氧气顶吹转炉三孔氧枪的研究

三孔喷头的结构形式、马赫数、小孔夹角和小孔间距等参数的选择,以及吹炼枪位的确定是当前三孔喷头的研究中的几个重要課题。本文结合对喷头的冷态测定和转炉的吹炼实践对上述问题进行了研究。三喉式喷头由于其结构合理,能有效地将氧气压力能转化成射流的动能。同时提出了目前中小型转炉广泛使用的单三式喷头的改造途径。结合射流冲力衰减和实际吹炼枪位的数据,找出了枪位同射流冲力的关系,这样可用冷态测定的数据並指导转炉的枪位操作。在使用三孔喷头的情况下,转炉要顺利地进行吹炼,必须保证有适当的循环比(即射流的冲击半径同熔池半径之比),小孔夹角和间距是对循环比有影响的重要因素。     

大型转炉所用五孔喷头射流特性的研究

测定了五孔喷头射流速度的衰减速率。测定结果表明,由于中孔射流和边孔射流的边界条件不同,因而它们的速度衰减速率不同。当中孔和边孔的直径相等时,在正常的枪位下,射流速度中孔比边孔大一倍。为了充分地利用五孔喷头的射流对熔池的有效和均匀的搅拌作用,要求作用于熔池面时,中孔射流的速度应等于或略大于边孔射流的速度,为此设计五孔喷头时应使中孔面积(A_中)小于每个边孔面积(A_边)。测定结果得出A_中/A_边应为0.6～0.8。     

底吹转炉喷管的测量

本文介绍著者对底吹转炉氧枪——等截面喷管的实验研究结果。根据实验和分析,文中提出了计算等截面喷管平均摩擦系数、气流流量及冲击力的公式。在实验和处理实验数据的过程中发现喷管出口气流的马赫数大于1,而不是一般理论上所说的等于1。文中分析了产生这种现象的原因,除按实际现象提出上述计算公式之外,并与一般理论的公式进行了比较。     

三孔喷枪所产生的同源三股射流结构的理论分析

对三孔喷枪所产生的同源三股射流流场中速度分布、温度分布的实验数据进行分,发现各射流剖面上速度的分布不是轴对称的。经过坐标变换并对射流流股内侧按类似伴随流的方法处理后,射流则具有自模性。 若采用提出的射流积分方法,可以求解三孔喷头所产生的同源三股射流主段内的速度场、温度场。文中算出了三孔喷抢射流流场的自模性、射流主段速度分布、温度分布、射流边界扩展规律、射流轴心速度衰减规律等公式,这些公式与实验数据相符合。同时还找出了伴随流速度u_c以及三个流股之间相互干扰与喷孔夹角α之间的函数关系。这些结果为设计三孔喷枪提供了实践和理论的依据。