一种环齿缝超音速射流喷头的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及冶金行业中用于生成超音速气流的喷射装置，具体为一种环齿缝超音速射流喷头。
【背景技术】
[0002]超音速射流在冶金行业有着广泛的应用，如顶吹转炉的氧枪、RH真空精炼炉顶枪等。但无论是RH-KTB顶枪，还是以后开发的RH-MFB顶枪、RH-MESID顶枪、RH-PB顶枪以及中国专利 200420027046.4,200610076151.0,200820174977.5,200820174973.7、200820174973.7,201110000083.0,201210346652.1,201310431081.6 所涉及的顶枪或喷头，均采用圆孔拉瓦尔管结构，即拉瓦尔管一般在中心位置，燃气通道分布在拉瓦尔管外侦U，个别枪头燃气通道在中心位置，而拉瓦尔管采用多孔外置倾斜分布，均存在制造难度大、使用寿命低、吹氧流量有限、使用中容易堵枪等缺点。中国专利20142044449.6提出环缝喷头技术，解决了上述问题，但是存在喷头材料受热后膨胀影响环缝面积进而影响喷吹流量的问题。
【实用新型内容】
[0003]鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种适合RH真空精炼等多个领域使用的一种环齿缝超音速射流喷头，以达到降低制造难度，保证流量稳定，减少堵枪几率，延长其使用寿命，提尚喂'吹效能的目的。
[0004]为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供如下技术方案:
[0005]一种环齿缝超音速射流喷头，包括外管和设于外管内的中空芯管，所述外管与中空芯管同轴设置，所述外管内廓面与芯管外廓面之间形成三段变截面通道，即收缩段、扩张段以及具有环齿缝断面的喉口段，所述收缩段的横断面积逐渐变小，扩张段的横断面积逐渐变大，连接收缩段与扩张段的喉口段横断面积最小，在喷头轴向截面上所述变截面通道为轴对称的收缩-扩张变截面状。
[0006]采用上述结构的喷头，所述芯管位于外管内，喉口段的横截面小于收缩段和扩张段，依次形成的三段变截面通道可以将一定压力的低速气流加速到超音速，在喷头出口处形成超音速射流。由于环齿缝形喉口能够在热胀冷缩时流通截面积不会变化太多，保证了喷射流量稳定，而且传统圆形喉口容易出现被钢渣等全部堵死的情况，采用环缝形喉口可以避免喉口全部被堵住的现象，进而减少堵枪几率，延长其使用寿命，提高RH真空精炼装置冶炼的效能。
[0007]作为优选:所述喉口段环齿缝的环齿位于外管或中空芯管上。
[0008]作为优选:所述外管内廓面在扩张段为收口的变截面管。
[0009]作为优选:所述外管内廓面在扩张段为扩口的变截面管。
[0010]作为优选:所述外管内廓面在扩张段为等截面管。
[0011]作为优选:所述喷头收缩段和扩张段均为环形截面。
[0012]作为优选:所述中空芯管内安装有摄像头。
[0013]中空芯管内可以通过与环管内不同性质的气流。所述中空芯管内可以通过固体粉剂。
[0014]如上所述，本实用新型的有益效果是:
[0015]1、采用本实用新型喷头的真空精炼顶枪通过顶枪密封通道进入RH真空室，能够在真空条件下对真空室内的钢液实现吹氧脱碳和吹氧升温以及喷粉脱硫，并在非真空条件下对真空室吹燃气烘烤和加热除冷钢。
[0016]2、本实用新型喷头可以使氧气、燃气、脱硫粉剂在各自不同的通道内输送至RH真空室。
[0017]3、本实用新型喷头能够在保持氧气压力与传统RH真空精炼装置相同的条件下，增大吹氧流量而不增加钢液吹坑深度，进而提高脱碳速率，提高RH真空精炼装置的效能。
[0018]4、本实用新型喷头能够在喷粉脱硫时期，在氧气通道通入保护气体，使得脱硫粉剂在被周围的保护气体包围下到达钢液表面，从而减少被真空抽气吸走的粉剂量，提高脱硫粉剂的收得率。
[0019]5、本实用新型喷头能够在烘烤真空室或除冷钢时期实现纯氧或富氧燃烧，提高加热效率。
[0020]6、本实用新型喷头能够在吹氧脱碳时，实现超音速氧气射流，使得工作枪位更高，减少飞溅钢液粘枪，且环齿缝喉口比拉瓦尔喉口更能有效防止堵枪，延长顶枪的使用寿命。
[0021]7、本实用新型喷头的环齿缝形喉口能够在热胀冷缩时不发生喉口堵塞现象，保证喷头的流量。
[0022]8、本实用新型喷头除了应用于RH真空精炼炉顶枪时，能够在真空条件下对真空室内的钢液实现吹氧脱碳和吹氧升温以及喷粉脱硫，并在非真空条件下对真空室吹燃气烘烤和加热除冷钢之外，应用于电炉炉壁枪时，超音速气流可以实现切割废钢和喷碳粉、造泡沫渣。应用于高炉时，可以实现长距离喷煤粉。应用于工业加热炉时，可以实现大功率超长焰加热。应用于蒸汽喷射真空泵可以实现大流量抽气。
【附图说明】
[0023]图1为本实用新型实施例环齿缝超音速射流喷头喉口断面示意图；
[0024]图2为本实用新型实施例环齿缝超音速射流喷头轴向截面示意图；
[0025]图3为本实用新型实施例中外管扩张段为等截面圆管的结构示意图；
[0026]图4为本实用新型实施例中外管扩张段为扩口的变截面圆管的结构示意图；
[0027]图5为本实用新型实施例中外管扩张段为收口的变截面圆管的结构示意图；
[0028]图6为本实用新型应用于RH真空精炼用顶枪实施例的结构示意图。
[0029]零件标号说明
[0030]I 外管
[0031]2 中空芯管
[0032]3 环齿
[0033]4 水冷外管
[0034]5 隔水管
[0035]6内管
[0036]7中心管
[0037]8输粉管
[0038]9O型密封圈
[0039]10 收缩段
[0040]11喉口段
[0041]12 扩张段
【具体实施方式】
[0042]以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
[0043]本实施例中所提及的方位，以从后至前的方向为喷射方向。
[0044]如图1至图3所示，本实用新型提供一种环齿缝超音速射流喷头，包括同轴设置的中空芯管2和变截面外管1，中空芯管2位于外管I内，外管I内廓面与中空芯管2外廓面之间沿轴向依次形成环形的收缩段10、喉口段11和环形的扩张段12三段变截面通道，其中收缩段10的横截面沿轴向的喷射方向逐渐变小，扩张段12的横截面沿轴向的喷射方向逐渐变大，喉口段11位于收缩段10和扩张段12之间，喉口段11横截面小于收缩段10和扩张段12，且喉口段11具有环齿缝断面，变截面通道在喷头轴向截面上为轴对称的截面，形成收缩-扩张的变截面状。依次形成的三