專利名稱：超長射流氧槍噴頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種煉鋼用的電爐氧槍，特別涉及一種超長射流氧槍噴頭。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代電弧爐煉鋼需要向爐內(nèi)吹入氧氣，通常的辦法是采用吹氧管或氧槍。吹氧管 一般是由機械手夾持，由爐門插入溶池，這種方法一方面消耗吹氧管，增加煉鋼成本，另一 方面由爐門散發(fā)出來的煙氣污染環(huán)境并損失爐內(nèi)熱能，因此，已逐漸地被氧槍取代。電爐氧槍有爐門和爐壁兩種，爐門氧槍雖然解決了吹氧管的消耗問題，但不能解 決環(huán)境污染和熱能損失問題，所以，現(xiàn)代化的鋼廠一般傾向于應(yīng)用爐壁氧槍，爐壁氧槍使電 爐實現(xiàn)了關(guān)門煉鋼。電爐氧槍的性能直接影響到煉鋼生產(chǎn)的產(chǎn)量、質(zhì)量、原材料消耗、生產(chǎn)作業(yè)率和環(huán) 境等重要指標。氧槍的主要作用是脫碳——將氧氣吹入煉鋼爐內(nèi)的鐵水中，使之與碳反應(yīng)， 降低鐵水的碳含量。氧槍同時起到能量轉(zhuǎn)換器的作用，將氧氣的壓力能轉(zhuǎn)化為動能，對熔池 進行攪拌，從而提高爐內(nèi)反應(yīng)的速度、均勻鐵水的成分和溫度。氧槍的性能主要取決于所噴射出的氧氣射流，在一定的槍位下，射流的性質(zhì)決定 了對熔池的沖擊深度和沖擊速度，沖擊深度和沖擊面積從縱橫兩個方面代表被射流沖擊到 的區(qū)域，反映出脫碳反應(yīng)的區(qū)域。顯而易見，無論是沖擊深度還是沖擊面積，過大過小都是 不合適的，過小反應(yīng)區(qū)域不夠；過大會對爐底和爐襯產(chǎn)生不良影響。因此，想要得到理想的 沖擊深度和沖擊面積，就要尋找到最佳射流和最佳操作槍位。射流的性質(zhì)主要由速度和長 度來表征。爐壁氧槍包括噴頭本體，沿噴頭本體的軸線設(shè)有噴孔，噴孔前半部為收縮段，收 縮段的孔徑逐漸由大變小向中間收縮至一個窄喉，窄喉之后為擴張段，擴張段的孔徑又由 小變大向外擴張直至噴孔出口，收縮段的長度為(9 ll)mm，孔徑由(20 21)mm收縮至 14mm，擴張段的長度為40mm左右，擴張段的出口孔徑為(15 16)mm。這種結(jié)構(gòu)可使氣流的 速度因噴截面積的變化而變化，使氣流從亞音速到音速，直至加速至超音速。氧氣流先流入 噴孔的前半部收縮段，在這一段，氧氣遵循“流體在管中運動時，截面小處流速大，截面大處 流速小”的原理，因此氣流不斷加速，當(dāng)?shù)竭_窄喉時，流速已經(jīng)超過了音速；接下來進入擴張 段，而超音速的氣流在運動時卻不再遵循“截面小處流速大，截面大處流速小”的原理，而是 恰恰相反，截面越大，流速越快；最后超音速的氧氣流從噴孔出口流出。爐壁氧槍安裝在熔池上方，距液面一米左右，氧槍軸線與液面的夾角一般為45°C 左右，這樣氧槍噴射出來的射流從出口到液面一般為1. 5米，在氧氣總管壓力在IMPa的情 況下，氧氣流在進入噴咀前的管道中流速為50 60m/s，氧槍射流的出口速度一般為500m/ s左右，氧槍出口射流的有效長度為1.5米，射流達到液面時速度通常已降到100m/S以下。 當(dāng)射流速度低于90m/s時，射流就不能穿透渣面，氧氣將部分反彈并形成噴濺。為了使氧氣 穿透渣面進入熔池以便進行脫碳反應(yīng)，同時保持相當(dāng)?shù)膭幽芤詳嚢枞鄢?，需要加大氧槍?口射流的有效長度。
實用新型內(nèi)容本實用新型提供一種超長射流氧槍噴頭，以解決現(xiàn)有技術(shù)中氧槍噴頭的射流有效 長度短的問題。為解決以上技術(shù)問題，本實用新型所提供的一種超長射流氧槍噴頭，包括噴頭本 體，沿噴頭本體的軸線設(shè)有噴孔，噴孔前半部為收縮段，收縮段的孔徑逐漸由大變小向中間 收縮至一個窄喉，窄喉之后為擴張段，擴張段的孔徑又由小變大向外擴張直至噴孔出口，所 述收縮段的長度為(9 ll)mm，孔徑由(20 21)mm收縮至14mm，所述擴張段的長度為 (80 85)mm，所述擴張段的出口孔徑為(17 18)mm，所述窄喉處設(shè)有過渡段，所述過渡段 的孔徑保持不變，其長度為(2 3)mm。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型取得了以下有益效果過渡段長度較短，既可以起到 過渡作用，又不至于使氧槍長度過長；擴張段的長度為(80 85)mm，可以使氧氣流在擴張 段得以充分加速，在氧氣總管壓力在IMPa的情況下，氧槍出口射流的有效長度可以達到2 米。作為本實用新型的優(yōu)選方案，收縮段的長度為9. 5mm，孔徑由20. 5mm收縮至14mm， 所述擴張段的長度為82. 5mm，所述擴張段的出口孔徑為17. 5mm，所述過渡段的長度為 2. 5mmο作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述過渡段與所述收縮段及所述擴張段之間分別圓 弧光滑連接。圓弧光滑連接可以降低氣流的阻力。

圖1為本實用新型超長射流氧槍噴頭的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1噴頭本體、Ia收縮段、Ib過渡段、Ic擴張段。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型的超長射流氧槍噴頭，包括噴頭本體1，沿噴頭本體1的軸 線設(shè)有噴孔，噴孔前半部為收縮段la，收縮段Ia的孔徑逐漸由大變小向中間收縮至一個窄 喉。窄喉處設(shè)有過渡段lb，過渡段Ib的孔徑保持不變。過渡段Ib之后為擴張段lc，擴張 段的孔徑又由小變大向外擴張直至噴孔出口，使氧氣流在擴張段Ic得以繼續(xù)充分加速。過 渡段Ib與收縮段Ia及擴張段Ic之間分別圓弧光滑連接，以降低氣流的阻力。實施例一收縮段的長度為9mm，孔徑由20mm收縮至14mm，擴張段的長度為80mm，擴張段的出 口孔徑為17mm，過渡段的長度為2mm。在氧氣總管壓力在IMPa的情況下，氧氣流在進入氧 槍噴頭前的流速為50 60m/s，經(jīng)過收縮段Ia的加速，到達過渡段Ib時達到音速，再經(jīng)過 擴張段Ic的加速，氧槍射流的出口速度可達550 600m/s，氧槍出口的氧氣射流的有效長 度可以達到1. 9 1. 95米，使氧氣可以穿透渣面進入熔池進行脫碳反應(yīng)，同時保持相當(dāng)?shù)?動能以攪拌熔池。實施例二收縮段的長度為9. 5mm，孔徑由20. 5mm收縮至14mm，擴張段的長度為82. 5mm，擴張
4段的出口孔徑為17. 5mm，過渡段的長度為2. 5mm。在氧氣總管壓力在IMPa的情況下，氧氣 流在進入氧槍噴頭前的流速為55m/s，氧槍射流的出口速度可達580 620m/s，氧槍出口的 氧氣射流的有效長度可以達到1. 95 2米。實施例三收縮段的長度為11mm，孔徑由21mm收縮至14mm，擴張段的長度為85mm，擴張段的 出口孔徑為18mm，過渡段的長度為3mm。在氧氣總管壓力在IMPa的情況下，氧槍射流的出 口速度可達590 630m/s，氧槍出口的氧氣射流的有效長度可以達到2 2. 1米。除上述實施例外，本實用新型還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變 換形成的技術(shù)方案，均落在本實用新型要求的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種超長射流氧槍噴頭，包括噴頭本體，沿噴頭本體的軸線設(shè)有噴孔，噴孔前半部為 收縮段，收縮段的孔徑逐漸由大變小向中間收縮至一個窄喉，窄喉之后為擴張段，擴張段的 孔徑又由小變大向外擴張直至噴孔出口，所述收縮段的長度為(9 ll)mm，孔徑由(20 21)mm收縮至14mm，其特征是，所述擴張段的長度為(80 85)mm，所述擴張段的出口孔徑為 (17 18)mm，所述窄喉處設(shè)有過渡段，所述過渡段的孔徑保持不變，其長度為(2 3)mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超長射流氧槍噴頭，其特征是，收縮段的長度為9.5mm,孔徑 由20. 5mm收縮至14mm，所述擴張段的長度為82. 5mm，所述擴張段的出口孔徑為17. 5mm，所 述過渡段的長度為2. 5mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超長射流氧槍噴頭，其特征是，所述過渡段與所述收縮段 及所述擴張段之間分別圓弧光滑連接。
專利摘要本實用新型公開了一種超長射流氧槍噴頭，屬于電爐煉鋼技術(shù)領(lǐng)域。該超長射流氧槍噴頭沿噴頭本體的軸線設(shè)有噴孔，噴孔前半部為收縮段，收縮段的孔徑逐漸由大變小向中間收縮至一個窄喉，窄喉之后為擴張段，擴張段的孔徑又由小變大向外擴張直至噴孔出口，收縮段的長度為(9～11)mm，孔徑由(20～21)mm收縮至14mm，擴張段的長度為(80～85)mm，擴張段的出口孔徑為(17～18)mm，窄喉處設(shè)有孔徑保持不變的過渡段，其長度為(2～3)mm。過渡段與收縮段及擴張段之間分別圓弧光滑連接。該超長射流氧槍噴頭出口的氧氣射流的有效長度可以達到2米，使氧氣可以穿透渣面進入熔池進行脫碳反應(yīng)，同時保持相當(dāng)?shù)膭幽芤詳嚢枞鄢亍?br> 文檔編號C21C5/52GK201785435SQ20102051833
公開日2011年4月6日 申請日期2010年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月3日
發(fā)明者劉宏信, 呂星星, 王平 申請人:揚州市恒陽冶金科技有限公司