专利名称：炼钢连铸割嘴的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种钢材切割装置，尤其涉及一种炼钢连铸割嘴。
背景技术：
随着冶炼技术及工艺的日益完善，提高铸坯的拉坯速度是一个趋势，钢坯火 焰切割机的切割作业是在线完成的，并且与钢坯的移动保持同步。由于受到场地及工艺的限 制，切割的钢坯定尺尺寸尽可能短些，因此割嘴的切割速度和可靠性成了提高连铸生产效率 的瓶颈口，因此要求更高的连铸切割速度，以满足日益提高的拉坯速度的需求。而切割燃气 的消耗更是重点关注的问题，对于切割割缝的金属损耗也越来越被重视。同时对切割断面的 质量也提出了更高的要求，切断面要求平整、挂渣要少，现有的炼钢连铸割嘴因其结构原因 其燃气火焰不集中，火焰束大，使切割缝隙大，上缘塌边，下缘挂渣，切割面呈喇叭口，而 且切割速度不高、耗能大，切割成本高。本发明的目的是提供一种炼钢连铸割嘴。该炼钢连铸割嘴的切割火力集中，火焰東小， 耗能低，切割质量高，切割速度快，体积小。本发明的技术方案包括由芯杆和其上设有若干凹槽的芯头组成的嘴芯，设于所述嘴芯上 的嘴芯套管，设有若干预热氧孔和燃气孔的芯座，设于所述芯座和嘴芯上的高压氧孔，其特 征是所述芯头其与芯杆连接的一端端面倒角呈弧形面或锥形面。所述芯头端面呈弧形或锥形的倒角面延伸至芯杆表面。所述芯头上的凹槽底面与所述芯杆表面齐平。所述芯头由一圆台段和一圆柱段构成；所述芯座上的每个燃气孔和对应的一预热氧孔经 相应一个混气孔联通于由芯杆外周壁、芯座和芯头的相向两端面、以及嘴芯套管内壁构成的 混气室；所述嘴芯套管管孔的形状与所述芯头外周表面形状相对应，并与该芯头贴面接触配 合或松配合套罩于所述嘴芯上。所述芯头其圆柱段长度为2.5mm-13mm,圆台段长度为3mm-"mm,圆台的锥度为0. I—IO 度；所述设于芯座上的燃气孔和预热氧孔分别为2-20个，其孔径为2mm-"mm;所述芯头上 所设的凹槽为6—30条，其宽度和深度分别为0. 03mm-1. 51mm和0. 03mm-2. 5mm。所述混气孔 的孔径为0.6mm-6mm;所述混气室的长度为10mm—20咖。所述芯头其圆柱段长度为7mm,圆台段长度为9mm，圆台的锥度为0. 3—1度；所述芯座 上的燃气孔和预热氧孔各为IO个，其孔径分别为0.6mm和1.2mm;所述芯头上所设的凹槽为 19条，其宽度和深度分别为1.3mm和2.1mm;所述混气孔的孔径为1.2mm,所述混气室的长 度为15咖。所述高压氧孔由依次呈圆台形的收敛段、分别呈圆柱形的扩张段和加速段构成。所述圆台形收敛段的圆台底面一端的孔径为2mm—8mm,另 一端直径为1. 5mm—6mm,其 长度为16mm—40mm;分别为圆柱形的扩张段和加速段的孔径分别为2. 5mm—10mm和 1. lmm—4mm,其长度分另!j为16. 5mm-62mm和4. 5mm--18mm。所述高压氧孔的圆台形收敛段的圆台底面一端的孔径为4咖，其另一端孔径为2.9mm, 其长度为20咖；分别为圆柱形的扩张段和加速段的孔径分别为5咖和1.9mm,其长度分别为 31mm和9. l咖。所述芯座为其底面与所述芯杆连接的圆台形，该贺台形芯座的外周壁相间隔设有至少两 个凹环槽，所述若干个燃气孔和预热氧孔入气口分别设于相应凹环槽侧壁上;所述割嘴采用不 锈钢或铜材镀铬材料制成。本发明由于其高压氧孔由多段构成，以及嘴芯芯头上的各凹槽尺寸设置可使切割火焰集 中、火焰束细而长，切割速度'fto通过割嘴上设置混气孔，使燃气和预热氧在进入混气室之前先进行预混合，使得两者的 混合更为充分，在同样的耗气量情况下其燃烧更充分，形成的火焰東温度更高，可进一步提 高切割速度和质量，从而达到进一步节约燃料气的目的。再者割嘴分成嘴芯、芯座和嘴芯套管三个可拆卸式的独立部件，易于加工制造便于维护 和检修，同样可以节约成本。芯座外周壁设置凹环槽，燃气孔口和预热氧孔口设于凹环槽侧 壁上可以使割嘴体积缩小。割嘴采用不锈钢或铜材镀铬材料制成，切割时割嘴不粘钢渣，也 可进一步延长割嘴使用寿命。 '本发明其圆柱加圆台形的芯头其尺寸比例和相应的凹槽数量和形状尺寸的设置可以获得 一个好的流线型气体流東，特别是芯头与芯杆连接的 一端端面倒角成 一定角度的弧形或锥形 面，相当于为芯头凹槽增加了一个引导段，使通过该凹槽气体形成更好的流线型流束，这些 都可以使火焰東更加细而长、更加集中，使切割质量得到进一步提高，其节约燃气效果更为 突出。割嘴嘴芯与嘴芯套管的贴面配合可避免燃气分散，使火焰東更为集中。本发明钢材割 损小，割缝只有0.8 — 1. 5mm ,钢坯切割上缘不塌边、下缘不挂渣，切割面平整，可降低燃 气压力5M-70%,预热氧降低60%，高压氧降低50%-60%;燃气和氧气流量可分别降低至1.1 千克/小时和19立方米/小时，降低切割成本75%以上。当被切割钢材越厚时，其节能效果越 明显。
图l为本发明结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，芯头3由与芯杆2 —端连接的圆柱段3b和圆台段h构成， 芯头3的最大外径大于芯杆2的最大外径，圆柱段3b其与芯杆2连接的一端端面倒角成延伸 至芯杆2表面的锥形面10,圆柱段3b的长度为7mm,圆台段3a的长度为9mm;芯头29上绕 其周壁均句布设的凹槽34为19条，其宽度和深度分别为1. 3mm和2. lmm,凹槽的底面与芯杆2表面齐平。芯杆2另一端通过螺紋与圆台形芯座1的圆台底面一端连接。其管孔内周壁 形状与芯头3外周壁表面形状相对应的嘴芯套管6通过圆台形芯座1的圆台底面的台阶支承 与芯头3外周壁表面贴面接触配合套装于由芯杆2和芯头3构成嘴芯上。嘴芯的长度为31mm。 嘴芯套管6的靠外侧一端的管壁端面向外长出芯头3相应一端端面2mm。混气室5由芯杆2外壁、芯头3的内侧一端锥形端面10、芯座1的内侧一端环形端面和 嘴芯套管6内壁构成，混气室5的长度为15mm。圆台形芯座1的圆台锥度为30-45度，其周表面设有两个凹环槽12、 11, 10个燃气孔9 绕高压氧孔13、 10个预热氧孔8绕燃气孔9其各自的气体入口分别位于两个凹环槽12和11 侧壁上均布于圆台形芯座1上；各预热氧孔8向割嘴轴线方向倾斜至分别与相应的燃气孔9 一一对应联通后再经混气孔7延伸至与混气室5连接；燃气孔9和预热氧孔8的孔径分别为 0. 6mm和1. 2mm,混气孔7孔径为1. 2mm。高压氧孔13由沿割嘴芯头3方向依次呈圆台形的收敛段13a、分别呈圆柱形的扩张段13b 和加速段13c构成。位于气体入口处的收敛段13a对进入喷嘴的高压氧进行预加速，而位于 中间部位的扩张段13b则应尽量多的收集气体以聚集能量，为加速段13c提供充分的加速气 体，因此收敛段13a的入口端(即圆台底面)和出口端(即圆台台面)的孔径一般分别设计 为2mm—8mm和1. 5mm—5mm,本实施例为4mm和2.9mm,其长度一般为16--40mm,本实施例 为20mm;而扩张段13b的孔径则相应大些， 一般设计在2. 5mm—IO隨，其长度在16. 5mm-62mm 范围，本实施例中孔径和长度分别为5mm和31mm;对位于气体出口段的加速段13c,其孔径 应尽量小，以减小气体的密度以进一步增加气体的喷射速度，并在喷射时获得方向性较强的 平行流线，设计时，在尽量减小加速段13c孔径的同时，要考虑气体在喷射时必须要保证具 有足够的切割能量，对于加速段13c的长度设置尽量要长、短适宜，过长不仅增加阻力而且 会增大割嘴的体积，过短不能获得较佳的方向性较强的平行流线，这既影响切割质量又浪费 能源，因此其孔径和长度一般分别在lmm—4mm和4. 5mm--18mm范围，本实施例分别为1.9mm 和9mm。本实施例中割嘴工作时的高压氧和燃气压力分别在0. 5-0. 7Mpa和0. 01-0. 02Mpa范围。
权利要求
1、一种炼钢链铸割嘴，包括由芯杆和其上设有若干凹槽的芯头组成的嘴芯，设于所述嘴芯上的嘴芯套管，设有若干预热氧孔和燃气孔的芯座，设于所述芯座和嘴芯上的高压氧孔，其特征是所述芯头其与芯杆连接的一端端面倒角呈弧形面或锥形面。
2、 根据权利要求l所述炼钢连铸割嘴，其特征是所述芯头端面呈弧形或锥形的倒角面延 伸至芯杆表面。
3、 根据权利要求l所述炼钢连铸割嘴，其特征是所述芯头上的凹槽底面与所述芯杆表面 齐平。
4、 根据权利要求1所述炼钢连铸割嘴，其特征是所述芯头由一圆台段和一圆柱段构成； 所述芯座上的每个燃气孔和对应的一预热氧孔经相应一个混气孔联通于由芯杆外周壁、芯座 和芯头的相向两端面、以及嘴芯套管内壁构成的混气室；所述嘴芯套管管孔的形状与所述芯 头外周表面形状相对应，并与该芯头贴面接触配合或松配合套罩于所述嘴芯上。
5、 根据权利要求4所述炼钢连铸割嘴，其特征是所述芯头其圆柱段长度为2.5mm-13mm, 圆台段长度为3咖-15mm,圆台的锥度为O.l—lO度；所述设于芯座上的燃气孔和预热氧孔分 别为2-20个，其孔径为2mm-20mm;所述芯头上所设的凹槽为6—30条，其宽度和深度分别为 0. 03卿-1.51鹏和0. 03咖-2. 5腳。所述混气孔的孔径为0. 6咖-6trnn;所述混气室的长度为 IO咖一20mm。
6、 根据权利要求4所述炼钢连铸割嘴，其特征是所述芯头其圆柱段长度为7mm,圆台段 长度为9mm,圆台的锥度为0. 3—1度；所述芯座上的燃气孔和预热氧孔各为10个，其孔径分 别为0.6咖和1.2mm;所述芯头上所设的凹槽为19条，其宽度和深度分别为1. 3mm和2. lmm; 所述混气孔的孔径为1.2mm,所述混气室的长度为15mm。
7、 根据权利要求1所述炼钢连铸割嘴，其特征是所述高压氧孔由依次呈圆台形的收敛段、 分别呈圆柱形的扩张段和加速段构成。
8、根据权利要求7所述炼钢连铸割嘴，其特征是所述圆台形收敛段的圆台底面一端的孔 径为2mm—8mm,另一端直径为1. 5mm—6mm,其长度为16mm--40mm;分别为圆柱形的扩张段和 加速段的孔径分别为2. 5mm—10mm和1. lmm—4mm,其长度分别为16. 5mm-62mm和4. 5咖一—18咖。
9、 根据权利要求8所述炼钢连铸割嘴，其特征是所述高压氧孔的圆台形收敛段的圆台底 面一端的孔径为4 mm,其另一端孔径为2.9mm,其长度为20mm;分别为圆柱形的扩张段和加 速段的孔径分别为5mm和1. 9mm，其长度分别为31mm和9. 1mm。
10、 根据权利要求1所述炼钢连铸割嘴，其特征是所述芯座为其底面与所述芯杆连接的圆台形，该贺台形芯座的外周壁相间隔设有至少两个凹环槽，所述若干个燃气孔和预热氧孔入气口分别设于相应凹环槽侧壁上;所述割嘴釆用不锈钢或铜材镀铬材料制成。
全文摘要
本发明公开了一种切割质量高、切割速度快而耗能小的炼钢连铸割嘴。包括芯杆、分别与芯杆连接的芯座和其周壁设有若干凹槽的芯头，与芯头贴面配合的嘴芯套管，芯座上分别设有若干个燃气孔和预热氧孔，对应联通于相应的燃气孔和预热氧孔的若干个混气孔，割嘴上设有由圆台形收敛段、圆柱形的扩张段和加速段构成的高压氧孔；所述芯头由圆柱段和圆台段两部分构成，该圆柱段其与芯杆连接的一端倒角成锥形表面。
文档编号F23D14/42GK101240897SQ20071019264
公开日2008年8月13日 申请日期2007年12月14日 优先权日2007年12月14日
发明者陈寅明 申请人:陈寅明