Baorui Technology

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氧枪

Oxygen Lance

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喷头

Nozzle

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快换装置

Quick Change

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底吹系统

Bottom Blowing

转炉（BOF）氧枪的设计目标与AOD、VOD、RH明显不同。它的核心是在12～20 min内完成脱碳、脱磷、升温和熔池搅拌，同时控制喷溅、提高终点命中率和延长喷头寿命。现代100～300 t大型转炉基本都采用水冷多孔拉瓦尔喷头（4孔、5孔或6孔），马赫数一般为1.8～2.2。

一、转炉配枪的工艺诉求

主要工艺目标如下：

工艺要求	对氧枪的要求
快速脱碳	高流量、高冲击力
前期脱磷	保证合适枪位和冲击面积
熔池搅拌	合理射流覆盖面积
控制喷溅	多孔喷头、优化夹角
提高终点命中率	稳定流量、枪位自动控制
降低铁损	合理冲击深度
延长喷头寿命	高效冷却、耐烧损设计

现代BOF一般采用：

• 四孔喷头（40～120t）
• 五孔喷头（120～180t）
• 六孔喷头（180t以上）

喷孔夹角通常：

• 10°
• 12°
• 14°
• 极少16°

目前最常见的是12°左右。

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二、20～200t转炉常规氧流量

行业通常采用供氧强度：

2.5～4.5 Nm³/(min·t)

大型高速炼钢：

3.5～4.2 Nm³/(min·t)

由此可以得到典型配置：

转炉容量	常规氧流量 Nm³/h	推荐范围
20 t	3500～5500	3000～6000
30 t	5000～8000	4500～8500
40 t	7000～11000	6500～12000
50 t	9000～13000	8000～14000
60 t	10000～15000	9000～16000
80 t	14000～19000	13000～21000
100 t	17000～24000	16000～26000
120 t	20000～28000	18000～30000
150 t	24000～33000	22000～36000
180 t	28000～39000	26000～42000
200 t	30000～43000	28000～45000

例如：

• 100 t转炉：常规约20000 Nm³/h，高效炼钢约24000 Nm³/h
• 180 t：常规30000～36000 Nm³/h
• 200 t：可达40000 Nm³/h以上

文献中也有典型设计值，例如约100～120 t级转炉采用4孔喷头、设计氧流量约28000 Nm³/h。

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三、氧枪直径系列（枪体外径）

业内厂家配套尺寸较统一：

炉容	氧枪外径(mm)
20 t	Φ168～194
30 t	Φ194～219
40 t	Φ219
50 t	Φ219～245
60 t	Φ245
80 t	Φ245～273
100 t	Φ273
120 t	Φ273～299
150 t	Φ299～325
180 t	Φ325～356
200 t	Φ356

多数项目集中在：

Φ219、Φ245、Φ273、Φ299、Φ325、Φ356 mm

超大型250～300 t转炉常见约Φ402 mm。

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四、喷头寿命

喷头属于典型消耗件。

普通纯铜喷头：150～300炉

采用高效冷却设计：300～500炉

优化流道、强化冷却及防扩孔设计：500～800炉

部分钢厂通过改进冷却与维护管理，喷头寿命可进一步提高，但属于优化案例而非常规水平。

影响寿命最大的因素包括：

• 冷却水流速
• 冷却水水质
• 枪位控制
• 喷溅程度
• 喷孔扩孔
• 粘钢粘渣
• 火焰切割清理频率

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五、喷嘴数量的发展趋势

炉容	主流喷头
20～60 t	4孔
60～120 t	4孔/5孔
120～180 t	5孔
180～300 t	5孔/6孔

近年来：

• 5孔喷头已成为大型转炉主流；
• 6孔喷头主要用于大型高废钢比、高供氧强度工况，以改善射流覆盖和降低喷溅。

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六、工程设计建议（20～200 t）

炉容(t)	氧流量(Nm³/h)	枪体外径(mm)	喷头孔数	典型寿命(炉)
20	3000～6000	168～194	4	200～300
40	6500～12000	219	4	250～350
60	9000～16000	245	4	250～400
80	13000～21000	245～273	4～5	300～450
100	16000～26000	273	4～5	300～500
120	18000～30000	273～299	5	350～500
150	22000～36000	299～325	5	350～600
180	26000～42000	325～356	5～6	400～600
200	28000～45000	356	5～6	400～700

以上参数可作为国内20～200 t转炉氧枪选型的常规工程参考。实际项目还需结合废钢比、供氧制度、氧压、喷孔马赫数、枪位控制策略及钢种要求进行优化设计。