专利名称：一种斜插式铁水预处理喷枪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种斜插式铁水预处理喷枪，具体地说是一种用于鱼雷罐混铁 车上铁水喷吹预处理用喷枪。
背景技术：
1970年原西德蒂森公司研究成功并投入应用了 ATH法，它将一支外衬耐 火材料的喷枪与水平方向成60°角斜插入鱼雷罐混铁车内，每分钟吹入108 公斤CaC系复合脱硫剂，处理时间约为8分钟，输送气体压力为6atm,粉剂 浓度为40-60kg/Nm3 。我国宝钢在鱼雷罐混铁车上也采用了这种喷枪斜插式 铁水喷吹预处理工艺。
在喷枪斜插式铁水喷吹预处理系统上，早期设计的喷枪为圆柱形直枪结 构，枪芯是一钢管，钢管外壁焊接V型锚固件，外裹耐火材料枪衬。在喷吹 预处理时，喷枪与水平方向成60。角斜插入鱼雷罐混铁车内，通过载气将固体 预处理剂喷入铁水深处，完成铁水预处理。在实际应用中，喷枪存在破损严重、 使用寿命短的问题，主要表现为喷枪弯曲、枪衬磨损、枪衬热震龟裂剥落、喷 枪烧穿、枪头磨损、钢管喷口烧蚀等。针对上述不足，中国专利"铁水预处 理喷枪，专利号ZL99227640.3"提供了一种铁水预处理喷枪，由钢管外裹耐 火材料层而构成，其特征在于喷枪的横截面是凸多边形。钢管与耐火材料层之 间裹扎一层钢丝网。喷吹端呈弯折状，喷吹端与喷枪的弯折角的取值范围为 100 145度。喷吹口为扁平椭圆形结构，该专利通过喷枪横截面采用凸多边形，
可实行卧式浇注成型，大幅度降低了圆柱形喷枪立式浇注的制作难度与成本； 通过凸多边形喷枪截面的设计，通过喷枪强磨损区域枪衬局部厚度的增大，提 高喷枪的抗冲刷磨损能力，减少喷枪重量(重量只有80公斤)，达到降低喷枪 耐火材料消耗的目的；通过V形铆固件的取消和钢管外布置一层钢丝网的方 式，避免了 V形铆固件膨胀对耐火材料枪衬的危害，强化了耐火材料枪衬的附 着，并通过钢管与钢丝网之间的相对移动，减轻了钢管膨胀对耐火材料枪衬的 破坏作用；喷吹端呈弯折状的结构，便于铁水回旋涡流的形成，使喷入的粉剂 与铁水混合充分且均匀。通过扁平椭圆形结构喷吹口的设计，防止了小喷吹量 条件下铁水倒灌引起的钢管喷口烧损。因而，该专利与原设计喷枪相比具有减 轻喷枪重量、降低制作成本、延长使用寿命、提高预处理效果的优点。此外， 中国专利"渣线弹性垫环铁水预处理吹氧喷枪，专利号ZL200620048341.7" 提出一种渣线弹性垫环铁水预处理吹氧喷枪，以克服现有喷枪的渣线部位易出 现耐材环状裂纹，耐材熔损、开裂和喷枪枪芯钢管穿孔的缺点。其技术方案是 在上述专利的基础上，增厚渣线部位的耐火材料层，并在钢管枪芯外的渣线部 位及其两侧延长部位的钢管和铁丝包网之间布置一段弹性铁丝垫环，该铁丝垫 环内径略大于钢管直径。弹性铁丝垫环的铁丝直径为2 . 5 3.5mm，圈数为8 15圈，宽度为500 1000mm。通过增厚渣线部位的耐火材料层，提高渣线抗 融损能力，通过弹性铁丝垫环的设置，缓解钢管和耐材之间的热应力，最终达 到延长喷枪使用寿命的目的。
针对鱼雷罐混铁车铁水喷吹预处理用斜插式喷枪喷枪间歇式工作的实际 工艺条件与破损状况，上述两项实用新型专利喷吹端呈弯折状结构起到了改善 预处理粉剂与铁水混合效果的效果；钢丝网包裹层和弹性铁丝垫环--定程度上
缓解了钢管和耐材之间的热应力，起到了延缓喷枪破损的一定作用；渣线部位 耐火材料层的增厚，提高渣线抗熔损能力。但关于喷枪的弯曲、枪头磨损、喷 枪磨损、热震龟裂与剥落等问题未提出具体有效的技术措施，同时，喷枪横截 面的凸多边形结构将引起耐火材料枪衬的局部热应力集中，导致枪衬热应力破 损与剥落。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是解决喷枪使用寿命低、喷吹预处理效果不好 的问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种斜插式铁水 预处理喷枪，包括枪芯钢管、耐火材料枪衬和若干铆固件，枪芯钢管的下端倾 斜且与枪芯钢管的纵向轴线夹角呈120 140度，所述耐火材料枪衬覆盖在枪 芯钢管的外表面上，所述枪芯钢管的外表面上涂覆有由机械润滑油和聚丙烯粉 组成的烧失涂层，其中，机械润滑油的重量百分比为卯 99%，聚丙烯粉的重 量百分比为1 10%。
上述方案中，所述铆固件由V形铆固件、双V蝶形铆固件和圆环铆固件 组成，V形铆固件的高度比耐火材料枪衬的厚度小3 4mm，双V蝶形铆固件 的高度为耐火材料枪衬的厚度的1/2 2/3， V形铆固件和双V蝶形铆固件分别 沿枪芯钢管的周向与轴向间隔设置在耐火材料工作衬中且与枪芯钢管的外圆 周面焊接，圆环铆固件内径比耐火材料枪衬的厚度小3 4mm且焊接在V形 铆固件的外端。
所述V形铆固件、双V蝶形铆固件和圆环铆固件的材料为耐热合金丝。 所述V形铆固件、双V蝶形铆固件按枪芯钢管轴向间距40 80mm、周向
夹角60°间隔焊接在枪芯钢管的外表面上。
所述枪芯钢管为圆管，材料为普通碳钢无缝管。
本发明根据喷枪金属材料与耐火浇注料复合体结构和喷枪间歇式使用的 特点，从降低结构应力的危害、延长喷枪使用寿命的角度出发，对喷枪使用条 件下的热状态与热应力交变过程、复合体结构应力的形成、枪芯重复利用的喷 枪制备工艺等多方面进行研究，认为喷枪复合体结构应力是引起喷枪裂纹剥 落、烧穿、断裂的主要原因；枪衬耐火材料热震稳定性能是引起枪衬龟裂剥落 的主要原因；枪芯铆固件的结构与布置方式是引起喷枪耐火浇注料枪衬结构剥 落的主要原因；喷枪的综合强度与刚度是引起喷枪弯曲、折断的主要原因。枪 头的外形结构是引起枪头耐火材料枪衬磨损、剥落与钢管喷口烧损的主要原 因。为此，本发明采取了在枪芯钢管表面涂刷烧失涂层的措施，通过喷枪烘烤 过程中涂层烧失残留的细小间隙，缓冲枪芯钢管与耐火材料枪衬之间的热膨胀 不同步，降低喷枪复合体结构应力的危害，并通过细小间隙的保温隔热作用， 降低使用条件下枪芯钢管的综合温度，提高枪芯钢管的强度与刚度。由机械润 滑油与聚丙烯粉组成的烧失涂层，便于涂层的均匀涂刷和在喷枪正常烘烤温度 下的烧失。采取高度不同的V形与双V蝶形铆固件，强化枪芯钢管与耐火材 料枪衬之间的结合强度，提高喷枪的综合强度与刚度，防止喷枪弯曲变形；采 取圆环形铆固件，强化枪衬的整体性，提高枪衬表层的抗磨损性，并通过圆环 形铆固件的裂纹诱导与分散作用，改善枪衬的热震稳定性；通过采取耐热合金 丝制作不同结构形式的铆固件，增强了铆固件的耐热性能与高温抗氧化性能， 延长了铆固件增强的作用时间，为耐火材料枪衬由外向内的烧结进程提供了足 够的时间，强化了枪衬耐火材料组织结构的改进与抗破损能力。圆形喷枪截面
避免了不规则截面热应力集中导致的枪衬剥落与龟裂。喷枪下端的倾斜部分与 喷枪的垂直部分的外表面圆滑过渡，诱导铁水的回旋涡流以及喷吹载气与粉剂
上浮，减缓了枪头端面冲刷磨损进程；枪头中心线为水平的弯曲结构，增大了 喷吹射流的作用距离和搅拌区域，提高了喷吹载气与粉剂和铁水的混合效果。 喷枪枪衬采取"脱硫喷枪用耐火浇注料，专利号ZL03118869.9"专利产品立 式整体浇注成型方式，提高了喷枪横截面耐火材料枪衬的性能均匀性与抗破损 能力。通过上述措施，最终达到延长喷枪使用寿命、改善喷吹预处理效果的目 的。
图1为本发明的结构示意图； 图2为图1的A部放大图； 图3为双V蝶形铆固件立体结构示意图。
具体实施例方式
下面结合具体实施例对本发明作出详细的说明。 实施例一 、
如图l、图2所示，本发明包括枪芯钢管l、耐火材料枪衬6和若干铆固 件，枪芯钢管1为无缝圆管，材料为普通碳钢，其下端倾斜且与枪芯钢管1的 纵向轴线夹角a为120度，所述耐火材料枪衬6覆盖在枪芯钢管1的外表面上, 所述枪芯钢管1的外表面上涂覆有由重量百分比为98%机械润滑油和2%聚丙 烯粉组成的烧失涂层2。所述铆固件由V形铆固件3、双V蝶形铆固件4和圆 环铆固件5组成，V形铆固件3的高度比耐火材料枪衬6的厚度小4mm，双V 蝶形铆固件4的高度为耐火材料枪衬6的厚度的2/3，圆环铆固件5内径比耐
火材料枪衬6的厚度小3.5mm， V形铆固件3、双V蝶形铆固件4按枪芯钢管 轴向间距40mm、 60mm或80mm、周向夹角60。间隔焊接在枪芯钢管的外表 面上，圆环铆固件5焊接在V形铆固件3的外端。V形铆固件3、双V蝶形铆 固件4和圆环铆固件5的材料为耐热合金丝，直径为3mm。喷枪下端的倾斜 部分与喷枪的垂直部分的外表面圆滑过渡。喷枪耐火材料枪衬6采取"脱硫喷 枪用耐火浇注料，专利号ZL03118869.9"专利产品立式整体浇注成型，喷枪 截面为圆形结构。
其中，双V蝶形铆固件4是由两个位于相互垂直的平面内的V形铆固件 的V字形顶点相互焊接而成的。 实施例二、
本实施例与实施例一的区别在于，枪芯钢管1下端倾斜部分与枪芯钢管1 的纵向轴线夹角a为140度；所述烧失涂层2由重量百分比为92%的机械润滑 油和8%聚丙烯粉组成;V形铆固件3的高度比耐火材料枪衬6的厚度小3mm， 双V蝶形铆固件4的高度为耐火材料枪衬6的厚度的1/2，圆环铆固件5内径 比耐火材料枪衬6的厚度小3mm， V形铆固件3、双V蝶形铆固件4和圆环铆 固件5的直径为2.5mm ， V形铆固件3、双V蝶形铆固件4按枪芯钢管轴向 间距40mm、 60mm或80mm焊接在枪芯钢管1的外壁上。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下作 出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保 护范围之内。
权利要求
1、一种斜插式铁水预处理喷枪，包括枪芯钢管(1)、耐火材料枪衬(6)和若干铆固件，枪芯钢管(1)的下端倾斜且与枪芯钢管(1)的纵向轴线夹角呈120～140度，所述耐火材料枪衬(6)覆盖在枪芯钢管(1)的外表面上，其特征在于所述枪芯钢管(1)的外表面上涂覆有由机械润滑油和聚丙烯粉组成的烧失涂层(2)，其中，机械润滑油的重量百分比为90～99％，聚丙烯粉的重量百分比为1～10％。
2、 如权利要求1所述的斜插式铁水预处理喷枪，其特征在于所述铆固件 由V形铆固件(3)、双V蝶形铆固件(4)和圆环铆固件(5)组成，V形铆 固件(3)的高度比耐火材料枪衬(6)的厚度小3 4mm，双V蝶形铆固件(4) 的高度为耐火材料枪衬(6)的厚度的1/2 2/3， V形铆固件(3)和双V蝶形 铆固件分别沿枪芯钢管(1)的周向与轴向间隔设置在耐火材料工作衬(7)中 且与枪芯钢管(1)的外圆周面焊接，圆环铆固件(5)内径比耐火材料枪衬(6) 的厚度小2 4mm且焊接在V形铆固件(3)的外端。
3、 如权利要求2所述的斜插式铁水预处理喷枪，其特征在于V形铆固件 (3)、双V蝶形铆固件(4)和圆环铆固件(5)的材料为耐热合金丝。
4、 如权利要求2或3所述的斜插式铁水预处理喷枪，其特征在于所述V 形铆固件(3)、双V蝶形铆固件(4)按枪芯钢管(1)轴向间距40 80mm、 周向夹角60。间隔焊接在枪芯钢管(1)的外表面上。
5、 如权利要求1所述的斜插式铁水预处理喷枪，其特征在于所述枪芯钢 管(1)为圆管，材料为普通碳钢无缝管。
全文摘要
本发明公开了一种斜插式铁水预处理喷枪，用于鱼雷罐混铁车上铁水喷吹预处理，包括枪芯钢管、耐火材料枪衬和若干铆固件，枪芯钢管的下端倾斜且与枪芯钢管的纵向轴线夹角呈120～140度，耐火材料枪衬覆盖在枪芯钢管的外表面上，铆固件由V形铆固件、双V蝶形铆固件和圆环铆固件组成，其中，V形铆固件、双V蝶形铆固件分别沿枪芯钢管的周向与轴向间隔设置在耐火材料工作衬中且与枪芯钢管的外圆周面焊接，圆环铆固件焊接在V形铆固件的外端，枪芯钢管的外表面上涂覆有由机械润滑油和聚丙烯粉组成的烧失涂层，其中，机械润滑油的重量百分比为90～99％，聚丙烯粉的重量百分比为1～10％。最终达到延长喷枪使用寿命、改善喷枪使用性能的目的。
文档编号B05B7/14GK101337210SQ20081004858
公开日2009年1月7日 申请日期2008年7月28日 优先权日2008年7月28日
发明者杰 吴, 彤 曾, 李具中, 欧阳德刚, 罗安智, 胡清明, 蒋扬虎, 邹继新 申请人:武汉钢铁(集团)公司;武汉红地节能材料有限公司