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Parámetros principales de la boquilla
De acuerdo con los requisitos del proceso de colada en el convertidor, la lanza de oxígeno debe garantizar la intensidad de suministro de oxígeno requerida, así como una profundidad y un radio de impacto adecuados del chorro de oxígeno sobre el baño metalúrgico. Asimismo, debe proporcionar una cierta capacidad de agitación del baño, al tiempo que evita el impacto contra el revestimiento del horno y el daño a los materiales refractarios del mismo. Para ello, la boquilla de la lanza debe generar un chorro supersónico estable, cuyo número, velocidad y grado de expansión deben estar debidamente coordinados con las dimensiones del baño del convertidor. Por consiguiente, los principales parámetros de diseño de la boquilla son: el número de toberas (n), el número de Mach en la salida de la tobera (M), el diámetro del garganta de la tobera (d), el ángulo de expansión de la tobera, el diámetro de la salida de la tobera (dt) y el ángulo de inclinación de la tobera (α).
El conducto de suministro de oxígeno central de la lanza de oxígeno está revestido por dos tubos concéntricos de acero sin costura, por los cuales circula agua de refrigeración para proteger la lanza. El caudal mínimo del agua de refrigeración Q‑H2O (m³/h) se calcula según la expresión: Q‑H2O = 6,45 × 10⁻D × L, donde D es el diámetro exterior del tubo de la lanza, en mm; y L es la longitud calentada de la lanza, en m. La velocidad de entrada del agua en el cuerpo de la lanza se toma entre 3 y 4 m/s, la de salida entre 5 y 7 m/s, y la velocidad del agua en la punta del rociador se fija en 10 m/s. Las especificaciones de los tubos interno y externo, así como la distancia entre el rociador y el extremo del tubo, se determinan a partir de estos datos.
