下不延长脱碳时间可以将碳降到以下对钢水温度的补偿主要是通过天 然气的燃烧来实现的，在真空精炼过程中吹入定量的天然气使之燃烧达到加热钢水的 目的，并且在精炼间隙还可以烘烤真空槽不致降温，提高精炼效率。最终达到钢的冶炼 技术效果的重要设备。 顶枪系统主要由多功能顶枪顶枪升降装置密封装置等组成。顶枪主要是由几根 同心圆管跟多功能喷头连接成个管状空心体结构。下面以如图所示的顶枪为例 来说明。 图顶枪 紫铜喷头主氧气通路循环冷却水进水通路燃烧氧气通道 密封件吊钩天然气通道循环冷却水出水通道 喷头工作时处于最高温度区，因此要求具有良好的导热性并有充分的冷却条件。 喷头决定着吹向熔池的气流特性，直接影响精炼效果。喷头与各管之间均采用焊接连接 且属于紫铜与钢的异种金属焊接，焊接难度及要求相对较高。 各管头部与紫铜喷头焊接在起，尾部各层之间设计为密封装置以允许各层管在受 内外显著的温度变化而产生膨胀和收缩时能够自由垂直移动。各层管上按定距离在圆 周上分布着三个短筋借此保证各层管的同心度。 投资的必要性和预期经济效益 法也称真空循环脱气法，是年出现的种真空脱气方法。四十多年来 技术的发展，可以生产的钢种有轴承钢电工钢锅炉和压力容器用钢合金结构钢 深冲用钢及钢耐候钢等几乎所有的中低合金钢，个别厂还将类似于的技术 作为在转炉钢厂穿插生产不锈钢的手段。其中，高效蒸汽喷射泵和多功能顶枪是钢液真 空精炼的最关键设备。 多功能顶枪是在真空条件下实现钢液脱碳热补偿及喷吹脱硫等功能，是冶炼 技术效果的重要设备。我国各大钢铁公司从年开始大量投资新建真空循环脱气 精炼设备以提高炼钢品种和质量，但是所使用的关键设备以及关键技术曾经度依赖于加工过的，直 线度对齐接口，用平尺检查错边量及直线度完全符合设计要求后用氩弧焊 的方法点焊拼接接头，焊缝要求单面焊双面成型，故焊接时钢管内充氩气进行保护，焊 接采用直流正接多层焊接的工艺方法。 钢铜焊接 钢铜焊接即喷头和枪管之间的焊接。由于喷头工作处于高温区，所以喷头采用热 导性较好的紫铜为原材料，由此喷头和枪管之间的焊接就属于异种金属焊接的范畴。 组装 我们在组装枪体时在等高工装上安装轴承，使套管通过滚动轴承进入另层套管 在装配有密封圈的位置时，用液压千斤顶缓慢地压入。 概述 项目背景技术开发状况现有产业规模 项目背景 多功能顶枪是真空精炼的关键设备之，是种为满足现代工业飞速发展，以 保证冷轧薄钢板具有良好的塑性拉伸性非时效性而开发的真空吹氧设备。顶枪系统 主要由多功能顶枪顶枪升降装置密封装置等组成。其中多功能顶枪是在真 空条件下实现钢液脱碳热补偿及喷吹脱硫等功能，并且最终实现不同钢种冶炼 要求的重要设备。视不同钢种的冶炼技术要求，选择应用顶枪系统的相应规格型 号和不同的工艺参数可达到不同的冶炼技术效果。 自年开始，我国各大钢铁公司大量投资新建真空循环脱气精炼设备 以提高炼钢品种和质量，但是所使用的关键设备以及关键技术主要依赖从国外进 口，由此造成设备的使用及维护过程要长期依赖国外的备件和技术，严重制约着 我国精炼钢技术的自主性与灵活性。为此，国家每年需要花费大量外汇来购买这些 设备和工艺技术及备件。所以对国产化进口设备的需求越来越高。 在国内冶金厂家广泛使用进口产品的背景下，本公司根据多年来从事冶金设 备研制的经验，在年研发成功了第代顶枪产品，打破了外商的技术垄断， 实现了国产顶枪零的突破。但是，第代顶枪由于加工精度和参数修正方面与国 际厂商产品仍然存在较大差距，尤其参数修正如何结合国内炼钢设备特点和使用环境方 面进行计算与调整成为首要解决的难题。因此在年本公司又针对第代顶枪产品 暴露出来的缺陷，进步提出了定资产达多万元。现有职工多人，其中研发人员名其中高级职称 人，硕士学历人，研发人员占职工总数的。 公司从事冶金及化工成套设备的设计制造。主要用户有上海宝钢集团唐山钢厂 马鞍山钢厂新余钢厂攀枝花钢厂通化钢厂八钢厂莱芜钢厂美国 公司瑞士苏拉加捻公司等。在多年的服务与创新中，年度被苏州市人民 政府评为级重合同守信用企业。同年月获得江苏省质量信得过企业称号和 江苏省民营科技企业。年被评定苏州市优秀高新技术企业。年月获 得江苏省名优企业称号和江苏省冶金机械行业最佳企业。年月被江苏 省科学技术厅评定为高新技术企业。 公司坚持依靠科技创新和管理进步，积极开发高科技高难度高质量产品，致力 于进口产品的国产化研究开发，主要有炼钢设备顶枪装置包括顶枪枪体 预热枪装置包括预热枪枪体事故吹氩枪装置测温取样装置脱硫枪装置 法真空泵真空槽系统及火焰清理整套设备电炉导电横臂及短网炉顶吹事 故氩枪轧钢设备各类剪机炼钢轧钢导电母排的设计制造和安装 各类冷轧工艺线包括镀锡镀铬热镀锌硅钢酸轧连退线包装线等 的出入口设备活套槽体及炉内机械热轧宽厚板辊道推钢机。这些产品中大 部分的技术指标达到世界先进水平，深受客户好评，特别是多功能顶枪预热枪装 置交直流水冷电缆获多项专利，电炉新型大电流多极直流切换开关获宝钢技术创新三 等奖。 多年来，公司从年万元的销售收入发展到年万元的销售 收入，平均年增长率突破研发生产基地建筑面积从最初的扩展到 产品研发从最初的简单模仿与改进到自主设计创新，形成拥有自主知识产权的产品 取代进口，并在市场占有量达以上，即将成为国内最大的精炼设备开发基地。 项目产品的主要用途性能 多功能顶枪是真空精炼的关键设备之，它完成向熔池吹氧喷粉和煤气等工 作，非常灵活方便，是种为满足汽车工业飞二代顶枪产品的研发任务。通过系列创新设计与改 进，使公司的多功能顶枪各项性能指标技术参数基本达到国外同类产品水平，进 核准通过，归档资料。 未经允许，请勿外传, 步提高了使用效果。 技术开发状况 股份有限公司通过认真分析消化吸收国外技术资料，在充分了解国外多功能 顶枪寿命产品结构维修措施等要素的基础上，通过建立顶枪数学模型，并结合前期 的成功经验，以国外引进产品与国内设备的互相兼容丰富使用功能进步赶超进口 设备使用性能等方面为研发目标。最终完成多功能顶枪装置的优化设计。提高了我 国的精炼设备技术和工艺技术水平，以及整套装置的国产化率，使之达到国际先进水平。 其主要技术创新点有 通过建立顶枪设计数学模型，克服顶枪的氧枪喉口直径氧枪出口直径喷 吹高度的推算等复杂设计难题，使多功能顶枪的优化设计成为可能。所设计的 多功能顶枪经上海宝钢集团唐山钢厂马鞍山钢厂攀枝花钢厂莱芜钢厂等单位使 用，满足生产要求，使用情况良好，与同类进口产品的精炼效果接近，所炼钢各项参数 经在线检验符合要求。 独创软密封接插式枪体结构，简化了组装程序，减少了焊缝，解决了由于焊 缝过于密集应力过大而使焊缝在高温下开裂或变形的难题。该枪体结构获实用新型专利 和高新技术产品。 顶枪喷头采用锻造和焊接工艺，制造成本低，产品合格率高，使用可靠性和 安全性强。尤其是顶枪喷头的寿命比引进顶枪的铸造喷头寿命提高近倍，普遍得到用 户较高的赞誉。 独创顶枪引燃装置，成功地解决了进口同类设备在炼钢现场安装时产生对中 不理想接触不良，以及设备在运行过程中受到抖动容易出现点火管脱落的难题。解决 了各大钢厂点火难火焰不稳定等长期存在的问题和困扰。 现有产业规模 苏州市股份有限公司始建于年，注册资金万人民币，占地面积 亩，厂房面积万平方米，交通便捷，地理位置优越。公司下设营销部技术部生产 部品质保证部采购部财务部设计中心等部门，各类生产技术设备完善配套，现 有温度 等工艺条件，通过研究，力求得到较为合理的燃气烧嘴工艺参数。 顶枪的枪位离钢液面距离研究 顶枪抢位与钢液面的距离直接影响到炼钢过程中脱碳效果，从脱碳功能考虑，要求 枪头孔开口比较大，枪位低些，有利于氧气流股的刚性，使钢液面产生凹下状态深，加 快脱碳反应速度而从加热功能考虑，要求枪液开口比较小，枪位高些，有利于氧气流 股的扩散面积，提高氧化碳的燃烧率。从兼顾脱碳和加热考虑，力求得到合理的枪位 参数。 顶枪系统整体功能设计研究 在完成上述研究的基础上，按照生产现场有能力提供现场测试能源介质条件和 工艺条件，完成顶枪系统枪体的设计图纸。 主要技术指标马赫数加热速率 关键技术 氧枪喉口直径确定 氧气流量公式 其中氧流量 流量系统实理般为取 喉口面积 滞止温度假定为 滞止压力已知为 氧枪出口直径确定 喷孔出口截面上压力 实际可用滞止氧压 驱动压力比 传热计算及冷却水水量确定 顶枪受到的高温辐射热量约 在冷却水流量，进水温度，出水温度时，顶枪枪体内壁温度 约，外壁温度约 按氧枪经验公式计算冷却水用量 其中水流量 喷枪外管外径 暴露于炉内和烟罩的喷枪长度 关于喷吹高度的推算 根据尉岗博幸日本所著的炉外精炼书叙述 表观脱碳速度容量系数 氧气流量或流速 氧枪直径 氧枪距钢水面的距离 凹坑深度 由此可做如下推理 研究解决的关键问题 枪体结构改进 以简化组装，减少焊缝，攻克了由于焊缝过于密集应力过大而使焊缝在高温下开裂 或变形的难题。 本项目产品，包括喷头四个过渡连接管以及四个本体管，其中，四个本体管为套 管结构，从内向外分别为中点火电缆分段，分别 同时通过导管的螺旋结构和高压点火电缆的螺旋结构进行对接连接，拼装对接时，经常 由于高压点火电缆对