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摘要
研究氧枪喷孔出口磨损程度对射流动力学参数及熔池搅拌效果的影响可以为氧枪喷头设计和冶炼工艺优化提供理论支持。建立了0、10°和20°磨损角度氧枪自由射流几何模型，分析了喷孔出口磨损程度对射流轴向和径向动力学参数分布的影响，发现入口压力相同时，喷孔出口磨损程度增大，射流速度、动压和马赫数衰减加快，射流聚合程度增强。在喷孔出口0.18 m范围内，磨损后氧枪的湍动能大于未磨损氧枪，且磨损程度越大，射流湍动能越大。超过此范围后，未磨损氧枪湍动能大于磨损后氧枪。在喷孔出口1000 mm处，射流径向最大速度、动压、马赫数和湍动能均随喷孔出口磨损程度增大而减小。基于此，建立了120 t转炉和5孔氧枪1：4水力学试验模型，研究了枪位和气体流量变化对不同磨损程度氧枪冲击效果和混匀时间的影响，分析了枪位和氧气流量相同时，氧枪喷孔出口磨损对熔池流场的影响。发现气体流量相同时，随着枪位升高，熔池冲击深度减小，冲击直径增大，混匀时间增大。枪位相同时，随着气体流量增大，熔池冲击深度和冲击直径增大，混匀时间减少。枪位和气体流量相同时，喷孔出口磨损程度增大，冲击深度和冲击直径减小，混匀时间增大，高锰酸钾溶液完全扩散时间增大。磨损角度由0增至20°，高锰酸钾溶液完全扩散时间由47 s增至59 s。
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