公称容量210t顶底复吹转炉供氧系统强化改造设计.doc

题目名称：公称容量210t顶底复吹转炉供氧系统强化改造上海大学 东方贱人AbstractAvoidances the combined-blowing converter oxygen supply system is the key technology of steelmaking process, send the oxygen pipeline and oxygen gun is one of the key equipment of steelmaking process. Reasonable oxygen lance blowing oxygen technology can improve the quality of liquid steel, shortening time of smelting and reduce the furnace lining erosion, improve the service life of furnace, at the same time can improve the quality of continuous casting billet for subsequent continuous casting. The design of converter steelmaking oxygen system is briefly introduced and its optimization process, and some of the steelmaking technology development in our country. Then has carried on the thermal equilibrium and material balance calculation, based on past experience, optimization of oxygen supply system technology, shorten the smelting cycle, Again according to the given to calculate the nominal capacity of 210 t, designed its oxygen lance nozzle and oxygen supply system, to complete the design 。Key words: top and bottom combined converter；oxygen system；process optimization；Material balance and heat balance ；oxygen lance headI第1章 绪论1.1转炉炼钢供氧系统的历史及发展.1.1转炉炼钢供氧系统概述转炉炼钢技术中的关键之一是顶底复吹转炉供氧系统的改造,氧枪与送氧的管道是转炉炼钢工艺的关键设备。适当的氧枪喷吹工艺可以有效提高钢液的质量,减少冶炼的时间,尽可能的减少对转炉炉衬的损害,使炼钢炉的使用寿命增长,同时也可以对后续连铸工艺连铸坯的质量有所提升 1。其中管路输送系统由低压氧气管道和中压富氧管道组成；压力调节系统由数套调节阀组构成；储存缓冲系统由中压氧球罐构成2。管道输送系统、主控制系统、压力的调节系统和存储缓冲系统这几个系统构成了顶底复吹供氧系统。近年来，钢铁厂不断在发展，生产规模也随之增大，所以氧气的需求量也提高了，这就促使了安全、经济、稳定、持续的氧气供应对钢铁长稳定高速的发展有了更加重要的作用。现在的氧气输送能力以及一整套供氧系统已经不能达到实际生产的要求。所以，供氧系统的强化改造有重要的意义。1.1.2 我国转炉炼钢供氧系统的发我国200t以上的转炉用氧的装备水平和国外同类型的钢铁厂相当，炼钢用氧水平与国外大型转炉相近。100t一下的中小型转炉的用氧技术处于领先地位。武钢二炼钢、首钢一炼钢、济钢、安阳、唐钢第一批中小型转炉的用氧技术指标都不错3。从1943年到现在，国内的顶底复吹炼钢技术有了很大的发展，制氧机的生产能力和应用也有了很大的进步。1957年，首都钢铁集团试制并建成了33500m3/h的制氧机，这中间经历了很多种制氧机的试制。（1）6000m3/h双纯度全低压蓄冷器型制氧机。（2）6500m3/h全板式制氧机。这之间在制氧方面经历了很多的困难，近几十年，氧气压力运输方面也一直在优化，获得了不少技术上的突破和发展。现在把气压力输送方面系统地、历史地作一个总结，这样对今后的供氧发展作借鉴4近几十年，天津第二炼钢厂的炼钢工艺技术和相关设备也有了很大的提升，在之前天津第二炼钢厂的主要制约因素是供氧设备和供氧技术， 所以公司高层决定对厂内原有的供氧设备和供氧技术进行技术强化改造，对吹氧相关工艺参数重新进行了确立，在确保氧气使用安全的前提下，优化了供氧系统。（1）调整快速切断阀的口径；（2）扩大了原管路上的截止阀；（3）将氧气管道换成159mm（4）改造了与新氧枪相应的氧枪升降小车和氧枪重砣配种等相关设备；（5）使用氧枪快速的更换接头的装置。（6）采取了新的氧枪喷头为4孔拉瓦尔喷头，调整马赫数为1.97.（7）新的氧枪改变了密封条件，增加了水泵，增大了新氧枪的冷却水流量。改造后的新氧枪吹氧效率大大提高，明显缩短了冶炼周期，钢厂提高了生产效率，取得了很明显的经济效益5。.1.3国外转炉炼钢供氧系统的发展早在1953年，奥地利的两个钢厂合作发明了世界上第一座氧气顶吹转炉，到了1960年，在世界上，通过氧气顶吹转炉的钢铁量占全球钢产量的比例不到5%。但是20世界是顶吹转炉技术发展飞跃的时期，在世界上占到了很高的比例，为41%，顶峰期甚至到了60%上，这是令人难以置信的。20世纪中后期，世界上的转炉炼钢供氧系统有了更大的进步，主要体现在法国和日本两个工业大国。日本在1980年3月开始了顶底复合吹炼转炉炼钢，以底部吹入气体的方式划分，可分为强搅拌型和弱搅拌型，法国钢铁研究院用的则是弱搅拌型。.4 国外钢铁厂的先进复合吹炼技术1）蒂森公司TB1970年，蒂森公司经过不懈的研究，研究出了TBM法复合吹炼技术。这个方法是把Ar、N2从转炉底部吹入熔池。这个方法为公司取得了比较好的经济效益，并且略微降低了生产成本。(2)川崎制铁公司LD-KGC和K-BOP法20年代末，川崎制铁公司通过不懈的努力，克服了重重困难，开发研制出了两种不同类型的复出转炉，即LD-KGC合K-BOP。LD-KGC在底吹喷嘴吹惰性气体的同时，用顶枪吹氧。而K-BOP则是在底部喷嘴混合吹氧气和石灰。这两种方法提高了增强的熔池的搅拌力。 （3） 新日铁公司LD-AB复吹技术在1979年底，新日铁公司的分厂把所有大型转炉盖在成了LD-OB复出转炉。并且，新日铁公司还开发了从炉底吹惰性气体的LD-AB复吹技术，在1990年，该厂向我国宝钢提供了LD-AB技术，对我国转炉吹炼技术有了很大帮助。(4)转炉双联法脱磷现在，转炉工艺的磷含量可达到0.004%0.01%。这个取决于硅和磷的含量。而铁水硅的含量是由渣量来确定的。转炉双联法脱磷中钢水含量很高，科大0.004%。脱磷之前必须先去除硅，所以转炉冶炼超低硅铁水，具有少渣操作的一些优越性。双联法，先把第一座转炉的炉渣扒掉，然后把第二座转炉出钢后把炉渣送回第一座转炉，给下因此I铁水脱磷做准备，再者，在铁水中添加锰铁和磷合金元素，能提高磷的含量。所以说，选择恰当的工艺操作，可得到磷含量相对较高的钢6。1.2转炉炼钢吹氧方式的分类1.2.1 氧气顶吹转炉炼钢BOF法和LD法指的是把纯氧气从炉子的顶部吹炼铁水变成钢的转炉炼钢方法。这个方法发扬了以前吹炼方法的优点，避开了缺点不足。这两个方法比电炉炼钢生产率高；对铁水相关成分的适应能力较强；可以生产低硫、低氮、低磷的低杂质钢种；废钢使用量也比电炉炼钢高很多；可以生产目前主要的几种钢品种。如此多的优点，不得不使氧气顶吹转炉炼钢在20世界60年代迅速地发展成为主流炼钢方法。这个方法一般用在冶炼低合金钢和非合金钢。1.2.2 氧气底吹转炉炼钢炉底部的氧气喷嘴把氧气吹到炉内熔池，使铁水冶炼成钢的转炉炼钢方法称OBM法，底吹法比顶吹法优越很多。（1）脱碳的速度比较快（2）熔池的搅拌能力增强。这些优点促使炼钢有更好的合金和钢水收得率。任何事物都有两面性，所以氧气底吹还是有它的不足。（1）在熔池区脱磷困难。（2）废钢比偏低，比顶吹法低5%。（3）钢水中的H比顶吹法高。所以底吹法还有待改进。1.2.3 顶底复合转炉在之前的底吹法和顶吹法做铺垫以后，促使钢铁厂迫切的研究开发新的供氧方式来炼钢。1970年连铸开始在世界兴起，所以对炼钢的成分和材质也有了一些更高的要求，所以对于研究新的供氧方式的迫切渴望进一步加强。1979年，卢森堡厂终于不负众望研制出了顶底复合吹练方法，因为这个方法优势十分明显，所以很快在世界流行起来。在这同时，日本也自主研发了这个方法。顶底复吹给工厂带来了很多的经济效益和冶金效果。顶底复合吹炼技术主要分为三大类：（1）底吹惰性气体、顶吹氧：顶吹氧气，底吹AR、N2、及CO2较弱的氧化性气体。（2）顶底复合吹氧气法：这个技术是指顶底一起吹氧、外面层吹CO2，中心层吹O2、N2、Ar和天燃气起保护作用；（3）顶底吹氧、喷加燃料法：这个技术指顶部吹的氧气、底部吹或者侧面吹氧，同时加入燃料，是一种增加废钢的复吹方法。顶底复吹的主要冶金特征表现在以下几个方面：（1）吹练终点残锰明显提高；（2）碳氧反应更趋平衡；（3）脱磷脱硫反应更趋平衡。复吹的优点可以简单归纳为：（1）减少耐材消耗，提高炉龄；（2）降低O2耗约8%；（3）石灰消耗减少310Kg/t ；（4）金属收得率高了0.5%1.4%（5）磷的含量降低了大概0.002（6）残锰提高约0.02%0.06%； （7）渣中的铁含量降低了2.5%5.0第2章 热平衡和物料平衡的计算2.1计算原始数据 2.1.1 计算原始数据（表1-1表1-5） 计算所需基本原始数据有：各种入炉物料和其他的产物（表1-1）；物料的平均热效应（表1-3）；在铁水中的元素对铁的熔点的影响（表1-4）。表注意：纯铁的熔点为1536表2-2 各材料的热容（kJ/kg.K）表2-3 反应热效应（25）表2-4 熔入铁水中元素对铁熔点的降低值2.2.1 热收入的计算用100kg铁水作为基础进行计算第一步：先计算它的热收入Qs热收入包括炉渣物理热、渣中铁珠物理热、废钢吸热、热损失、炉气物理热、白云石的分解热、铁水物理热等等1）铁水的物理热：应该先根据铁水的熔点的要求来确定钢水的熔点，再按照出刚时的温度和过热度来决定出钢的温度，最后可以算物理热。 =1536-(4.2100+88+0.65+0.230+0.03525)-6=1094=1000.745(1094-25)+218+0.837(1308-1094)=119352.30kJ2)混合料中的元素氧化放热和成渣热根据表1-18、表1-6、表1-12数据计算如下： 表2-5 混合料中元素氧化放热和成渣热 1.5（75%56/724250 + 20%112/1606460）= 5075.35 kJ4)因炉衬中碳氧化放热对结果的影响很小，为方便计算，忽略不计所以，炉内热 Qs=Qw+Qy+Qc=119352.30+98266.06+5075.35=217841.42.2.2 热支出的的计算热支出项有炉渣物理热、烟尘物理热、渣中铁珠的物理热、白云石的分解热、热损失、废钢吸热、钢水物理热等等1）钢水物理热：应该先根据铁水的熔点的要求来确定钢水的熔点，再按照出刚时的温度和过热度来决定出钢的温度，最后可以算物理热。=1536-（0.1065+0.195+0.02030+0.02025）-6=1533=1533+50+50+70=1703=90.3770.699(1533-25)+272+0.837(1692-1533)=131723.75k(2)炉渣的物理热：为了方便计算，终渣温度和钢水温度相=13.0661.248(1703-25)+209)=30092.88kJ 3烟气、炉气，铁珠和喷溅金属的物理热：（4）生白云石=2.5（36.40%1703+25.60%1405）=2448.93k（5）热损失：一般情况下，其他损失带走的热量一般占总热收入的4%8%。本设计取4%，则：.3废钢比的计算所以废钢的加入量=21063.1910.699(1522-25)+272+0.837(1703-1533=14.34kkg则废钢比为：2.4 物料平衡计2.4.1 计算所需原始数据（表1-7表1-9表2-7 钢种、铁水、废钢和终点钢水的成分设定值注：本设计设定的钢种为Q235AC和Si按实际生产情况选取；Mn、P和S分别按铁水中相应成分的30%、10%和 60%留在钢水中设定。表2-7 其他工艺参数设定值2.5 未加废钢和合金的物料平衡计 物料平衡的基本项目收入项有废钢、铁水、氧气、炉气损失、白云石、石灰支出项有炉渣、烟尘、铁珠、喷溅、钢水。2.5.1计算步骤用100kg铁水为基础开始计算第一步：计算合金化前和脱氧的总渣量和它的成分。加入熔剂的成渣量和炉衬总渣量各项成渣量见表1-101-12。总渣量成分见表1-11。第二步；计算氧气的消耗量。表2-10 铁水废钢混合料中元素的氧化产物及其成渣量 石灰的加入量：从表1-101-12中知道，渣中已含（CaO）=-0.017+0.004+0.910=0.899；已含（SiO2）=1.543+0.009+0.020=1.572.因为设定的终渣碱度R=3.5，所以石灰加入量为：Rw（SiO2）-w（CaO）/ w(CaO石灰)-Rw（SiO2）=4.603/（88.0%-3.52.50%）=5.81kg （石灰中的CaO含量）-（石灰中的SCaS自耗的CaO量）。 由CaO还原出来的氧量，计算方法同表1-10的注。表2-13 终渣总量及成分 总渣量计算如下：因为表中7-8中除（FeO）和（Fe2O3）以外的渣量为：6.777+1.739+1.049+0.129+0.522+0.030=10.246kg，而终渣w（FeO）=15%（表1-9），故总量为10.24686.75%=11.811。 W（FeO）=11.8118.25%=0.974kg。 W（Fe2O3）=11.8115%-0.033-0.005-0.008=0.545.CO、CO2、SO2、N2和H2O都存在炉气。这之间CO2、CO、SO2和H2O可由表1-91-11查得，O2和N2则由炉气总体积来确定。现计算如下。炉气总体积V式中VgCO、CO2、SO2、和H2O各组分总体积，m3.本计算中，其值为：7.64122.4/28+2.54922.4/44+0.01022.4/18=7.423m3 Gx不需要计自由氧氧气消耗量，kg。其值为；7.298+0.062+0.34=7.7kg Vx石灰中的CaO与S反应还原出来的氧气量（其质量为：0.002kg，见表1-13），m3； 99由氧气纯度为99%转换得来。表2-15 炉气量及其成分炉气中O2的体积为7.5125%=0.0376m3；质量为0.037632/22.4=0.054kg。炉气中的N2的体积是炉气总体积与其他成分的体积的差值；质量为0.05828/22.4=0.072kg。 第3章 供氧系统3.1. 供氧系统的工艺流程 制氧机、加压机、中压贮气罐、输氧管、控制闸阀、测量计器、氧枪等主要设备组成了转炉车间的供氧系统我国某钢厂供氧系统流程如图5-1所示。1-制氧机；2-低压贮气柜；3-压氧机；4-桶形罐；5-中压贮气罐；6-氧气站；7-输氧总管；8-总管氧压测定点；9-减压阀；10-减压阀后氧压测定点；11-氧气流量测定点；12-氧气温度测定点；13-氧气流量调节阀；14-工作氧压测定点；15-低压信号连锁；16-快速切断阀；17-手动切断阀；18-转供氧系统主要设备如下：(1)低压贮气柜。是贮存从制氧机分馏塔出来的压强为O.0392MPa左右的低压氧气，氧气柜的构造同煤气柜相似。 (2)压氧机。是制氧机分馏产生的氧气，氧气压力只有0.0393MPa，需要给氧气加压，氧压提高以后，中压贮气能力也随之增强。(3)供氧管道。供氧管道包括总管和支管供氧系统中的阀通常有以下几种（1)减压阀。减压阀的作用是将总管的氧压减少到工作氧压的上限。工作性能好的减压阀可以起到稳压的作用，不用经常调节。（2)流量的调节阀。它在吹炼过程中起调节氧气流量的作用，一般用薄膜调节阀。（3)快速切断阀。这是吹炼过程控制氧气的开关，要求开关灵动、温度可靠而且要密封性好。（4)手动切断阀。在管道和阀门出现问题时，用手动切断阀开关氧气3.1.1 车间需氧量计算由物料平衡计算和热平衡计算，可以准确的计算出吨钢耗氧量7.82122.4/3210=54.7m3/t。由涟钢210t转炉生产经验，供氧强度为3.2m3/tmin，求得纯吹氧时间为54.73.2=17.5min18min，本设计为供氧系统的强化改造，所以要缩短吹氧时间，提高生产效率，把纯吹氧时间定为16min，供氧强度则为54.716=3.42m3/tmin。车间转炉座数、吨位大小、平均冶炼周期决定了氧气转炉车间每小时的平均耗氧量。复合吹炼的周期性很强，纯吹氧时间大概是冶炼周期的一半。所以会在吹氧时间出现氧气的高峰值，这就迫使我们通过工艺计算出转炉生产中的平均耗氧量和高峰耗氧量3.1.2 一座转炉吹炼的小时耗氧平均耗氧量：Q1=式中： 吨钢耗氧量每一吨钢消耗的氧气的量，m3/平均冶炼周期指从本炉兑铁水到下炉兑铁水的时间，min；高峰耗氧量：Q2=.2.1 车间小时氧耗量指车间正在工作的所有转炉同时处在吹氧期所需提供的氧气的量。该设计采用二吹二车间，转炉公称吨位为210t，平均吹炼周期32min，平均吹氧时间16min，吨钢耗氧量为54.7m3/t，则车间每小时氧耗量计算如下：车间平均氧耗量：Q=车间高峰氧耗量：3.1.2.2 制氧机的选择转炉车间的需氧量是制氧机生产能力的决定因素。 炼钢车间的平均耗氧量是选择制氧机生产能力的关键，可以通过在制氧机和转炉之间设置贮气罐来对应车间的高峰耗氧量。当然，在选择制氧机能力的同时，还应该综合考虑制氧机国家的标准系类。目前，我国氧气转炉车间可供选泽的制氧机系列有：1000，1500，3200，6000，10000，20000，26000，35000m3/h等。各种吨位氧气转炉配备制氧机时可参考表1-16中所列方案表3-1 不同吨位氧气转炉与制氧机匹配制氧设备的选择，除考虑转炉的用氧量外，还需要考虑车间其它工序的小额氧气用户，如铸坯切割、精整等。本设计采用23500/h供全厂使用。第4章 氧枪设计氧枪作为转炉吹氧设备中的关键性部件，对于供氧系统有着十分重要的意义。喷嘴和枪身两部分组成氧枪。转炉内的反应区温度可以达到20002600。在吹练过程中，氧枪会受到炉衬的辐射、对流和传导的复杂作用。所以对氧枪的水冷系统和结构有很高的要求，这样才能使氧枪在高温高辐射的环境下正常作用从图3-4可知，氧枪的枪身由三层同心钢管组成。内层管是氧气的通道，内层管和中层管之间是冷却水的进水的通道；中层管和外层管之间是冷却水的出水通道4.1 喷嘴类型的选择与主要尺寸计4.1.1 喷嘴的类型拉瓦尔型的喷嘴是现在喷嘴选取的主流，所以此次设计选用的也是拉瓦尔喷嘴，综合考虑，选用五孔喷嘴，收缩段、喉口段和扩张段组成整个喷嘴。收缩段和扩张段的交界处称为喉口，这个地方截面积最小，通常把喉口直径叫临界直径地方的积叫做临界断面积。.1.2 喷嘴主要尺寸的确定（1）供氧量的计算。由第二章物料平衡热平衡计算，每吨钢氧耗量为54.7m3/t，吹氧时间16min，则供氧量： 即：Qm3/min图3-2 氧枪结构的示意图1吊环；2内层管；3中层管；4上卡板；5外层管；6下卡板；7喷嘴（1） 选则喷嘴马赫数Ma。Ma的大小是喷嘴氧气出口速度的关键因素，即也是决定对熔池冲击力大小的决定因素。喷溅一般就是由于喷溅导致的，Ma过低，会使搅拌作用减弱，所以会导致氧气的利用率降低，渣中TFe偏高也会随之造成喷溅。根据以往生产经验，一般大于120t的转炉，Ma=2.02.1.本设计中Ma选用2.1。（3）喷孔夹角，根据以往生产经验，三孔喷嘴选用夹角为911；四孔的喷嘴选用夹角为1013；五孔的喷嘴选用夹角为1315。因为本次设计转炉的公称容量为210t本设计采用五孔喷嘴，选用喷孔夹角为15o。 （4）确定理论设计氧压 通过查表1-18可知等熵流，当Ma2.1，0.1094，0.101MPa（为炉膛压力近似等于大气压力）。=0.9106Pa(5)计算喉口直径每孔氧流量q=m3/min，应用公式令0.93（喷嘴流量系数），273+35308K注：为氧气滞止温度K，一般按当地夏天温度选取，=273+（3040）K,=0.9MPa，代入上式m2则4.64cm46mm表3-2 等熵流的实验数据表中 为理论设计氧压，在设计喷嘴按理论设计氧压选取，P喷嘴喉口总断面积，m2转炉炉膛内气体压力，Pa；进入喷嘴前氧气的体积密度，kg/m3；氧气滞止温度，K；喷孔出口总断面积，m2；(6)计算出口直径因为Ma2.1，查等熵流表知A/A喉1.837，即所以则喷 （7）计算扩张段长度取半锥角为5：（8）确定喷角。根据以往生产经验，喷头倾角一般取2.8o15.4o为宜，综合考虑，取15o。9）五喷孔中心分布圆直径。应该先确定喷孔倾角，然后可以得知喷孔中心分布圆是影响氧射流是否汇交。综合考虑，取五喷孔中心分布圆直径为：d=115mm4.2 氧枪枪身各参数设4.2.1 氧枪枪身各层管径尺寸的确定氧枪的枪身是有三层无缝钢管，最内层是氧气通道，内层管与中层管之间的环缝是进水的通道，外层管和内层管之间的环缝是出水的通道。 （1）中心氧管直径氧气的通道是内层管，它的直径应该等于或者略高于喷嘴进口的直径，它的计算方法与喷嘴的进口直径一样。其计算方法如下所示：1. 管内氧气工况氧压Q取中心管内氧气流速V1=60m/s，则中心氧管内根据标准热轧无缝钢管产品规格，选取中心钢管为134mm6mm中层管内径通过以往生产实践经验，选取氧枪冷却水耗量Q水=120m3/h；冷却水进水速度V进=6m/s，出水速度7m/s（因为出水温度升高，体积增大，故V出V进0.又中心氧管外径d1外=134mm，则：进水环缝截面积： F2=出水环缝面积： F3所以，中层钢管的内径：选取中层钢管为170mm6m同理，外层钢管内径： 选取外层钢管为211mm12mm。查常用钢，材手册GB2270-80不锈钢无缝钢管热轧钢管系列P688页，取壁厚为16，则228+162=260mm（3）外层管内径供出水用的是外层管，冷却水通过喷嘴后温度升高1015，体积略有增大，出水流速一般为67m/s，外管尺寸的计算、选择方法和中层管相同。已知：150t/h，260mm把出水流速设为W水7m/s则出水环通道截面积：外层管内径：根据钢材手册GB2270-80不锈钢无缝钢管热轧钢管系列的P688页，壁厚应该取为19 mm，则274+192312mm枪身三层管尺寸分别为：。4.2.2 氧枪长度的确定 如图4-1所示，氧枪的全长等于下部枪长度加上尾部长度。氧的枪尾部装置有氧枪把持器、冷却水进出管接头、氧气管接头和吊环等。 氧枪下部长度取决于转炉公称吨位和烟罩尺寸。H氧枪氧枪头部最低位置至炉口的距离，它等于钢液面距炉口距离减去钢液面距氧枪喷头端面距离，所以本设计=4246+3396-400=7242mm,一般=200400，取=400m；烟罩下缘到转炉炉口的距离，通常情况下取3605OOmm，大型转炉一般取上限，小转炉取下限，本次设计取400mm;烟道拐点离烟罩下缘的距离。通常情况下取31004000mm,本设计取4000mm；氧枪密封口上缘离斜烟道拐点的距离，本次设计取值为3000mm， 对喷嘴进行清洗，还有出现故障时需要排除时，氧枪应该提出烟道氧枪插入孔边缘一些距离。根据以往生产经验这段距离一般取600800mm,本设计取值为800mm； 根据氧枪把持器设备的要求确定,本设计取500mm；氧枪把持器中心线的距离，根据把持器设备要求确定,本设计取4000mm；氧枪把持器中心线至氧枪接头的距离，本设计取1000mm。氧枪的行程是之和。图 4-1 氧枪长度的确定本设计的氧枪长度：H氧枪 =7242+400+4000+3000+800+500+4000+1000 =20942mm氧枪的行程： H行=15442mm4.2.3 对氧枪升降和更换机构设备的要求氧枪需要多次通过升降来调整枪位。所以对氧枪的升降机构和更换装置提出以下要求：（1）升降的速度应该要适当，而且要可以对速度进行调节。更重要的是，为了减少冶炼的周期，在吹炼的同时氧枪应该加快提升的速度，在炉口以上可以加快下降的速度；当氧枪进入炉口以下时，这时候应该减速下降，能更好的控制熔池的反应和保证氧枪的使用安全。根据以往生产经验，综合考虑，这次设计中转炉氧枪升降速度的快速为50m/min，慢速为510m/min。（2）能确保氧枪升降的平稳、灵活的控制、操作的安全、结构要简单和便于维护；（3）可以便捷的调速，使能快速的进行氧枪的更换；（4）安全措施要做好，应该具备安全连锁装置；为了确保保证生产的安全，氧枪升降机构应该设有下列安全连锁装置：1）如果转炉不在垂直的位置时，则氧枪不能下降。当氧枪进入炉口后，转炉不能倾动一点点；2）如果氧枪下降到炉内过了氧气开、关点时，则氧气切断阀应该自动打开，当氧枪提升通过此点时，氧气切断阀应该自动关闭；3）当冷却水或者氧气压力比给定值低还要低时，或者冷却水的温度比给定值还要高时，氧枪能自动提升并及时报警；4）氧枪和副枪也应该有安全连锁的装置，确保安全；5）具备一定的应急措施面对停电情况下。4.2.4 氧枪垂直升降机构图4-2是重锤提升装置，它包括了氧枪、氧枪升降小车、导轨、平衡锤、卷扬机、横移装置、钢丝绳滑轮系统、氧枪高度指示标尺等部分。图 4-2 氧枪升降机构1-氧枪；2-升降小车；3-导轨；4、10-钢绳5、6、7、8-滑轮；9-平衡锤；11-卷筒氧枪1固定在那个小车2上，氧枪小车应该沿着用槽钢制成的轨道3做上下滑动，然后通过钢绳4将氧枪小车2与平衡锤9连接起来。4.2.5 氧枪各操作点的控制位置转炉生产过程中，根据生产情况氧枪处于不同的控制。图3-7转炉氧枪在行程中各操作点的标高位置。图 4-3 氧枪在行程中各操作点的位置1-最低点；2-吹氧点；3-开、闭氧点（变速点）4-等候点；5-最高点；6-换枪位置氧枪的各操作点参数的确定依据：（1）吹氧点。这个点非常关键，是氧枪刚刚开始进入正常运作的位置。转炉公称吨位、喷嘴类型、供氧压力是这个位置的决定因素，一般是由生产实践经验确定； （2）变速点。这个点是氧枪提升或者下降速度开始改变的地方，这个位置的确定有利于保证安全生产，还可以控制氧枪提升下降的时间；（3）最低点。这个点是氧枪下降的最低点，这个点是由转炉的公称吨位决定的。喷嘴端面离熔池的距离一般情况下是210400mm。本次设计是公称容量240t，所以应该选择上限，这次设计选400mm。（4）氧气开、关点。氧枪降到这个点的时候自动开始输送或者关闭氧气。如果过早或者过晚的开关氧气会造成氧气的浪费，甚至可能会造成不良影响；（