专利名称：钢水真空精炼顶吹多功能枪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及钢水真空精炼(RH)中使用的顶吹多功能枪。
背景技术：
目前，公知的RH顶吹多功能枪一般布置在真空槽上方，可通过热弯管上的顶吹多功能枪孔进入真空槽。顶吹多功能枪工作所需的氧气、氩气、煤气、脱硫粉剂等介质可通过顶吹多功能枪内各层介质套管进入真空槽，以实现RH钢水真空精炼处理过程中对钢水进行吹氧脱碳、加铝吹氧升温、喷粉脱硫和RH处理间隙喷吹燃气升温化冷钢等多种功能。
现有顶吹多功能枪主要存在以下问题1)拉瓦尔喷头喉口的下半部和喷头扩张段连在一起，必须整体更换，枪头装配时有多层套管需精密装配，内层套管装配时被外层套管挡住无法看到，只能凭经验进行装配，装配质量难以保证；2)燃气喷射孔为1～2排圆形小孔，容易被飞溅物堵住；同时燃气喷射孔与枪头进水腔距离较近，使枪头该部位的强度有所削弱，顶吹多功能枪使用到后期该部位有可能会漏水；3)枪体和枪头冷却水通道截面积相同，冷却水在枪体和枪头流速相同，冷却效果不好；4)顶吹多功能枪枪头端部的点火装置经常被喷溅的钢水堵住，点火装置寿命非常低。枪头设点火装置造成枪头部位结构复杂，冷却水流通面积减小，阻损增大，对枪头的冷却不利；5)火焰检测灵敏度不可调，有时不能正确分辨顶吹多功能枪燃烧火焰和高温状态下真空槽发出的亮光，造成顶吹多功能枪燃烧不安全隐患。
发明内容
本实用新型提供针对现有RH顶吹多功能枪存在的问题，提出一种改进的RH顶吹多功能枪，使枪头安装和更换方便，燃气喷射孔被飞溅物堵住的可能减小，枪头部位强度加强，冷却效果良好，枪头寿命提高，燃烧火焰检测灵敏。
本实用新型的技术方案是1采用多段可分体式拉瓦尔喷头，共分为(a)喷头收缩段；(b)喉口和扩张段上部；(c)扩张段下部，其中喷头收缩段和喉口和扩张段上部采用螺纹加密封圈连接，喉口和扩张段上部和扩张段下部的斜面配合连接。采用该结构，顶吹多功能枪功能保持不变，枪头部位结构得到简化，原第4层(从外向内数)需精密装配且装配时无法观察的部位减少了需精密装配的套管层数，安装和更换方便。枪头可根据实际损坏的情况选择以下更换组合方式(1)单独更换扩张段下部
(2)更换扩张段下部+扩张段上部和喉口(3)更换扩张段下部+扩张段上部和喉口+收缩段2采用环形燃气喷射槽孔，减小燃气喷射孔被飞溅物堵住的可能。同时环形燃气喷射槽孔相对远离枪头进水腔，增加该部位强度。该环形燃气喷射槽孔由喷头喉口和扩张段上部支撑脚与喷头扩张段下部斜面组成。
3采用枪体和枪头冷却水通道变径设计，枪体部位冷却水通道直径大于枪体部位冷却水通道直径，枪体和枪头设置锥形段过渡，这样受辐射热较少的枪体部位冷却水流速相对较慢，受辐射热较多枪头部位冷却水流速较快，整枪的综合冷却效果好。
4枪头部位不设置点火装置，顶吹多功能枪喷吹燃气时利用真空槽槽温自动点火。取消点火装置后，枪头部位结构简化，冷却水流通面积增大，阻损减少，有利于枪头的冷却，提高枪头寿命。
5采用灵敏度可调的火焰检测装置，其特征是一种采用灵敏度光圈调节方式的火焰检测装置，能够准确分辨出顶枪多功能枪的火焰与高温状态下真空槽发出的亮光，从而能正确的检测到顶吹多功能枪的火焰状态，确保顶吹多功能枪的安全燃烧。
图1是RH顶吹多功能枪全图。其中，图1(a)正面图示，图1(b)为侧面图示。
图2是图1的枪端部A-A剖面图示。
图3是图1的枪前剖B-B剖面图示。
图4为图1的枪体C-C剖面图示。
图中标号(1)枪体内层管，(2)枪体外4层管，(3)枪体外3层管，(4)枪体外2层管，(5)枪体外层过渡管，(6)枪头外3层管，(7)枪头外2层管，(8)枪头外层管，(9)喷头收缩段，(10)喷头喉口和扩张段上部，(11)喷头扩张段下部，(12)枪头回水腔，(13)枪头进水腔，(14)燃气腔，(15)氧气腔，(16)粉剂腔。(17)枪体进水腔，(18)枪体回水腔，(19)枪体外层管，(20)火焰检测器，(21)可调式光圈，(22)转换接头，(23)顶吹多功能枪火焰检测口，(24)燃烧火焰。
具体实施方式
下面通过实施例进一步描述本实用新型。
图2所示剖面中，顶吹多功能枪枪体由几层不同直径的钢管套装而成，从内到外依次是枪体内层管(1)，枪体外4层管(2)，枪体外3层管(3)，枪体外4层管(4)，枪体外层过渡管(5)。枪头也为几层不同直径的钢管套装而成，从内到外依次是枪头外3层管(6)，枪头外2层管(7)，枪头外层管(8)。拉瓦尔喷头收缩段(9)与枪体外4层管(2)焊接，喷头喉口和扩张段上部(10)与喷头收缩段(9)为螺纹连接加密封圈密封。枪头安装时，件(10)先连接到喷头收缩段(9)上，随后枪头外3层管(6)、枪头外2层管(7)、枪头外层管(8)、喷头扩张段下部(11)之间焊接好后作为1个整体安装到枪体上，枪体外3层管(3)和件(6)之间以及枪体外4层管(4)和枪头外2层管(7)之间分别通过配合密封或密封圈密封连接，枪体外层过渡管(5)和枪头外层管(8)之间焊接。喷头喉口和扩张段上部(10)下圆周方向上设3～5个支撑脚，支撑脚端部为斜面，和喷头扩张段下部(11)之间的斜面直接接触，喷头喉口和扩张段上部(10)支撑脚之间与喷头扩张段下部(11)斜面之间组成环形燃气喷射槽。
图3所示剖面中，枪体进水腔(17)(由图2中枪体外3层管(3)和枪体外4层管(4)构成)，枪体回水腔(18)(由枪体外层管(19)和图2中枪体外4层管(4)构成)，枪头回水腔(12)由枪头外2层管(7)和枪头外层管(8)之间间隙构成，枪头进水腔(13)由枪头外3层管(6)和枪头外2层管(7)之间间隙，枪体外层管(19)和图2枪头外层管(8)之间通过枪体外层过渡管(5)连接，枪体回水腔和进水腔截面积大于枪头回水腔和枪头进水腔截面积，即冷却水在枪头的流速大于在枪体部位流速。
图4所示图中，火焰检测器(20)和可调式光圈(21)通过转换接头(22)连接在顶吹多功能枪的火焰检测口(23)上，当顶吹多功能枪燃烧时，其燃烧火焰(24)的紫外光线透过可调式光圈(21)时，可通过可调式光圈(21)来调节控制火焰检测器(20)接受到火焰信号强度，保证火焰检测器能够正确检测出顶吹多功能枪的火焰状态，不会与高温下真空槽发出的亮光产生混淆。
权利要求1.一种钢水真空精炼顶吹多功能枪，其特征在于采用多段可体分式拉瓦尔喷头和环形燃气喷射槽孔；枪体和枪头的冷却水管采用变径结构；枪头部位燃气时利用真空槽自动点火；采用灵敏度可调的火焰检测装置；其中所述多段可体分式拉瓦尔喷头分为喷头收缩段(9)、喉口和扩张段上部(10)、扩张段下部(11)，喷头收缩段(9)与喉口和扩张段上部(10)采用螺纹加密封圈连接，喉口和扩张段上部(10)与扩张段下部(11)的斜面配合连接；所述环形燃气喷射槽孔由喷头的喉口和扩张段上部(10)与扩张段下部(11)的斜面构成；所述枪体和枪头的冷却水管采用变径结构为枪头进水腔(13)、枪头回水腔(12)的截面积分别小于枪体进水腔(17)和枪体回水腔(18)截面积；所述灵敏度可调的火焰检测装置为火焰检测器(20)和转换接头(22)之间设置可调式光圈(21)。
专利摘要本实用新型为一种钢水真空精炼顶吹多功能枪，具有吹氧脱碳、加铝吹氧升温、喷粉脱硫和喷吹燃气加热化冷钢等功能。其特征是采用多段可分体式拉瓦尔喷头、环形燃气喷射槽孔，枪体和枪头的冷却水管采用变径结构；枪头部位不设点火装置，真空槽温度达到一定条件后可自动点火；设置灵敏度可调的火焰检测装置。本实用新型枪头安装和更换方便，燃气喷射孔不会被溅物堵住，燃烧火焰检测灵敏，枪头寿命延长。
文档编号C21C7/072GK2905813SQ200620040038
公开日2007年5月30日 申请日期2006年3月9日 优先权日2006年3月9日
发明者吴坚华, 潘仲, 徐汉明, 吴杰, 王家敏 申请人:上海宝钢工程技术有限公司