的反应区域都很近似于圆形凹坑,其反应体积:
　　
　　式中　r——氧枪吹炼时的冲击半径,mm
　　h——氧枪吹炼深度,mm
　　从上式可计算出双角度氧枪吹炼时的反应体积比6孔23°氧枪和6孔30°氧枪分别大180%和82.5%。由此可见,双角度氧枪吹炼时造成的碳氧接触机会比6孔30°氧枪要大,即双角度氧枪吹炼时的脱碳速度比6孔30°氧枪快。
　　氧枪吹炼时穿透深度可用下式计算: 
 
　　式中　P——喷孔前的氧压,atm
　　d——喷孔直径,m
　　ρ——金属液的密度,kg/m3
　　B——常　数,对于　低粘　度的　液　体B=4
　　K——考虑实际炉型的系数
　　从上式可以看出,氧枪吹炼时穿透深度与氧枪喷孔直径成正比,因此我厂将3个20°的氧孔直径由Ø14mm扩大为Ø16mm。将3个40°的氧孔直径改小为Ø12mm。改进后虽然单枪总氧量不变,但穿透深度却变大了,对后墙(水平方向)的喷溅损蚀作用也减小了。2.3　双角度氧枪吹炼实践
　　武钢一炼钢厂从1993年4月27日至6月15日在7号平炉上进行了整个炉役的氧枪试验。试验所用双角度氧枪喷头结构见图5。试验基本参数见表1。 
　　表1　试验的基本参数 

　　试验是正常生产情况下进行的,使用的水压、氧压不变,其具体情况见表2。 
　　表2　不同枪型的基本参数