一种确定旋流氧枪喷头旋流角度的方法技术

本发明专利技术公开了一种确定旋流氧枪喷头旋流角度的方法，包括：根据喷孔夹角确定旋流角度的选择范围；根据旋流角度的选择范围确定至少三个仿真用旋流角度；分别对具有不同的仿真用旋流角度的旋流氧枪进行仿真，并获取仿真结果；根据仿真结果确定旋流角度。在旋流氧枪设计的过程中，可以通过此方法对旋流氧枪喷头的旋流角度进行确定，由于本方法中由旋流角度的选择范围中选择了仿真效果最佳的旋流角度，因此，选择结果与实际需求的匹配性高，有效解决了旋流角度确定困难的技术难题。

A Method for Determining Swirl Angle of Swirl Oxygen Gun Nozzle

The invention discloses a method for determining the swirl angle of a swirl oxygen lance nozzle, which includes: determining the selection range of the swirl angle according to the angle between the nozzles; determining at least three swirl angles for simulation according to the selection range of the swirl angle; simulating the swirl oxygen lance with different swirl angles for simulation respectively, and obtaining the simulation results; and determining the swirl angle according to the simulation results. In the design process of swirling oxygen lance, the swirling angle of the swirling oxygen lance nozzle can be determined by this method. Because the swirling angle with the best simulation effect is selected from the range of swirling angle selection in this method, the matching between the selection result and the actual demand is high, which effectively solves the difficult technical problem of swirling angle determination.

【技术实现步骤摘要】
一种确定旋流氧枪喷头旋流角度的方法
本专利技术涉及转炉炼钢
，更具体地说，涉及一种确定旋流氧枪喷头旋流角度的方法。
技术介绍
旋流氧枪喷头是在正常氧枪喷头基础上，喷孔与轴增设旋流角度，在吹炼时，每个喷孔自成旋流反应区，加大反应面积，能够明显提高化渣效果，加快反应速度，缩短冶炼时间，具有良好的冶金效果；溅渣时，由于旋流角度的存在，可以减少氮气射流对炉底的直接冲刷，使炉渣更多的往熔池部位聚集，同时炉渣飞溅高度降低，炉帽部位粘渣过多现象有所缓解，可有效提高溅渣护炉效果，能够有效控制转炉炉型。因此，旋流氧枪具有良好的推广前景。对于旋流氧枪喷头，选择合理的旋流角度是其冶金效果的决定性因素，旋流角度过小，射流起不到旋流作用，旋流角度过大，转炉熔池侵蚀严重，给炉体维护带来安全隐患。但是由于旋流角度的确定一直没有科学、有效的方法，造成旋流角度的确定非常困难，限制了旋流氧枪喷头在转炉炼钢中的推广应用。综上所述，如何提供一种确定旋流氧枪喷头旋流角度的方法，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种确定旋流氧枪喷头旋流角度的方法，可以确定最符合实际需求的旋流氧枪喷头的旋流角度。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种确定旋流氧枪喷头旋流角度的方法，包括：根据喷孔夹角确定旋流角度的选择范围；根据所述旋流角度的选择范围确定至少三个仿真用旋流角度；分别对具有不同的所述仿真用旋流角度的旋流氧枪进行仿真，并获取仿真结果；根据所述仿真结果确定所述旋流角度；所述喷孔夹角为所述旋流氧枪喷孔的几何中心线与喷头中轴线之间的夹角，所述旋流角度为所述旋流氧枪喷孔的喉口、出口连线与所述喷孔中轴线之间的夹角。优选的，所述根据喷孔夹角确定旋流角度的选择范围中，所述旋流角度的选择范围与所述喷孔夹角的关系为：θ＝[14.4-0.61α，20.25-0.94α]，其中所述θ为所述旋流角度的选择范围，所述α为所述喷孔夹角。优选的，所述分别对具有不同的所述仿真用旋流角度的旋流氧枪进行仿真，包括：保持所述旋流氧枪的氧枪压力、氧枪流量和氧枪位置不变；分别对所述旋流氧枪进行模拟喷氧仿真和模拟喷氮仿真。优选的，所述获取仿真结果，包括：获取所述旋流氧枪在所述模拟喷氧仿真中的喷氧射流范围，以及所述模拟喷氮仿真中的喷氮射流范围。优选的，通过设置传感器以获取所述旋流氧枪在所述模拟喷氧仿真中的喷氧射流范围和所述模拟喷氮仿真中的喷氮射流范围。优选的，所述获取仿真结果，包括：根据所述旋流氧枪的氧枪压力及所述旋流氧枪的结构参数计算所述旋流氧枪在所述模拟喷氧仿真中的喷氧射流深度，以及在所述模拟喷氮仿真中的喷氮射流深度。优选的，所述喷氧射流深度和所述喷氮射流深度为：h＝3.4P0×dt/H0.5+3.81，其中，所述h为喷氧深度或喷氮深度，所述P0为使用压力；所述dt为喉口直径；所述H为所述旋流氧枪的喷头距液面高度。优选的，所述获取仿真结果之后，还包括：将所述仿真结果发送给数据处理设备；所述数据处理设备对所述喷氧射流范围、所述喷氧射流深度、所述喷氮射流范围和所述喷氮射流深度进行数据处理并生成相关图表。优选的，所述生成相关图表之后还包括：将所述图表发送给中央处理器；所述中央处理器将所述数据处理设备的处理结果与实际需求进行对比；确定与所述实际需求最接近的仿真用旋流角度为所述旋流角度。优选的，所述根据所述旋流角度的选择范围确定至少三个仿真用旋流角度，包括：确定位于所述旋流角度的选择范围内的最小整数值为第一旋流角度；确定位于所述旋流角度的选择范围内的最大整数值为第二旋流角度；确定与所述旋流角度的选择范围内的最大值和最小值的平均值最接近的整数值为第三旋流角度。本专利技术提供的一种确定旋流氧枪喷头旋流角度的方法，包括：根据喷孔夹角确定旋流角度的选择范围；根据旋流角度的选择范围确定至少三个仿真用旋流角度；分别对具有不同的仿真用旋流角度的旋流氧枪进行模拟仿真，并获取仿真结果；根据仿真结果确定旋流角度；喷孔夹角为旋流氧枪喷孔的几何中心线与喷头中轴线之间的夹角，旋流角度为旋流氧枪喷孔的喉口、出口连线与喷孔中轴线之间的夹角。在旋流氧枪设计的过程中，可以通过此方法对旋流氧枪喷头的旋流角度进行确定，由于本方法中由旋流角度的选择范围中选择了仿真效果最佳的旋流角度，因此，选择结果与实际需求的匹配性高，有效解决了旋流角度确定困难的技术难题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术所提供的确定旋流氧枪喷头旋流角度的方法的具体实施例一的流程示意图；图2为图1中步骤S2的流程示意图；图3为图1中步骤S3的流程示意图；图4为图1中步骤S4的流程示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的核心是提供一种确定旋流氧枪喷头旋流角度的方法，可以用于确定旋流氧枪的旋流角度。请参考图1-4，图1为本专利技术所提供的确定旋流氧枪喷头旋流角度的方法的具体实施例一的流程示意图；图2为图1中步骤S2的流程示意图；图3为图1中步骤S3的流程示意图；图4为图1中步骤S4的流程示意图。本具体实施例提供的一种确定旋流氧枪喷头旋流角度的方法，包括：步骤S1：根据喷孔夹角确定旋流角度的选择范围。步骤S2：根据旋流角度的选择范围确定至少三个仿真用旋流角度。步骤S3：分别对具有不同的仿真用旋流角度的旋流氧枪进行模拟仿真，并获取仿真结果。步骤S4：根据仿真结果确定旋流角度。喷孔夹角为旋流氧枪喷孔的几何中心线与喷头中轴线之间的夹角，旋流角度为旋流氧枪喷孔的喉口、出口连线与喷孔中轴线之间的夹角。上述步骤中，需要进行说明的是，旋流氧枪的喷孔的数量及结构参数需要根据实际情况进行确定，可以是2个、3个，也可以是多个，具体根据实际情况确定。另外，在根据旋流角度的选择范围选择仿真用旋流角度的过程中，可以选择位于旋流角度的选择范围内的任意旋流角度作为仿真用旋流角度，优选的，可以使仿真用旋流角度的数量尽可能多，且均匀的分布于旋流角度的选择范围内，使仿真结果更加可靠。需要进行说明的是，具有不同的仿真用旋流角度的旋流氧枪可以是真实的旋流氧枪，也可以是根据仿真需求制作的旋流氧枪的模型，具体根据实际情况确定，在此不做赘述。需要进一步进行说明的是，根据喷孔夹角确定旋流角度的选择范围之前包括：根据转炉炉型参数，确定普通氧枪喷头的喷孔夹角；转炉的炉型参数，包括转炉的类型、熔池的直径、吹炼过程的氧气流量、操作过程的氧气压力以及吹炼时间等，根据正常氧枪的设计过程，可以得到喷头的喉口直径、出口直径、喷孔夹角、供氧强度、马赫数、喷孔数量等设计参数，具体的设计过程可以根据普通氧枪的设计过程而定，此处不再赘述。在上述实施例的基础上，根据喷孔夹角确定旋流角度的选择范围中，旋流角度的选择范围与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种确定旋流氧枪喷头旋流角度的方法，其特征在于，包括：根据喷孔夹角确定旋流角度的选择范围；根据所述旋流角度的选择范围确定至少三个仿真用旋流角度；分别对具有不同的所述仿真用旋流角度的旋流氧枪进行仿真，并获取仿真结果；根据所述仿真结果确定所述旋流角度；所述喷孔夹角为所述旋流氧枪喷孔的几何中心线与喷头中轴线之间的夹角，所述旋流角度为所述旋流氧枪喷孔的喉口、出口连线与所述喷孔中轴线之间的夹角。

【技术特征摘要】
1.一种确定旋流氧枪喷头旋流角度的方法，其特征在于，包括：根据喷孔夹角确定旋流角度的选择范围；根据所述旋流角度的选择范围确定至少三个仿真用旋流角度；分别对具有不同的所述仿真用旋流角度的旋流氧枪进行仿真，并获取仿真结果；根据所述仿真结果确定所述旋流角度；所述喷孔夹角为所述旋流氧枪喷孔的几何中心线与喷头中轴线之间的夹角，所述旋流角度为所述旋流氧枪喷孔的喉口、出口连线与所述喷孔中轴线之间的夹角。2.根据权利要求1所述的一种确定旋流氧枪喷头旋流角度的方法，其特征在于，所述根据喷孔夹角确定旋流角度的选择范围中，所述旋流角度的选择范围与所述喷孔夹角的关系为：θ＝[14.4-0.61α，20.25-0.94α]，其中所述θ为所述旋流角度的选择范围，所述α为所述喷孔夹角。3.根据权利要求1所述的一种确定旋流氧枪喷头旋流角度的方法，其特征在于，所述分别对具有不同的所述仿真用旋流角度的旋流氧枪进行仿真，包括：保持所述旋流氧枪的氧枪压力、氧枪流量和氧枪位置不变；分别对所述旋流氧枪进行模拟喷氧仿真和模拟喷氮仿真。4.根据权利要求1-3任一项所述的一种确定旋流氧枪喷头旋流角度的方法，其特征在于，所述获取仿真结果，包括：获取所述旋流氧枪在所述模拟喷氧仿真中的喷氧射流范围，以及所述模拟喷氮仿真中的喷氮射流范围。5.根据权利要求4所述的一种确定旋流氧枪喷头旋流角度的方法，其特征在于，通过设置传感器以获取所述旋流氧枪在所述模拟喷氧仿真中的喷氧射流范围和所述模拟喷氮仿真中的喷氮射流范围。6.根据权利要求5所述的一种确定旋...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛志，郭伟达，李强笃，王忠刚，高志滨，卢波，王强，张伟，
申请(专利权)人：山东钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37