专利名称：一种新型的火焰清理机烧嘴的制作方法
技术领域：
本实用新型属冶金技术领域，具体涉及一种新型的火焰清理机烧嘴。
背景技术：
火焰清理机是利用氧气和煤气混合燃烧，把板坯的表面加热到燃点，即金属能与氧起剧烈反应的活化温度(含碳O. 25%的碳钢燃点为1250°c)然后使用高压纯氧气流与板坯表面金属产生氧化反应，并清除表层的缺陷，形成光洁平整的表面以满足高质量钢种的轧制需求(例如汽车板、镀锡板、家电面板等)火焰清理机能同时清理板坯的顶部、底部和二个侧部上的缺陷，机械化程度高。清理质量的优劣主要表现在有否凹坑、亮带、沟槽不一、波峰波谷差异过大等方面。除了与清理的工艺(例如氧气和煤气的压力、流量)是否合适；烧嘴预热嘴孔有否堵塞；孔径是否精确而引起的火焰不均匀的程度；烧嘴的日常使用维护；清理操作时深度和速度是否匹配；高压粒化水冲渣的压力和流量是否合理以及烧嘴预热火焰与板坯的对准程度是否合适等因素有关，但毋庸置疑的是烧嘴的结构和制作精度对清理质量有着直接的明显的关联。本专利的侧重点是烧嘴的结构设计的多项改革措施带来板坯表面波峰波谷差异的大幅下降。
发明内容本实用新型的目的在于提出一种新型的火焰清理机烧嘴。通过烧嘴结构上的改革使火焰的分布和能率的传导更均匀化，达到板坯的预热状态更为均衡，从而使清理后的板坯波峰波谷之间的差异更为平缓，使板坯更平整光洁，满足了日系汽车板的轧制需求。本实用新型提出的一种新型的火焰清理机烧嘴，由本体I、靴块6、上部预热块座2和上部预热块头3、下部预热块座4和下部预热块头5组成，本体I是烧嘴的基础件，通过螺栓12和螺栓13固定于分配器上，并引导氧气、煤气和水等介质的进入；上部预热块座2通过固定螺栓14和销钉15固定在本体I上，下部预热块座4通过固定螺栓16和销钉17固定在本体I上，上部预热块座2与下部预热块座4平行设置，上部预热块座2底部与下部预热块座4底部之间形成5飞_的空隙，该空隙的一端连接氧气分配杆11的出气口，从而使该空隙作为从氧气分配杆11中喷出的清理氧流通道；上部预热块头部3通过螺栓固定在上部预热块座2上，下部预热块头部5通过螺栓固定在下部预热块座4上；靴块6通过螺栓18固定在本体I上，靴块6紧贴在板坯之上与红热的板坯作相对运动，摩擦块7焊接在靴块6底部，以避免紫铜合金的靴块6与板坯的直接摩擦损坏。下部预热块头部5上均匀分布有45个煤气喷嘴8，上部预热块头部3上均匀分布有45个氧气喷嘴9和34个燃烧喷嘴10 ；所述本体I、靴块6、上部预热块座2和下部预热块座4上均设有水冷却通道。本实用新型中，所述煤气喷嘴8、氧气喷嘴9和燃烧喷嘴10以30mm为一个单元，每5个煤气喷嘴8或5个氧气喷嘴9和燃烧喷嘴10组成不同的单元气室，相邻的气室互不窜气，这样当清理板坯的宽度小于多个烧嘴的排列长度时，多余部分的烧嘴预热喷嘴的火焰可以利用活塞杆的移动而关闭。[0006]本实用新型中，所述下部预热块座4与水平面的夹角为32°。本实用新型中，所述燃烧喷嘴10的中间部位是氧气孔，外围设有4个月牙状煤气通道。本实用新型中，下部预热块头部5与煤气喷嘴8端面在纵向均向内缩进22mm，相邻的煤气喷嘴8侧面与清理氧流通道呈2°夹角，且为外凸，煤气的燃烧时间由于端面尺寸的加长而相对延长了，延长了煤气的燃烧时间、相邻侧面与清理氧流面角度的改变保证了清理氧流的纯净度，减少了波峰波谷的差异，提高了清理的效果。本实用新型中，本体I上的氧气分配杆11与清理氧流撞击的区域为平面的正面撞击，使气流更均匀化，挡片制成螺旋状使气流形成涡流状态，加强了氧流的均匀程度，对清理表面波峰波谷差异减少有利。本实用新型的烧嘴结构改革有以下方面①清理氧气流即上部、下部预热块之间构成的狭窄地带，形成的清理氧气流与板坯表面之间的夹角由35°改为32°。这样的气流更锐利，由于夹角的缩小，降低了烧嘴与板坯相对运动时的阻力，当具有相对的清理速度时，清理层深度更薄一些；或者相同的清理层深度清理速度更快一些，就好像木工的刨刀安装角度的变化带来刨削更轻松些更光滑些一样的道理，这一改革对热坯的清理效果尤为明显。②上部预热块和下部预热块分别由整体式、圆柱状的分配杆O型圈圆周密封(每5个预热喷嘴为I档，分为9档45个喷嘴)改为分体式结构，上部预热块分拆成头部和座部，下部预热块也分拆成头部和座部，其座部与烧嘴本体连接，头部又通过螺栓与座部固定，仍为9档,每档30mm,控制5个喷嘴火焰,密封形式则由圆周密封改为O型圈环槽的平面密封，这样改革带来的好处是环形内槽平面密封的加工较原来的圆周密封更为方便可靠。只要使用数控铣床保证沟槽的深浅一致即可，降低了制造成本。原来的圆柱状分配杆装配时，需要使用“米粒胶卷”涂上硅油包上已装好O型圈的分配杆慢慢塞入精铰的长孔中，定位后迅速抽去胶卷，在此安装过程中极易拉断胶卷，如太松的话O型圈易渗漏。另外上、下部预热块头部上镶有氧气、煤气喷嘴，因为烘烤或钢渣反溅容易损坏，采用分体式后，损坏后只要更换头部，大大节省了材料的消耗和制造成本。③上部预热块头部原来装有45个氧气喷嘴和45个的煤气喷嘴，改革后的烧嘴上部预热块头部除了保留45个氧气喷嘴外，煤气喷嘴改为一种新型的氧气和煤气直接外部混合的燃烧喷嘴，该喷嘴的中间部位是氧气孔，外围呈4个月牙状煤气通道，其月牙槽大小根据氧、煤气的燃烧配比而设计氧气和煤气，更能充分地燃烧，火焰更为均匀，有效强化了对板坯的预热，对火焰温度的均匀程度和提高清理的平整度大有好处。④下部预热块头部作了重点的改革，原先的煤气喷嘴端面向内缩进6. 8_，相邻的侧面与清理氧流面成5°的夹角(内凹)。改革后的下预热块煤气喷嘴端面向内缩进22mm，相邻的侧面与清理氧流面成2°的夹角(外凸)，也就是说，原来的煤气喷嘴与相邻的侧面呈平行状态，改革后的煤气喷嘴与相邻的侧面呈7°夹角，煤气的燃烧时间由于端面缩进尺寸增大被相对地延长了，延长了煤气的燃烧时间。在煤气燃烧的方向上由+5°改为-2°，更有利于周围空气不易被氧气吸入，避免与清理氧流与空气流相混合产生扰动，保证了清理氧流的纯净度；煤气的燃烧火焰边缘与清理氧流形成的气流更接近于平行气流。最大限度减少表面上形成的凹坑和波峰波谷的差异过大的弊病。在实践中也证明是有明显效果的。[0015]火焰清理就本质而言是氧气流与钢的化学反应，由于下部预热块的煤气火焰是由45个喷嘴构成(对每一块烧嘴而言)，从理论上火焰喷射到钢坯表面上每一组喷嘴间距约6mm，所以其燃烧点必然会有差异，清理氧流则相对来说比较平均的扁平气流，这样由于预热火焰燃烧点的差异而造成化学反应的差异，从而造成清理表面的波峰波谷现象，上述改革后使预热火焰的差异明显减少，由点状火焰而接近为线状火焰，火焰的均匀化带来了清理表面的均匀化，减少了波峰波谷的差异，实践的清理作业也证明了以上观点。⑤在烧嘴本体氧气分配杆上的改革，从烧嘴分配器输入的氧气经过9-09孔进入，经过一根氧气分配杆11，由一段扁平的2. 5_宽的槽出来，然后逐步进入一段4. 5_宽的槽内，气流逐渐扩散被均匀化，最后从上、下部预热块平面之间的5飞_的狭窄通道释放，形成清理氧流。该分配杆有九段间隔，在每段的圆柱面上铣削成一个平面，使气流正面撞击在这个平面上，气流分散均匀后再汇集在一起。除了阶梯式逐渐放大外，九段间隔之间的挡片制成螺旋状，使气流喷出后形成涡流状态，更加强了氧气流的均匀化，对清理表面的波峰波谷差异减小有利。本实用新型的烧嘴的有益效果在于使预热火焰的分布更均匀，尽可能使喷出的火 焰状态在板坯上呈线状排列(近似)，而不是点状排列，其结果是清理坯的波峰波谷的差异更小，清理坯平整程度大为提高，能满足要求轧制质量高的日系汽车板的要求。
图I为本实用新型烧嘴结构图。图中标号I本体,2上部预热块座，3上部预热块头部，4下部预热块座，5下部预热块头部，6靴块，7摩擦块，8煤气喷嘴，9氧气喷嘴，10燃烧喷嘴，11氧气分配杆，12螺栓，13螺栓，14上预热块座固定螺栓，15上预热块座销钉，16下预热块座固定螺栓，17下预热块座销钉，18螺栓。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本实用新型。实施例I :如图I所示，清理烧嘴由本体I、靴块6、上部预热块座2和上部预热块头3、下部预热块座4和下部预热块5等四个部件组成。本体I是烧嘴的基础件，通过螺栓12和螺栓13与分配器安装在一起，并引导氧气、煤气和水等介质的进入，上部预热块座2利用固定螺栓14和销钉15固定在本体I上，下部预热块座4利用螺栓16和销钉17固定在本体I上，中间形成了一个狭窄的5飞mm的空隙，作为从本体氧气分配杆11中喷出的清理氧流的通道。上部预热块头部3用螺栓固定在上部预热块座2上，下部预热块头部5也用螺栓固定在下部预热块座4上。靴块6用螺栓18固定在本体I上，紧贴在板坯之上与红热的板坯作相对运动，在烧嘴的四个部件中均设有水冷却通道，保护烧嘴不受热损坏。摩擦块7焊接在靴块6之上，以避免紫铜合金的靴块与板坯的直接摩擦损坏。每个烧嘴的下部预热块头部5上有45个的煤气预热喷嘴8，上部预热块头部3上有45个的氧气预热喷嘴9和34个煤气燃烧嘴10。单个烧嘴270mm长度，分为9档，每档30mm，相互之间隔离的，也就是说每5个预热喷嘴共用I个气室，与其它气室互不窜气，这样当清理板坯的宽度小于多个烧嘴的排列长度时，多余部分的烧嘴预热喷嘴的火焰可以利用活塞杆的移动而关闭。[0024]清理板坯厚度250mm，宽度1930mm，单件烧嘴宽度270mm，清理机顶部和底部各使用8套烧嘴,两侧部使用各I个烧嘴,合计使用8+8+1+1=18个烧嘴,分布在板坯的上、下水平面和两个侧部，能覆盖的板坯宽度大于1930mm，厚度大于250mm，预热煤气孔整个水平面上有45X8=360个预热煤气喷嘴8，供下部预热块头部5预热板坯用。上部预热块头部3上布置有45X8=360个预热氧气喷嘴9和34X8=272个燃烧喷嘴10作强化预热板坯用。上水平面有8组靴块6，上面焊有8 X 5=40组摩擦块7，以保护烧嘴在移动中不受损坏，以上构件本体I、上部预热块座2、上部预热块头部3和下部预热块座4、下部预热块头部5、靴块6均处于源源不断地水循环之中。开始清理时，煤气由下部预热块头部5的的煤气喷嘴8喷出开始，预热并形成一条加热带，稍过几秒钟上部预热块头部3的氧气喷嘴9及燃烧喷嘴10开始形成更强的预热火焰，快速达到金属的加热燃点，然后在纯氧高压清理氧流的作用下，金属表层产生化学反应形成熔渣，连同缺陷一起被高压粒化水吹掉。由于改革后的烧嘴的煤气流、氧气流更为均匀，火焰能率更趋于一致，使清理后的板坯波峰波谷的差异大大地减少，有效满足了日系汽 车板的轧制要求。
权利要求1.一种新型的火焰清理机烧嘴，由本体(I)、靴块￠)、上部预热块座(2)、上部预热块头(3)、下预热块座(4)和下预热块头(5)组成，其特征在于本体(I)通过螺栓(12)和螺栓(13)固定于分配器上；上部预热块座(2)通过固定螺栓(14)和销钉(15)固定在本体(I)上，下部预热块座(4)通过固定螺栓(16)和销钉(17)固定在本体(I)上，上部预热块座(2)与下部预热块座(4)平行设置，上部预热块座(2)底部与下部预热块座(8)顶部之间形成5 6mm的空隙,该空隙的一端连接氧气分配杆(11)的出气口，该空隙作为从氧气分配杆(11)中喷出的清理氧流的通道；上部预热块头部(3)通过螺栓固定在上部预热块座(2)上，下部预热块头部(5)通过螺栓固定在下部预热块座(4)上；靴块(6)通过螺栓(18)固定在本体(I)上，靴块(6)紧贴在板坯之上与红热的板坯作相对运动，摩擦块(7)焊接在靴块(6)底部，下部预热块头部(5)上均匀分布有45个煤气喷嘴(8)，上部预热块头部(3)上均匀分布有45个氧气喷嘴(9)和34个燃烧喷嘴(10);所述本体(I)、靴块(6)、上部预热块座(2)和下部预热块座(4)上均设有水冷却通道。
2.根据权利要求I所述的新型的火焰清理机烧嘴，其特征在于所述煤气喷嘴(8)、氧气喷嘴(9)和燃烧喷嘴(10)以30_为一个单元，每5个煤气喷嘴⑶或5个氧气喷嘴(9)和燃烧喷嘴(10)组成不同的单元气室，相邻的气室互不窜气。
3.根据权利要求I所述的新型的火焰清理机烧嘴，其特征在于所述下部预热块座(4)与水平面的夹角为32°。
4.根据权利要求I所述的新型的火焰清理机烧嘴，其特征在于所述燃烧喷嘴(10)的中间部位是氧气孔，外围设有4个月牙状煤气通道。
5.根据权利要求I所述的新型的火焰清理机烧嘴，其特征在于下部预热块头部(5)与煤气喷嘴(8)端面在纵向均向内缩进22mm，相邻的煤气喷嘴(8)侧面与清理氧流通道呈2°夹角，且煤气喷嘴(8)侧面为外凸。
专利摘要本实用新型涉及一种新型的火焰清理机烧嘴。由本体、靴块、上部预热块座和头部、下部预热块座和头部组成，本体固定于分配器上，上部预热块座和下部预热块座固定在本体上，上部预热块座与下部预热块座平行设置，上部预热块座底部与下部预热块座底部之间形成空隙，该空隙的一端连接氧气分配杆的出气口，上部预热块头部固定在上部预热块座上，下部预热块头部固定在下部预热块座上；靴块通过螺栓固定在本体上，下部预热块头部上均匀分布有45个煤气喷嘴，上部预热块头部上均匀分布有45个氧气喷嘴和34个燃烧喷嘴；所述本体、靴块、上部预热块座和头部、下部预热块座和头部上均设有水冷却通道。通过改善火焰的燃烧均匀程度，减少了清理表面的波峰波谷差异，大大地提高了清理板坯的平整度，满足了日系汽车板对轧制板坯的需求。
文档编号B23K7/06GK202675280SQ201220335798
公开日2013年1月16日 申请日期2012年7月12日 优先权日2012年7月12日
发明者杨燕, 姚刚, 易萍, 张成志 申请人:上海振华焊割工具有限公司