专利名称：用于电弧炼钢炉的氧碳枪复合喷头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于电弧炼钢炉的氧碳枪复合喷头。
背景技术：
电弧炼钢炉已经从炉门自耗式钢管吹氧，逐步发展到在炉门或炉壁氧碳枪吹氧、喷碳来强化冶炼工艺。氧碳枪的使用可以充分利用化学能，并能够进行泡沫渣操作工艺，从而，获得提高生产能力、缩短熔化时间、降低生产成本和改善吹氧工作环境等效果。我国许多电弧炉炼钢厂仍采用自耗式钢管由操作人员由炉门吹氧，存在劳动强度大、安全隐患、操作指标不稳定和不能有效地造泡沫渣等问题。德国、意大利、美国和日本等国开发或使用的氧碳枪，除了自耗式炉门氧碳枪之外，还采用一种氧枪在上方，碳枪在下方的复合式氧碳枪，这种氧碳枪的头部由独立分开的断截面为圆形的氧枪和碳枪组成，在尾部结合成一体，从同一冷却装置流入冷却水先后冷却吹氧枪和喷碳枪；这种氧碳枪虽然在尾部结合成一体，但氧枪和碳枪实际上仍然分开，其冷却效果较差，往往造成烧枪现象，影响氧碳枪的寿命，特别是在电炉冶炼的高温恶劣环境下，吹氧枪和喷碳枪中任何一支枪头烧损后，都必须立即更换整套复合氧碳枪，这样就会增大换枪的次数。
发明内容
本发明的目的是克服上述复合式氧碳枪存在的缺陷，而提供一种将截面均为圆形的吹氧喷头和喷碳喷头合二为一，组成的断截面为跑道形铜铸造成的用于电弧炼钢炉的氧碳枪复合喷头。
本发明的技术方案如下本发明提供的用于电弧炼钢炉的氧碳枪复合喷头，包括铜铸头部3和喷枪连杆6，其特征在于，所述喷枪连杆6与铜铸头部3焊接成一体，铜铸头部3和喷枪连杆6的纵截面外轮廓均为上、下两段是半圆形，两边中间段是分别与上、下两段半圆形过渡连接的直线共同构成的跑道形；铜铸头部3上部设有喷碳通孔21，下部设有倾斜的吹氧孔1，吹氧孔1为由里向外先收缩后扩张的锥形孔；喷枪连杆6上部横向装有穿过喷碳通孔21的喷碳管2，喷碳管2采用耐磨的不锈钢管，喷枪杆6下部横向装有吹氧钢管11，吹氧钢管11为由外向里逐渐收缩的内表面光滑的变径管，其里端与铜铸喷枪头3中的结构为先收缩后扩张的吹氧孔1相连通，吹氧孔1喉口15直径与出口直径比值使马赫数为1.5-2.5，吹氧孔1中心线与吹氧钢管11中心线成10°-45°夹角；喷枪连杆6的跑道形外壁内设有冷却水管8；所述吹氧钢管10和喷碳管2平行放置；所述喷碳管2外壁上套有保护套5；保护套5的中间段设有螺旋水槽；在吹氧孔1和喷碳管2之间设有与冷却水管8相接的导向板17。
冷却水管加工成与氧碳喷头截面相同的跑道形，可以解决喷头截面圆形时冷却效果不良的技术问题。另外，在喷头附近的冷却水管带有导向板，有利于提高冷却效果。
本发明的特点是，对原来的机械设备、液压系统和吹氧喷碳装置不需变动，由于氧碳枪喷头结构合理，采用喷头头部纯铜铸造与后部钢件连接的复合方式，容易制造和确保喷头的加工精度，改善了冷却效果，使氧碳枪的寿命明显提高。另外，由于喷孔设计合理，提高了化学能的利用率，有效地促进了泡沫渣的形成和熔化及冶炼工艺的强化，可显著地提高生产效率。
附图1为本发明的用于电弧炼钢炉的氧碳枪复合喷头的结构示意图；附图2为附图1的右视图；其中吹氧孔1 喷碳管2铜铸头部3保护套5 喷枪连杆6 吹氧钢管11吹氧孔喉口15 导向板17 冷却水管8冷却水套12 连接环13 水冷导向环缝14出水管路4固定环7喷碳通孔21喷碳内管9α为吹氧孔1的中心线与氧碳枪的轴线形成夹角实施方式图1为本发明的结构示意图，附图2为附图1的右视图；由图可知，本发明提供的用于电弧炼钢炉的氧碳枪复合喷头，包括铜铸头部3和喷枪连杆6，其特征在于，所述喷枪连杆6与铜铸头部3焊接成一体，铜铸头部3和喷枪连杆6的纵截面外轮廓均为上、下两段是半圆形，两边中间段是分别与上、下两段半圆形过渡连接的直线共同构成的跑道形；铜铸头部3上部设有喷碳通孔21，下部设有倾斜的吹氧孔1，吹氧孔1为由里向外先收缩后扩张的锥形孔；喷枪连杆6上部横向装有穿过喷碳通孔21的喷碳管2，喷碳管2采用耐磨的不锈钢管，喷枪杆6下部横向装有吹氧钢管11，吹氧钢管11为由外向里逐渐收缩的内表面光滑的变径管，其里端与铜铸喷枪头3中的结构为先收缩后扩张的吹氧孔1相连通，吹氧孔1喉口15直径与出口直径比值使马赫数为1.5-2.5，吹氧孔1中心线与吹氧钢管11中心线成10°-45°夹角；喷枪连杆6的跑道形外壁内设有冷却水管8；所述吹氧钢管10和喷碳管2平行放置；所述喷碳管2外壁上套有保护套5；保护套5的中间段设有螺旋水槽；在吹氧孔1和喷碳管2之间设有与冷却水管8相接的导向板17。
本实施例中，吹氧孔1与吹氧钢管11在连接环13处焊接，为了降低吹氧管路的阻损，将吹氧钢管11加工成光滑的变直径管道，并与吹氧孔1的内部相连，吹氧孔1的结构为先收缩后扩张的喷管，使喷出的氧气达到超音速，改变吹氧孔喉口15直径与出口直径的比值，使马赫数控制在1.5～2.5；吹氧孔1的中心线与氧碳枪的轴线形成为α的角度，根据电弧炉冶炼与操作工艺的要求，α的设计范围在10°～45°之间；吹氧钢管11的中心线与喷碳管2的中心线平行，并由固定环7固定；为了提高喷碳管2的使用寿命，喷碳管2采用耐磨的不锈钢管，安置在喷碳孔21和保护套5内；冷却水从氧碳枪尾部通过冷却水套12，经由冷却水管8，快速流过水冷导向环缝14，再经出水管路4流出；铜铸头部3用纯铜浇铸而成，并与喷枪连杆6相连，铜铸头部3和喷枪连杆6的外轮廓形状为图2所示的上下两端半径为R的跑道形。
权利要求
1.一种用于电弧炼钢炉的氧碳枪复合喷头，包括铜铸头部(3)和喷枪连杆(6)，其特征在于，所述喷枪连杆(6)与铜铸头部(3)焊接成一体，铜铸头部(3)和喷枪连杆(6)的纵截面外轮廓均为上、下两段是半圆形，两边中间段是分别与上、下两段半圆形过渡连接的直线共同构成的跑道形；铜铸头部(3)上部设有喷碳通孔(21)，下部设有倾斜的吹氧孔(1)，吹氧孔(1)为由里向外先收缩后扩张的锥形孔；喷枪连杆(6)上部横向装有穿过喷碳通孔(21)的喷碳管(2)，喷碳管(2)采用耐磨的不锈钢管，喷枪杆(6)下部横向装有吹氧钢管(11)，吹氧钢管(11)为由外向里逐渐收缩的内表面光滑的变径管，其里端与铜铸喷枪头(3)中的结构为先收缩后扩张的吹氧孔(1)相连通，吹氧孔(1)喉口(15)直径与出口直径比值使马赫数为1.5-2.5，吹氧孔(1)中心线与吹氧钢管(11)中心线成10°-45°夹角；喷枪连杆(6)的跑道形外壁内设有冷却水管(8)。
2.按权利要求1所述的用于电弧炼钢炉的氧碳枪复合喷头，其特征在于，所述吹氧钢管(10)和喷碳管(2)平行放置。
3.按权利要求1所述的用于电弧炼钢炉的氧碳枪复合喷头，其特征在于，所述喷碳管(2)外壁上套有保护套(5)。
4.按权利要求3所述的用于电弧炼钢炉的复合氧碳枪复合喷头，其特征在于，所述保护套(5)的中间段设有螺旋水槽。
5.按权利要求1所述的用于电弧炼钢炉的复合人氧碳枪喷头，其特征在于，在吹氧孔(1)和喷碳管(2)之间设有与冷却水管(8)相接的导向板(17)。
全文摘要
本发明涉及的用于电弧炼钢炉的氧碳枪复合喷头，包括焊接成一体的铜铸头部和喷枪连杆，二者的纵截面外轮廓均为上、下两段是半圆形的跑道形；铜铸头部上、下部分别设有喷碳通孔和吹氧孔，喷枪连杆上部横向装有穿过喷碳通孔的喷碳管，下部横向装有吹氧钢管，吹氧钢管为内表面光滑的变径管，其里端与结构为先收缩后扩张的吹氧孔相连通，吹氧孔喉口直径与出口直径比值使马赫数为1.5－2.5，吹氧孔与吹氧钢管成10－45°夹角；喷枪连杆外壁内设冷却水管；吹氧钢管和喷碳管平行放置；喷碳管外套中间段设有螺旋水槽的保护套；吹氧孔和喷碳管之间设有与冷却循环水管相接的导向板；其结构合理，容易制造，可确保加工精度，冷却效果高，寿命长。
文档编号F27D3/16GK1444002SQ02104089
公开日2003年9月24日 申请日期2002年3月11日 优先权日2002年3月11日
发明者袁章福, 张永利, 梁海宏, 沈佑生, 姬振法, 黄文来, 魏彦洪, 何春涛, 谢裕生 申请人:中国科学院过程工程研究所, 西宁特殊钢股份有限公司, 江西省萍乡市北科冶金器材厂