专利名称：氧枪喷头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及真空吹氧脱气精炼装置，更具体地说，涉及一种氧枪 喷头，该喷头能够使冷却水直接流经外套管的封闭端端部，提高冷却效果。
背景技术：
请参阅图l所示，目前，用于真空吹氧脱气精炼(VOD)的氧枪喷头 lO包括内套管ll、外套管12和中套管13，内套管ll内部通有氧气；外 套管12套在内套管11外，外套管12—端的管壁与内套管ll的管壁连接 并呈封闭端14，封闭端14内侧壁142向内凹陷，外侧壁143与中套管13 平行；中套管13为直管状结构，套在内、外套管12之间，并将内、外套 管12之间分成两个通道，内套管11与中套管13之间为冷却水的进水通 道15,中套管13与外套管12之间为冷却水的出水通道16。由于该喷头 IO外套管12的封闭端14端部141承受很高的热负荷，而内套管11的恻 壁所受热负荷却很小，约为封闭端14的1/250，因此该喷头10的冷却实 际上主要是对外套管12的封闭端14端部141的冷却。请结合图2所示， 由于中套管13为直管状结构，当高速冷却水(流速高达2m/s)流入进水 通道15时，该结构容易使冷却水在外套管12的封闭端14端部141和内 侧壁142凹陷两处各形成一个漩涡17，造成冷却水未到达封闭端14端部 141便流向中套管13，并经过中套管13直接流入出水通道16，使得封闭 端14端部141和内侧壁142无法得到有效的冷却，大大降低了喷头10的 冷却效果。另外，由于封闭端14的外侧壁143与中套管13平行，且中套 管13比较靠近外套管12内壁，再加上中套管13左端与封闭端14之间的 距离较远，使得冷却水流经封闭端14时的流度很低(只有0.005 m/s左右)， 甚至出现水流"短路"现象，降低了冷却水的循环效率，影响了冷却效果， 从而影响了氧枪喷头IO的使用寿命，减少了经济效益。
实用新型内容
针对现有技术中存在的上述冷却水未经喷头外套管的封闭端端部直接
流入出水通道、喷头外套管的封闭端内的冷却水流速低、循环冷却效果差 的缺点，本实用新型的目的是提供一种氧枪喷头，该喷头结构简单，使用 方便，不但能够对外套管的封闭端端部进行冷却，而且提高封闭端内的冷 却水流速，提高冷却效果。
为实现上述目的，本实用新型釆用如下技术方案
该氧枪喷头，该喷头包括内套管、外套管和中套管，外套管套在内套
管外，外套管一端的管壁与内套管的管壁连接并呈封闭端；中套管为直管
结构，套在内、外套管之间，中套管一端设有导流管，导流管一端与中套
管连接固定，另一端向内倾斜，并伸入封闭端内。
所述的封闭端内侧壁与内套管的外壁持平并呈一直线。 所述的导流管与中套管之间的径向水平夹角的取值范围为4~17° 。 所述的导流管与中套管之间的径向水平夹角的取值为15° 。 所述的导流管的另一端与外套管的封闭端端部之间的距离的取值范围
为8~ 20mm。
所述的导流管的另一端与外套管的封闭端端部之间的距离的取值为 15mm。
所述的中套管与外套管内壁之间的距离的取值范围为7~9mm。 所述的封闭端外侧壁向内一端向内倾斜。
在上述技术方案中，本实用新型的氧枪喷头包括内套管、外套管和中 套管，外套管套在内套管外，外套管一端的管壁与内套管的管壁连接并呈 封闭端；中套管为直管结构，套在内、外套管之间，中套管一端设有导流 管，导流管一端与中套管连接固定，另一端向内倾斜，并伸入封闭端内。 通过导流管以及改变封闭端内侧壁结构，能够有效地组织水流，避免冷却 水在封闭端端部及内侧壁各形成一漩涡，使冷却水能够直接到达喷头的封 闭端端部，并在该部位保持较长时间的循环，增强对封闭端端部的冷却； 通过减小导流管与封闭端端部之间的距离以及增大中套管与外套管内壁之 间的距离，并使封闭端外侧壁向内一端向内倾斜，不但加快封闭端内的冷 却水流速，从而提高冷却水循环冷却效果，并且延长了喷头的使用寿命， 提高了经济效益。
图l是现有技术的氧枪喷头的结构示意图2是现有技术的氧枪喷头内的冷却水水流方向示意图3是本实用新型的氧枪喷头的结构示意图4是图3所示的氧枪喷头的A部结构放大示意图5是本实用新型的氧枪喷头内的冷却水水流方向示意图6是本实用新型的氧枪喷头的导流管与中套管之间的径向水平夹角
a与封闭端内冷却水流速的关系柱型图7是本实用新型的氧枪喷头与现有技术的氧枪喷头在封闭端内的冷
却水流速值的对比折线图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例进一步说明本实用新型的技术方案。 请参阅图3所示，本实用新型的氧枪喷头20与现有技术的氧枪喷头 IO基本相同，同样包括内套管21、外套管22和中套管23，内套管21内 部通有氧气；外套管22套在内套管21外，外套管22—端的管壁与内套 管21的管壁连接并呈封闭端24;中套管23为直管状结构，套在内、外套 管22之间，并将内、外套管22之间分成两个通道25、 26,内套管21与 中套管23之间为冷却水的进水通遒25,中套管23与外套管22之间为冷 却水的出水通道26，通过冷却水对该喷头20进行冷却。不同之处在于， 本实用新型的氧枪喷头20的中套管23左端设有导流管27，导流管27右 端与中套管23连接固定，固定方式可以采用焊接或螺栓柠紧。导流管27 左端向内倾斜，并伸入封闭端24内。在此需要说明的是，该导流管27的 管壁在径向上呈向内倾斜的斜线型，当然也可以为向内倾斜的弧线型。封 闭端24内侧壁242与内套管21的外壁持平并呈一直线。请再结合图5所 示，该结构使得冷却水从进水通道25进入时，封闭端24端部241以及封 闭端24内侧壁242两处不再形成漩涡，使得冷却水顺利流经封闭端24内 侧壁242及封闭端24端部241,并在这两个部位保持较长时间的循环，从 而对该部位进行有效的冷却，尤其封闭端24端部241是喷头20冷却的主 要部位，因此大大提高了冷却效果，延长了喷头20的使用寿命。请再参阅
图4所示，为了增加封闭端24端部241内的冷却水流速，请结合图6所 示，通过多次的试验和计算得出，当导流管27与中套管23之间的径向水 平夹角a的取值范围在4~17°时，从图6中可以看出，封闭端24端部 241内的冷却水流速明显较快，并且以3 = 15°为最佳，此时封闭端24端 部241内的冷却水流速值最大。另外，还通过改变导流管27左端与外套 管22的封闭端24端部241之间的距离L、中套管23与外套管22内壁之 间的距离D (见图3)以及封闭端24外侧壁243的结构来提高封闭端24 内的冷却水流速，具体如下通过试验和计算得出，导流管27的左与外套 管22的封闭端24端部241之间的距离L的取值范围在8~20mm时，特 别是当L= 15mm时，而且中套管23与外套管22内壁之间的距离D的取 值范围在7~ 9mm时，以及通过将封闭端24外侧壁243左端向内倾斜， 即增大封闭端24外侧壁243与导流管27之间的夹角b。通过以上诸多改 进，能够大大加快了封闭端24内的冷却水流速，使得冷却水能够快速循环， 更加促进了对喷头20的冷却，提高了喷头20的使用寿命，增加了经济效 益。
请参阅图7所示，B为现有技术氧枪喷头10的封闭端14内的冷却水 流速值连接而成的折线，C为本实用新型的氧枪喷头20的封闭端24内的 冷却水流速值连接而成的折线。从图7中可以看出，在采用本实用新型的 氧枪喷头20后，当冷却水以较低的流速(设为0.5m/s)进入进水通道25 口后，便能在封闭端24内达到的较高的流速(可达0.385m/s),随着冷 却水进入进水通道25 口时的流速继续增加，封闭端24内的流速也快速增 加，当冷却水进入进水通道25道口时的流速为2.5m/s时，封闭端24内 的流速以高达0.95m/s。而从图7中可以明显看出，在相同条件下，现有 技术的氧枪喷头10的封闭端14内的流速明显低了很多，循环冷却效果与 本实用新型的氧枪喷头20存在明显的差距。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说 明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的 实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的 权利要求书范围内。
权利要求1.一种氧枪喷头，该喷头包括内套管、外套管和中套管，外套管套在内套管外，外套管一端的管壁与内套管的管壁连接并呈封闭端；中套管为直管结构，套在内、外套管之间，其特征在于所述的中套管一端设有导流管，导流管一端与中套管连接固定，另一端向内倾斜，并伸入封闭端内。
2. 如权利要求l所述的氧枪喷头，其特征在于 所述的封闭端内侧壁与内套管的外壁持平并呈一直线。
3. 如权利要求l所述的氧枪喷头，其特征在于 所述的导流管与中套管之间的径向水平夹角的取值范围为4-17° 。
4. 如权利要求1或3所述的氧枪喷头，其特征在于 所述的导流管与中套管之间的径向水平夹角的取值为15° 。
5. 如权利要求l所述的氧枪喷头，其特征在于 所述的导流管的另一端与外套管的封闭端端部之间的距离的取值范围为8~ 20mm。
6. 如权利要求l后5所述的氧枪喷头，其特征在于 所述的导流管的另一端与外套管的封闭端端部之间的距离的取值为15mm。
7. 如权利要求l所述的氧枪喷头，其特征在于 所述的中套管与外套管内壁之间的距离的取值范围为7-9mm。
8. 如权利要求l所述的氧枪喷头，其特征在于 所述的封闭端外恻壁向内一端向内倾斜。
专利摘要本实用新型公开了一种氧枪喷头，该喷头包括内套管、外套管和中套管，外套管套在内套管外，外套管一端的管壁与内套管的管壁连接并呈封闭端；中套管为直管结构，套在内、外套管之间，中套管一端设有导流管，导流管一端与中套管连接固定，另一端向内倾斜，并伸入封闭端内。通过导流管以及改变封闭端内侧壁结构，能够有效地组织水流，避免冷却水在封闭端端部及内侧壁形成漩涡，使冷却水能够直接到达喷头的封闭端端部，并在该部位保持较长时间的循环，增强对封闭端端部的冷却；通过减小导流管与封闭端端部之间的距离以及增大中套管与外套管内壁之间的距离，并使封闭端外侧壁向内一端向内倾斜，加快了封闭端内的冷却水流速，提高了冷却水循环冷却效果。
文档编号C21C7/00GK201068462SQ200720072620
公开日2008年6月4日 申请日期2007年7月19日 优先权日2007年7月19日
发明者任三兵, 安 刘, 晓 刘, 园 方, 樊俊飞 申请人:宝山钢铁股份有限公司;上海宝钢工程技术有限公司