一种熔池熔炼用氧枪的制作方法

文档序号:9725503阅读:363来源:国知局
一种熔池熔炼用氧枪的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明提供一种熔池熔炼用新型氧枪,属于有色金属熔池熔炼吹氧技术领域和钢铁冶炼吹炼技术领域。
【背景技术】
[0002]熔池熔炼是在细小的硫化精矿加入熔体的同时,向熔体鼓入空气或者工业氧气进行熔炼,在液态熔池中迅速完成气-液-固相间主要反应的熔炼方法。供气方式有顶吹喷枪或埋入熔池的喷枪。空气或者工业氧气从氧枪喷射进入熔池,不仅参与气-液-固之间的反应,而且给高温熔体输入较大的搅拌功,使熔池强烈搅拌,以利于物料充分混合、快速熔化。可知,氧枪是熔池熔炼工艺的核心技术,其性能直接影响熔炼效率与能耗。
[0003]目前使用的氧枪多为槽缝式多层套管氧枪,是不同内径不锈钢套管的套装组合,内层集束微孔为氧气通道,外层槽缝为冷却介质通道。该类氧枪现有技术存在的问题主要有以下几点:
[0004](1)槽缝式多层套管氧枪在实际使用中,压力较小时氧枪易出现倒灌和堵枪现象,压力较大时熔池易出现喷溅现象。
[0005](2)存在烧枪、堵枪、倒灌等问题,严重影响氧枪的使用寿命,停炉维修和换枪的频率高,而更换氧枪及其套砖成本昂贵,停炉对设备正常生产影响大。
[0006](3)氧枪使用不锈钢套管,耐高温性能差,易出现烧损、侵蚀等问题。
[0007](4)保护性气体对氧枪的冷却强度,即冷却介质流量与氧气流量比值,对氧枪寿命有重要影响。相对于喷吹相同流量的单一氧气,在有保护性气体情况下,该类氧枪需要更大的供气压力才能保证熔炼熔炼炉正常运行。
[0008](5)氧枪结构复杂,对熔池熔炼炉的供气系统、管道系统、控制系统等的设计与运行有较高要求。

【发明内容】

[0009]本发明的目的在于,针对现有技术的不足,提供一种熔池熔炼用氧枪,简化氧枪结构,提高熔池内的搅拌效率,延长氧枪使用寿命,提高设备生产率和降低冶炼成本。
[0010]本发明的技术方案为,一种熔池熔炼用氧枪,包括枪管,枪管的一端为供气端,另一端为排气端,枪管的排气端设有多个喷孔,枪管由氮化硅制成。
[0011]进一步地,枪管为单根内径一致的管路。
[0012]进一步地,枪管的供气端设有渐扩型连接体,渐扩型连接体的内径沿枪管的排气端向供气端方向逐渐增大。
[0013]进一步地,枪管通过氮化硅粉末热压铸成形或者注射成形,并使用烧结助剂在常压下一次烧结制得。
[0014]进一步地,渐扩型连接体的一端通过连接法兰与枪管连接,另一端安装供气法兰。
[0015]进一步地,枪管的排气端端面为圆弧面。
[0016]进一步地,喷孔包括设在圆弧面中心的中心喷孔和分布在圆弧面上的边缘喷孔。
[0017]进一步地,喷孔的数量为4-9个。
[0018]进一步地,喷孔的孔径为5mm-15mm。
[0019]本发明的有益效果是:
[0020]1)相对于槽缝式多层套管氧枪,本发明中采用氮化硅粉末烧结制成的氧枪,能承受1300°C?1400°C高温,具有耐高温和高强度、高硬度性能,大大提高了氧枪的使用寿命。
[0021]2)本专利的氧枪是氮化硅粉末烧结,具有耐高温的优点,同时由于其具有高强度的特点,熔体的冲刷对氧枪影响不大,所以无需保护性气体或者冷却装置,也不需要采用套装组合,简化氧枪结构。
[0022]3)喷孔可多角度喷射氧气,从而以氧枪为中心对熔池形成多个方向产生冲击力,可大大改善熔池搅拌效果,缩短熔池混匀时间,为熔池熔炼的高效进行提供良好的动力学条件。
[0023]4)氧枪无需保护性气体,或者其他冷却保护装置,可提高氧气使用效率,降低供气压力,从而节省冶炼成本。
[0024]5)氧枪流动阻力小,有效降低熔炼过程的能耗。
[0025]6)氧枪无需套装组合,结构简单,方便加工制作。
【附图说明】
[0026]图1是本发明的熔池熔炼用新型氧枪剖面图;
[0027]图2是具体实施例1喷孔分布图;
[0028]图3是具体实施例2喷孔分布图。
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步说明。
[0030]实施例1
[0031]如图1所示,一种熔池熔炼用氧枪,包括枪管1,枪管1的一端为供气端,另一端为排气端,枪管1的排气端设有多个喷孔7,枪管1通过氮化硅粉末热压铸成形或者注射成形,并使用烧结助剂在常压下一次烧结制得。因为氮化硅材料是一种耐高温陶瓷材料,能承受1300°C?1400°C高温,具有耐高温和高强度、高硬度性能,大大提高了氧枪的使用寿命。
[0032]槽缝式多层套管氧枪一般采用耐热不锈钢制作,需要保护性气体,是因为氧气进入熔池后会和熔体发生氧化反应,产生大量热量,热量容易在喷嘴出口积聚,保护不到位,则将严重烧损氧枪。所以在氧气管道外层加槽缝中间通压缩空气或者压缩氮气,和氧气同时喷射进入,从而减少熔体与氧枪的接触面积,对氧枪有一定的冷却作用。在实际生产中,外层套管的冷却保护作用有限,烧枪、堵枪问题依然严重。本专利的氧枪是氮化硅粉末烧结,具有耐高温的优点,同时由于其具有高强度的特点,熔体的冲刷对氧枪影响不大。正因如此,本专利的氧枪无需保护性气体或者冷却装置,也不需要采用套装组合。
[0033]枪管1为单根内径一致的管路,所述枪管1的供气端设有渐扩型连接体3,渐扩型连接体3的内径沿枪管的排气端向供气端方向逐渐增大;渐扩型连接体3的一端通过连接法兰2与枪管1连接,另一端安装供气法兰4。
[0034]氧枪排气端是插入熔池中,以喷射氧气;供气端一般是通过金属软管供气,渐扩型连接体能够起到增大进气压力和气流速度的作用。氧枪无需保护性气体,或者其他冷却保护装置,可提高氧气使用效率,降低供气压力,从而节省冶炼成本;氧枪流动阻力小,有效降低熔炼过程的能耗;氧枪无需套装组合,结构简单,方便加工制作。
[0035]枪管1的排气端端面为圆弧面5,喷孔包括设在圆弧面5中心的中心喷孔6和分布在圆弧面5上的边缘喷孔7;喷孔7的孔径为5mm-15mm。喷孔可从不同角度喷射氧气,对熔体的多个方向的冲击力,可大大改善熔池搅拌效果,缩短熔池混匀时间,为熔池熔炼的高效进行提供良好的动力学条件。
[0036]如图2所示,设有5个喷孔,4个边缘喷孔7呈对称分布。
[0037]实施例2
[0038]如图3所示,设有4个喷孔,3个边缘喷孔7呈非对称分布。
[0039]其余结构与实施例1一致。
[0040]上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明,而不用于限制本发明的范围,在阅读了本发明之后,本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
【主权项】
1.一种熔池熔炼用氧枪,包括枪管(1),枪管(1)的一端为供气端,另一端为排气端,枪管(1)的排气端设有多个喷孔(7),其特征是,所述枪管(1)由氮化硅制成。2.根据权利要求1所述熔池熔炼用氧枪,其特征是,所述枪管(1)为单根内径一致的管路。3.根据权利要求1所述熔池熔炼用氧枪,其特征是,所述枪管(1)的供气端设有渐扩型连接体(3),渐扩型连接体(3)的内径沿枪管的排气端向供气端方向逐渐增大。4.根据权利要求1-3之一所述熔池熔炼用氧枪,其特征是,所述枪管(1)通过氮化硅粉末热压铸成形或者注射成形,并使用烧结助剂在常压下一次烧结制得。5.根据权利要求3所述熔池熔炼用氧枪,其特征是,所述渐扩型连接体(3)的一端通过连接法兰(2)与枪管(1)连接,另一端安装供气法兰(4)。6.根据权利要求1-3之一所述熔池熔炼用氧枪,其特征是,所述枪管(1)的排气端端面为圆弧面(5)。7.根据权利要求6所述熔池熔炼用氧枪,其特征是,所述喷孔包括设在圆弧面(5)中心的中心喷孔(6)和分布在圆弧面(5)上的边缘喷孔(7)。8.根据权利要求1-3之一所述熔池熔炼用氧枪,其特征是,所述喷孔(7)的数量为4-9个。9.根据权利要求1-3之一所述熔池熔炼用氧枪,其特征是,所述喷孔(7)的孔径为5mm-15mm0
【专利摘要】本发明提供一种熔池熔炼用氧枪,属于有色金属熔池熔炼吹氧技术领域和钢铁冶炼吹炼技术领域,包括枪管,枪管的一端为供气端,另一端为排气端,枪管的排气端设有多个喷孔,枪管由氮化硅粉末烧结制成。通过改变枪管的材料,可简化枪管的结构,并且该氧枪无需保护性气体,或者其他冷却保护装置,可提高氧气使用效率,降低供气压力,从而节省冶炼成本。
【IPC分类】F27D3/16
【公开号】CN105486091
【申请号】CN201510956632
【发明人】闫红杰, 肖俊兵, 李晓萱, 崔志祥, 王智, 王海滨, 崔文钊, 魏传兵
【申请人】中南大学, 山东方圆有色金属科技有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月18日
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