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保证喷射流量，不发生喉口堵塞现象，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。
[0045]本例中中空芯管2外廓面上沿周向设置有环齿3，相邻环齿3之间形成喉口段11的环齿缝，环齿缝连通收缩段10和扩张段12，其他实施例中环齿3也可以设在外管I内廓面上，中空芯管2外壁上还设置有支撑筋板。
[0046]如图3所示，外管I的内廓面在扩张段12为等截面管。
[0047]如图4所示，外管I的内廓面在扩张段12扩口的变截面管。
[0048]如图5所示，外管I的内廓面在扩张段12收口的变截面管。
[0049]中空芯管2内还可以安装摄像头进行监控等。中空芯管2内可以通过与环管内不同性质的气流。中空芯管2内可以通过固体粉剂。
[0050]如图6所示，本实用新型还提供一种RH真空精炼用顶枪，包括上述的喷头，还包括水冷外管4、隔水管5、内管6、中心管7、输粉管8及O型密封圈9等部件。
[0051]如图6所示，水冷外管4与外管I焊接连接为一体，内管6与喷头的外管I插接在一起，采用三道O型密封圈9密封，中心管7插入喷头的中空芯管2中心孔内，采用两道O型密封圈9密封。内管6与水冷外管4之间为冷却水通道，内管6与水冷外管4之间有隔水管5将冷却水分成进水通道和出水通道，并在喷头的外管I处转向。内管6与中心管7之间为氧气通道，中心管7与输粉管8之间为燃气通道，输粉管8内为粉剂通道。水冷外管4、隔水管5、内管6、中心管7以及输粉管8为直套管，实现氧气超音速射流的是喷头的外管I与中空芯管2之间的环形断面的变截面段，即在横断面上为环型，在轴向截面为一收缩-扩张变截面，其横断面面积最小处为环齿缝形喉口，一定压力的气体在流经环形喉口时被收缩段10加速至音速，并在经过环形喉口后被扩张段12加速至超音速。中空芯管2的出口位于扩张段12，燃气或粉剂在出口处受到抽吸作用而被加速。
[0052]本实用新型一种RH真空精炼用顶枪实施例取得了如下效果:
[0053]I)本实施例的顶枪喷头与现有的顶枪喷头相比，无需采用精密铸造，制造难度得到明显降低；
[0054]2)由于采用环齿缝形喉口段加速气流，允许氧气流量能够有效增加，并进一步提尚吹氧脱碳和吹氧加销升温的效率；
[0055]3)由于采用环形惰性气体保护脱硫粉剂，降低粉剂耗量，提高收得率；
[0056]4)由于采用纯氧或富氧助燃煤气或天然气，明显提高加热效率；
[0057]5)超音速射流提高了工作枪位，降低了冷却水耗量，延长了顶枪喷头寿命；
[0058]6)环齿缝形喉口段能明显降低堵枪几率；
[0059]7)环齿缝形喉口段能明显降低热胀冷缩对喉口面积的影响。
[0060]下面对采用本实施例喷头的RH真空精炼顶枪的【具体实施方式】作详细说明。
[0061]I) RH真空精炼顶枪通过真空室顶部的顶枪密封通道进入真空室，在顶枪冷却水通道持续通入冷却水。钢液由真空室底部的浸渍管进出真空室。
[0062]2)吹氧脱碳冶炼期和吹氧加铝升温期，在顶枪氧气通道通入压力为0.9MPa的氧气，中心管通入惰性保护气体。吹炼结束后，氧气通道用惰性气体吹扫，并继续吹入保护性惰性气体。
[0063]3)喷粉脱硫期，输粉管内通入被惰性气体输送的脱硫粉剂，氧气通道通入惰性保护气。喷粉结束后，输粉管用惰性气体吹扫，氧气通道、中心管继续吹入保护性惰性气体。
[0064]4)加热升温或除冷钢期，中心管内通入燃气，氧气通道通入富氧空气或纯氧助燃。处理结束后，均需吹扫并通入惰性保护气。
[0065]环齿缝超音速射流喷头不仅可以应用于RH真空精炼炉顶枪，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。并且，环齿缝超音速射流喷头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。
[0066]需要说明的是，任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
【主权项】
1.一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，其特征在于:所述外管内廓面与中空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。
2.根据权利要求1所述的一种环齿缝超音速射流喷头，其特征在于:所述喉口段环齿缝的环齿位于外管或中空芯管上。
3.根据权利要求1所述的一种环齿缝超音速射流喷头，其特征在于:所述外管内廓面在扩张段为收口的变截面管。
4.根据权利要求1所述的一种环齿缝超音速射流喷头，其特征在于:所述外管内廓面在扩张段为扩口的变截面管。
5.根据权利要求1所述的一种环齿缝超音速射流喷头，其特征在于:所述外管内廓面在扩张段为等截面管。
6.根据权利要求1所述的一种环齿缝超音速射流喷头，其特征在于:所述收缩段和扩张段均为环形截面。
7.根据权利要求1所述的一种环齿缝超音速射流喷头，其特征在于:所述中空芯管内安装有摄像头。
【专利摘要】本实用新型公开了一种环齿缝超音速射流喷头，由中空芯管和变截面外管组成环管气流通道，具有环形断面的收缩加速段和环形断面的扩张加速段，环齿断面的过渡段连接收缩段与扩张段，可以将一定压力和流量的气体加速到超音速，在喷头出口处形成超音速射流。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；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。
【IPC分类】C21C7-10
【公开号】CN204608072
【申请号】CN201520295058
【发明人】刘向东, 艾磊, 王翔, 黄其明, 彭晓华
【申请人】中冶赛迪工程技术股份有限公司, 中冶赛迪上海工程技术有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年5月8日