專利名稱：煉鋼連鑄割嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋼材切割裝置，尤其涉及一種煉鋼連鑄割嘴。
背景技術(shù)：
隨著冶煉技術(shù)及工藝的日益完善，提高鑄坯的拉坯速度是一個(gè)趨勢(shì)，鋼坯火 焰切割機(jī)的切割作業(yè)是在線完成的，并且與鋼坯的移動(dòng)保持同步。由于受到場地及工藝的限 制，切割的鋼坯定尺尺寸盡可能短些，因此割嘴的切割速度和可靠性成了提高連鑄生產(chǎn)效率 的瓶頸口，因此要求更高的連鑄切割速度，以滿足日益提高的拉坯速度的需求。而切割燃?xì)?的消耗更是重點(diǎn)關(guān)注的問題，對(duì)于切割割縫的金屬損耗也越來越被重視。同時(shí)對(duì)切割斷面的 質(zhì)量也提出了更高的要求，切斷面要求平整、掛渣要少，現(xiàn)有的煉鋼連鑄割嘴因其結(jié)構(gòu)原因 其燃?xì)饣鹧娌患?，火焰束大，使切割縫隙大，上緣塌邊，下緣掛渣，切割面呈喇叭口，而 且切割速度不高、耗能大，切割成本高。本發(fā)明的目的是提供一種煉鋼連鑄割嘴。該煉鋼連鑄割嘴的切割火力集中，火焰東小， 耗能低，切割質(zhì)量高，切割速度快，體積小。本發(fā)明的技術(shù)方案包括由芯桿和其上設(shè)有若干凹槽的芯頭組成的嘴芯，設(shè)于所述嘴芯上 的嘴芯套管，設(shè)有若干預(yù)熱氧孔和燃?xì)饪椎男咀?，設(shè)于所述芯座和嘴芯上的高壓氧孔，其特 征是所述芯頭其與芯桿連接的一端端面倒角呈弧形面或錐形面。所述芯頭端面呈弧形或錐形的倒角面延伸至芯桿表面。所述芯頭上的凹槽底面與所述芯桿表面齊平。所述芯頭由一圓臺(tái)段和一圓柱段構(gòu)成；所述芯座上的每個(gè)燃?xì)饪缀蛯?duì)應(yīng)的一預(yù)熱氧孔經(jīng) 相應(yīng)一個(gè)混氣孔聯(lián)通于由芯桿外周壁、芯座和芯頭的相向兩端面、以及嘴芯套管內(nèi)壁構(gòu)成的 混氣室；所述嘴芯套管管孔的形狀與所述芯頭外周表面形狀相對(duì)應(yīng)，并與該芯頭貼面接觸配 合或松配合套罩于所述嘴芯上。所述芯頭其圓柱段長度為2.5mm-13mm,圓臺(tái)段長度為3mm-"mm,圓臺(tái)的錐度為0. I—IO 度；所述設(shè)于芯座上的燃?xì)饪缀皖A(yù)熱氧孔分別為2-20個(gè)，其孔徑為2mm-"mm;所述芯頭上 所設(shè)的凹槽為6—30條，其寬度和深度分別為0. 03mm-1. 51mm和0. 03mm-2. 5mm。所述混氣孔 的孔徑為0.6mm-6mm;所述混氣室的長度為10mm—20咖。所述芯頭其圓柱段長度為7mm,圓臺(tái)段長度為9mm，圓臺(tái)的錐度為0. 3—1度；所述芯座 上的燃?xì)饪缀皖A(yù)熱氧孔各為IO個(gè)，其孔徑分別為0.6mm和1.2mm;所述芯頭上所設(shè)的凹槽為 19條，其寬度和深度分別為1.3mm和2.1mm;所述混氣孔的孔徑為1.2mm,所述混氣室的長 度為15咖。所述高壓氧孔由依次呈圓臺(tái)形的收斂段、分別呈圓柱形的擴(kuò)張段和加速段構(gòu)成。所述圓臺(tái)形收斂段的圓臺(tái)底面一端的孔徑為2mm—8mm,另 一端直徑為1. 5mm—6mm,其 長度為16mm—40mm;分別為圓柱形的擴(kuò)張段和加速段的孔徑分別為2. 5mm—10mm和 1. lmm—4mm,其長度分另!j為16. 5mm-62mm和4. 5mm--18mm。所述高壓氧孔的圓臺(tái)形收斂段的圓臺(tái)底面一端的孔徑為4咖，其另一端孔徑為2.9mm, 其長度為20咖；分別為圓柱形的擴(kuò)張段和加速段的孔徑分別為5咖和1.9mm,其長度分別為 31mm和9. l咖。所述芯座為其底面與所述芯桿連接的圓臺(tái)形，該賀臺(tái)形芯座的外周壁相間隔設(shè)有至少兩 個(gè)凹環(huán)槽，所述若干個(gè)燃?xì)饪缀皖A(yù)熱氧孔入氣口分別設(shè)于相應(yīng)凹環(huán)槽側(cè)壁上;所述割嘴采用不 銹鋼或銅材鍍鉻材料制成。本發(fā)明由于其高壓氧孔由多段構(gòu)成，以及嘴芯芯頭上的各凹槽尺寸設(shè)置可使切割火焰集 中、火焰束細(xì)而長，切割速度'fto通過割嘴上設(shè)置混氣孔，使燃?xì)夂皖A(yù)熱氧在進(jìn)入混氣室之前先進(jìn)行預(yù)混合，使得兩者的 混合更為充分，在同樣的耗氣量情況下其燃燒更充分，形成的火焰東溫度更高，可進(jìn)一步提 高切割速度和質(zhì)量，從而達(dá)到進(jìn)一步節(jié)約燃料氣的目的。再者割嘴分成嘴芯、芯座和嘴芯套管三個(gè)可拆卸式的獨(dú)立部件，易于加工制造便于維護(hù) 和檢修，同樣可以節(jié)約成本。芯座外周壁設(shè)置凹環(huán)槽，燃?xì)饪卓诤皖A(yù)熱氧孔口設(shè)于凹環(huán)槽側(cè) 壁上可以使割嘴體積縮小。割嘴采用不銹鋼或銅材鍍鉻材料制成，切割時(shí)割嘴不粘鋼渣，也 可進(jìn)一步延長割嘴使用壽命。 '本發(fā)明其圓柱加圓臺(tái)形的芯頭其尺寸比例和相應(yīng)的凹槽數(shù)量和形狀尺寸的設(shè)置可以獲得 一個(gè)好的流線型氣體流東，特別是芯頭與芯桿連接的 一端端面倒角成 一定角度的弧形或錐形 面，相當(dāng)于為芯頭凹槽增加了一個(gè)引導(dǎo)段，使通過該凹槽氣體形成更好的流線型流束，這些 都可以使火焰東更加細(xì)而長、更加集中，使切割質(zhì)量得到進(jìn)一步提高，其節(jié)約燃?xì)庑Ч鼮?突出。割嘴嘴芯與嘴芯套管的貼面配合可避免燃?xì)夥稚?，使火焰東更為集中。本發(fā)明鋼材割 損小，割縫只有0.8 — 1. 5mm ,鋼坯切割上緣不塌邊、下緣不掛渣，切割面平整，可降低燃 氣壓力5M-70%,預(yù)熱氧降低60%，高壓氧降低50%-60%;燃?xì)夂脱鯕饬髁靠煞謩e降低至1.1 千克/小時(shí)和19立方米/小時(shí)，降低切割成本75%以上。當(dāng)被切割鋼材越厚時(shí)，其節(jié)能效果越 明顯。


圖l為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，芯頭3由與芯桿2 —端連接的圓柱段3b和圓臺(tái)段h構(gòu)成， 芯頭3的最大外徑大于芯桿2的最大外徑，圓柱段3b其與芯桿2連接的一端端面倒角成延伸 至芯桿2表面的錐形面10,圓柱段3b的長度為7mm,圓臺(tái)段3a的長度為9mm;芯頭29上繞 其周壁均句布設(shè)的凹槽34為19條，其寬度和深度分別為1. 3mm和2. lmm,凹槽的底面與芯桿2表面齊平。芯桿2另一端通過螺紋與圓臺(tái)形芯座1的圓臺(tái)底面一端連接。其管孔內(nèi)周壁 形狀與芯頭3外周壁表面形狀相對(duì)應(yīng)的嘴芯套管6通過圓臺(tái)形芯座1的圓臺(tái)底面的臺(tái)階支承 與芯頭3外周壁表面貼面接觸配合套裝于由芯桿2和芯頭3構(gòu)成嘴芯上。嘴芯的長度為31mm。 嘴芯套管6的靠外側(cè)一端的管壁端面向外長出芯頭3相應(yīng)一端端面2mm?；鞖馐?由芯桿2外壁、芯頭3的內(nèi)側(cè)一端錐形端面10、芯座1的內(nèi)側(cè)一端環(huán)形端面和 嘴芯套管6內(nèi)壁構(gòu)成，混氣室5的長度為15mm。圓臺(tái)形芯座1的圓臺(tái)錐度為30-45度，其周表面設(shè)有兩個(gè)凹環(huán)槽12、 11, 10個(gè)燃?xì)饪? 繞高壓氧孔13、 10個(gè)預(yù)熱氧孔8繞燃?xì)饪?其各自的氣體入口分別位于兩個(gè)凹環(huán)槽12和11 側(cè)壁上均布于圓臺(tái)形芯座1上；各預(yù)熱氧孔8向割嘴軸線方向傾斜至分別與相應(yīng)的燃?xì)饪? 一一對(duì)應(yīng)聯(lián)通后再經(jīng)混氣孔7延伸至與混氣室5連接；燃?xì)饪?和預(yù)熱氧孔8的孔徑分別為 0. 6mm和1. 2mm,混氣孔7孔徑為1. 2mm。高壓氧孔13由沿割嘴芯頭3方向依次呈圓臺(tái)形的收斂段13a、分別呈圓柱形的擴(kuò)張段13b 和加速段13c構(gòu)成。位于氣體入口處的收斂段13a對(duì)進(jìn)入噴嘴的高壓氧進(jìn)行預(yù)加速，而位于 中間部位的擴(kuò)張段13b則應(yīng)盡量多的收集氣體以聚集能量，為加速段13c提供充分的加速氣 體，因此收斂段13a的入口端(即圓臺(tái)底面)和出口端(即圓臺(tái)臺(tái)面)的孔徑一般分別設(shè)計(jì) 為2mm—8mm和1. 5mm—5mm,本實(shí)施例為4mm和2.9mm,其長度一般為16--40mm,本實(shí)施例 為20mm;而擴(kuò)張段13b的孔徑則相應(yīng)大些， 一般設(shè)計(jì)在2. 5mm—IO隨，其長度在16. 5mm-62mm 范圍，本實(shí)施例中孔徑和長度分別為5mm和31mm;對(duì)位于氣體出口段的加速段13c,其孔徑 應(yīng)盡量小，以減小氣體的密度以進(jìn)一步增加氣體的噴射速度，并在噴射時(shí)獲得方向性較強(qiáng)的 平行流線，設(shè)計(jì)時(shí)，在盡量減小加速段13c孔徑的同時(shí)，要考慮氣體在噴射時(shí)必須要保證具 有足夠的切割能量，對(duì)于加速段13c的長度設(shè)置盡量要長、短適宜，過長不僅增加阻力而且 會(huì)增大割嘴的體積，過短不能獲得較佳的方向性較強(qiáng)的平行流線，這既影響切割質(zhì)量又浪費(fèi) 能源，因此其孔徑和長度一般分別在lmm—4mm和4. 5mm--18mm范圍，本實(shí)施例分別為1.9mm 和9mm。本實(shí)施例中割嘴工作時(shí)的高壓氧和燃?xì)鈮毫Ψ謩e在0. 5-0. 7Mpa和0. 01-0. 02Mpa范圍。
權(quán)利要求
1、一種煉鋼鏈鑄割嘴，包括由芯桿和其上設(shè)有若干凹槽的芯頭組成的嘴芯，設(shè)于所述嘴芯上的嘴芯套管，設(shè)有若干預(yù)熱氧孔和燃?xì)饪椎男咀?，設(shè)于所述芯座和嘴芯上的高壓氧孔，其特征是所述芯頭其與芯桿連接的一端端面倒角呈弧形面或錐形面。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述煉鋼連鑄割嘴，其特征是所述芯頭端面呈弧形或錐形的倒角面延 伸至芯桿表面。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述煉鋼連鑄割嘴，其特征是所述芯頭上的凹槽底面與所述芯桿表面 齊平。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述煉鋼連鑄割嘴，其特征是所述芯頭由一圓臺(tái)段和一圓柱段構(gòu)成； 所述芯座上的每個(gè)燃?xì)饪缀蛯?duì)應(yīng)的一預(yù)熱氧孔經(jīng)相應(yīng)一個(gè)混氣孔聯(lián)通于由芯桿外周壁、芯座 和芯頭的相向兩端面、以及嘴芯套管內(nèi)壁構(gòu)成的混氣室；所述嘴芯套管管孔的形狀與所述芯 頭外周表面形狀相對(duì)應(yīng)，并與該芯頭貼面接觸配合或松配合套罩于所述嘴芯上。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述煉鋼連鑄割嘴，其特征是所述芯頭其圓柱段長度為2.5mm-13mm, 圓臺(tái)段長度為3咖-15mm,圓臺(tái)的錐度為O.l—lO度；所述設(shè)于芯座上的燃?xì)饪缀皖A(yù)熱氧孔分 別為2-20個(gè)，其孔徑為2mm-20mm;所述芯頭上所設(shè)的凹槽為6—30條，其寬度和深度分別為 0. 03卿-1.51鵬和0. 03咖-2. 5腳。所述混氣孔的孔徑為0. 6咖-6trnn;所述混氣室的長度為 IO咖一20mm。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述煉鋼連鑄割嘴，其特征是所述芯頭其圓柱段長度為7mm,圓臺(tái)段 長度為9mm,圓臺(tái)的錐度為0. 3—1度；所述芯座上的燃?xì)饪缀皖A(yù)熱氧孔各為10個(gè)，其孔徑分 別為0.6咖和1.2mm;所述芯頭上所設(shè)的凹槽為19條，其寬度和深度分別為1. 3mm和2. lmm; 所述混氣孔的孔徑為1.2mm,所述混氣室的長度為15mm。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述煉鋼連鑄割嘴，其特征是所述高壓氧孔由依次呈圓臺(tái)形的收斂段、 分別呈圓柱形的擴(kuò)張段和加速段構(gòu)成。
8、根據(jù)權(quán)利要求7所述煉鋼連鑄割嘴，其特征是所述圓臺(tái)形收斂段的圓臺(tái)底面一端的孔 徑為2mm—8mm,另一端直徑為1. 5mm—6mm,其長度為16mm--40mm;分別為圓柱形的擴(kuò)張段和 加速段的孔徑分別為2. 5mm—10mm和1. lmm—4mm,其長度分別為16. 5mm-62mm和4. 5咖一—18咖。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述煉鋼連鑄割嘴，其特征是所述高壓氧孔的圓臺(tái)形收斂段的圓臺(tái)底 面一端的孔徑為4 mm,其另一端孔徑為2.9mm,其長度為20mm;分別為圓柱形的擴(kuò)張段和加 速段的孔徑分別為5mm和1. 9mm，其長度分別為31mm和9. 1mm。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述煉鋼連鑄割嘴，其特征是所述芯座為其底面與所述芯桿連接的圓臺(tái)形，該賀臺(tái)形芯座的外周壁相間隔設(shè)有至少兩個(gè)凹環(huán)槽，所述若干個(gè)燃?xì)饪缀皖A(yù)熱氧孔入氣口分別設(shè)于相應(yīng)凹環(huán)槽側(cè)壁上;所述割嘴釆用不銹鋼或銅材鍍鉻材料制成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種切割質(zhì)量高、切割速度快而耗能小的煉鋼連鑄割嘴。包括芯桿、分別與芯桿連接的芯座和其周壁設(shè)有若干凹槽的芯頭，與芯頭貼面配合的嘴芯套管，芯座上分別設(shè)有若干個(gè)燃?xì)饪缀皖A(yù)熱氧孔，對(duì)應(yīng)聯(lián)通于相應(yīng)的燃?xì)饪缀皖A(yù)熱氧孔的若干個(gè)混氣孔，割嘴上設(shè)有由圓臺(tái)形收斂段、圓柱形的擴(kuò)張段和加速段構(gòu)成的高壓氧孔；所述芯頭由圓柱段和圓臺(tái)段兩部分構(gòu)成，該圓柱段其與芯桿連接的一端倒角成錐形表面。
文檔編號(hào)F23D14/42GK101240897SQ20071019264
公開日2008年8月13日 申請(qǐng)日期2007年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月14日
發(fā)明者陳寅明 申請(qǐng)人:陳寅明