热连轧无缝钢管内氧化铁皮的产生严重影响了管材的合格率。喷硼砂系统就是用于去除毛管内氧化铁皮的装置。此装置的工作原理就是借助氮气将硼砂颗粒吹到毛管内壁,在高温下,产生化学反应,使氧化铁皮脱落,并在毛管内注满氮气,防止氧气与毛管的进一步接触来达到抗氧化效果。为了优化设备除氧化铁皮效果,本论文以此套设备为研究对象,对现有设备的关键技术进行创新改进,从而进一步提高无缝钢管的成品率。论文对抗氧化系统工作原理进行总结。结合引进的国外设备现状,解决了硼砂喷吹量的控制、密封件寿命、抗氧化物料的供给方式、工位转换阀角度、设备的运行状态的监测及装机水平等几个方面的问题。喷嘴是抗氧化系统喷吹单元的一部分,直接影响着系统的喷吹效果。论文通过以往经验取值对喷嘴进行改进设计,建立了五种型号的喷嘴物理模型。结合系统关键技术参数合理确定初始条件和边界条件,借助CFD软件仿真新型喷嘴内部流场,确定硼砂经喷嘴喷出是否产生旋流,进而验证喷嘴的设计是否合理。论文还建立了不同叶片摆放角度的模型,并对其仿真。通过对比喷嘴出口速度矢量图,得到各型号喷嘴的最佳叶片摆放角度范围。论文还在已确定最佳角度范围的基础上,根据系统提供的压力范围确定了各型号喷嘴出口扩散角的最大最小值,从而得到各型号喷嘴对应的钢管管径范围。最后借助wincc界面所采集数据,对比新旧喷嘴耗硼砂量的多少,验证新型喷嘴的可行性本论文为企业委托项目,通过对喷嘴的仿真分析与现场采集数据对比,为企业优化改进喷硼砂系统提供了参考依据。