【正文】 或T=0. 5556 X 290=[K] =12. 7因此可得 V=Ma===484[m/S] (見圖3一2)也可由(37)式計算。 V===484[m/S]例2:如取出口馬赫數(shù)M=2. 3，則設計氧壓應提高為12. 98[kg/cm2]，Vm=}[m/S](見表3一2)這里:設計工況氧壓提高=60%出口氧速僅提高=%因此M=，也可選用M2 ,如M=2. 2~2. 3這對三孔噴愉相應可提高槍位對槍令極為有利。④生產(chǎn)爐不取M2，因在低馬赫數(shù)區(qū)，只要用較少的供氧壓力%使可換取更大的出口氧速度%(見表3一3)。表3—3 △M相等氧壓，出口速度相應增值比較表M上升值相同△M△P%△V%=113%=20%=118%12%爐膛壓力、出口氧壓和供氧壓力間的關(guān)系一般設計計算取噴頭在爐內(nèi)的環(huán)境壓力為1個大氣壓，即P=P出口=P=[㎏/C㎡]。當取M=2時則P/P0=,由此可得新爐設計工況氧壓P0 =[㎏/C㎡](參表3—1及3—2)。①當噴頭前氧壓由Po=8. 1[kg/cm2」經(jīng)縮放管達到出口斷而處則下降到出口氧壓P出=[時壓力能可全部轉(zhuǎn)為超音速動能，且由于P出=P周因此可確保吹煉平穩(wěn)。②當氧槍和出口馬赫數(shù)M=2已定，如提高操作氧壓Po，則由式((35)將會相應提高出口氧壓P并同時提高滯止氧和出口氧的溫度T。和T2換言之，出口音速與出口氧速也將同時提高(參式37)。如假設T。不變，則由式((38)可知T也不會改變。因此可使出口氧速V也不變(參37)。由上面分析可提出這樣的結(jié)論:“在氧氣的滯止溫度為定值時，氧氣流出速度是氧氣噴孔出口斷面積與臨界斷面積之比的函數(shù)，而與壓力無關(guān)”(見[4]月13)。否則出口氧速V與使用氧壓有關(guān)(見[5]594)。③[kg/cmZ〕時，則由于P出口P，會在噴孔出口處產(chǎn)生負壓吸入金屬熔滴和熔渣微粒發(fā)生噴頭燒壞并使射流變形導致槍令下降。④爐內(nèi)實際環(huán)境壓力由于泡沫上升和CO氣體的排出，因此比1. 034[kg/cm2]稍大。[kg/cma2],爐齡后期可提高供氧壓力，但不大于P設的50%，一般后期為Po=12[kg/cm2]。①四孔噴頭的噴孔夾角一般為10176。~11176。(噴頭與噴孔中心線夾角)，可在正常槍位下達到（R沖/R熔}=~，防噴并提高槍令，當熔池較深時可取下限以提高攪拌強度，由于三股射流有相互吸引的作用，如噴孔夾角10176。則R沖/R熔0. 1，會發(fā)生流股匯交類似于單孔噴頭不利化渣，還易增大噴濺，如噴頭夾角11176。，則高溫氧流會沖刷爐壁，同時由于流股中心偏轉(zhuǎn)較大使流速低對攪拌熔池不利，但隨著噴頭孔數(shù)的增加噴孔夾角也相應增大.。表3一4推薦設計噴孔數(shù)和噴孔夾角的參數(shù)噴頭孔數(shù)3455噴孔數(shù)增多噴空夾角9176。~11176。10176。~11176。13176。~14176。15176。~17176。噴空夾角增大②噴孔間距對射流產(chǎn)生的相互影響，間距過小，射流之間產(chǎn)生的吸引力會增大相互交匯的趨勢，如增大噴孔間距，還不會降低射流中心的最大流速，這與增大噴孔夾角而降低中心最大流速是不同的，對四孔噴頭取噴頭中心與噴孔端面中心距為(~)d出時，可使氧流速的衰減變慢。為保證超音速氧流在出口時具有對稱的邊界條件而不影響流股的形態(tài)，噴孔的出口斷面應為正口拉瓦爾型，即端面應設計成與噴孔中心線垂直的圓錐面，其圓錐角α與噴孔夾角相同，為改善端面頂部的冷卻條件，也可設計成截頭圓錐體。收縮段為亞音速，馬赫數(shù)M~1；噴頭處為音速，故馬赫數(shù)M=1；擴張段為超音速，因此M=1~2，尺寸表示如圖33所示。①半擴張角4176。一6176。(圖3一3)過小一─擴張段長度增加而附面層增厚，除阻損增加外，由子減小了實際出口斷面積并使出口氧速下降。大一─會在噴咀出口處產(chǎn)生嚴重的激波(為氣流屬性，如壓力溫度，密度等的不連續(xù)面)，當氣流通過產(chǎn)生激波時，壓力、溫度和密度增加，而氣流速度則減慢（[5]562及569)。②擴張段長度L＝(d出一d喉)/2tg（4176?！?176。)。③喉口長度取5～l０mm。目的為保證喉口的加工尺寸，并使縮放段的加工更為方便，理論上喉口不需長度，當增長喉口，由于附面層的影響，實際喉口斷面將縮小而減小流量，喉口與兩端應平滑變化，可使氣流屬性如P/Po，ρ/ρo，T/To隨A /A*的變化也比較平滑（[65]555圖82).5~10dd入=2d喉d出4176。~6176。d喉R=3d喉L圖 3—3 縮放管噴嘴示意圖噴管流量系數(shù)由于實際噴管不可能等熵流，因此要用流量系數(shù)C0對理論流量進行修正，對四孔噴頭而言，CB=Q實/ =~。式中：Q理=3*/T0[Nm3/min]而 Q實=CDQ理 用于非等熵流時噴嘴的流量噴頭其余尺寸 可參蘭圖及[7]172.[3]146～147等。由于某些數(shù)據(jù)來自下面氧槍部分的設計，因此可待計算完后再做噴頭圖。（二）噴頭計算步驟⑴ 原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)爐公稱容量105轉(zhuǎn)爐參數(shù)：熔池直徑D=4595mm ，有效高度H內(nèi)=7675mm ， 熔池深度h=1298mm ，爐容比V/T=。⑵ 計算氧流量噸鋼耗氧量為56[m3/T]，[min]，則氧流量為：qv=56105/20=294[m3/min]⑶ 選用噴孔參數(shù)出口馬赫數(shù)，采用四孔噴頭，噴孔夾角。⑷ 設計工況氧壓查等熵流表，當M=，P/P0=，定P膛=105Pa，則 ⑸ 計算喉口直徑 每孔氧流量 利用公式，令，，則 求得 取喉口長度⑹ 計算 當M= 當M=：A/A*=（）2/（）2≈因此M=。⑺ 計算擴張段長度L取半錐角為5176。時，則⑻ 收縮段長度取收縮，則收縮半角為18176。，收縮段的長度可由圖上作業(yè)確定，只要求靠近喉口時斷面變化盡可能緩慢。（3） 槍身設計⑴原始數(shù)據(jù)冷卻水流量，冷卻水進水速度，冷卻水回水速度，冷卻水噴頭處流速7m/s，中心氧管內(nèi)氧氣流速，吹煉過程中水溫升△t=20℃，其中，；槍身外管長，槍身中層管長，中心氧管長，180176。局部阻損系數(shù)167。=。⑵中心氧管管徑的確定 中心氧管管徑的公式為 管內(nèi)氧氣的工況體積流量 中心氧管的內(nèi)截面積 中心氧管的內(nèi)徑 根據(jù)熱軋無縫鋼管產(chǎn)品目錄，選擇標準系列產(chǎn)品規(guī)格為 的鋼管 驗算氧氣在鋼管內(nèi)的實際流速符合要求⑶ 中層套管管徑的確定環(huán)縫間隙的流通面積 中層管的內(nèi)徑為根據(jù)熱軋無縫鋼管產(chǎn)品目錄，選擇標準系列產(chǎn)品規(guī)格為 的鋼管驗算實際水速 符合要求。⑷ 外層套管管徑的確出水通道的面積為 外管內(nèi)徑為 根據(jù)熱軋無縫鋼管產(chǎn)品目錄，選擇標準系列產(chǎn)品規(guī)格為的鋼管驗算實際水速 符合要求。⑸ 中層套管下沿至噴頭面間隙h的計算該處的間隙面積為故 ⑹ 氧槍總長度和行程的確定根據(jù)公式氧槍總長為 式中：h1－氧槍最低位置至爐口距離。 h2－爐口至煙罩下沿的距離； h3－煙罩下沿至煙道拐點的距離； h4－煙道拐點至氧槍孔的距離。 h5－為清理結(jié)渣和換槍需要的距離； h6－根據(jù)把持器下段要求決定的距離； h7－把持器的兩個卡座中心線間的距離； h8－根據(jù)把持器上段要求決定的距離。 氧槍行程為 ⑺ 氧槍熱平衡計算冷卻水消耗量計算，證明前面設計中選擇的耗水量是足夠的，且也是合適的。（四）噴頭，氧槍的設計參數(shù)表 序號 名稱數(shù)值單位1氧氣流量qv294m3/min2出口馬赫數(shù)M3噴孔夾角α10176。4工況氧壓105pa5喉口直徑dT35mm6喉口長度LT15mm7出口直徑d出mm8擴張段半錐角5176。9擴張段長度Lmm10收縮半角12176。11最佳槍位H佳1250mm12冷卻水升溫△t20176。13中心氧管外徑140mm厚度 614中層套管外徑180mm厚度 615外層套管外徑219 mm厚度1016中層套管下沿至噴頭面下沿距離hmm17氧槍總長H槍 m18氧槍行程H行m19冷卻水消耗量152t/h主要參考資料[1]頂吹轉(zhuǎn)爐氧槍設計 冶金工業(yè)出版社[2]煉鋼設計參考資料（通用資料部分） 冶金工業(yè)出版社[3]煉鋼設計參考資料（工藝設計部分） 冶金工業(yè)出版社[4]煉鋼設計原理 化學工業(yè)出版社[5]轉(zhuǎn)爐煉鋼 化學工業(yè)出版社[6]煉鋼學 冶金工業(yè)出版社[7]氧槍 冶金工業(yè)出版社[8]煉鋼氧槍技術(shù) 冶金工業(yè)出版社