顶吹喷枪的制作方法

本发明涉及冶炼技术领域，更具体地，涉及一种顶吹喷枪。

背景技术：

浸没式顶吹喷枪熔池熔炼技术在火法冶炼的不同金属熔炼与吹炼过程得到广泛应用，另外也用于国际先进的处理电子废料熔炼技术当中。

喷枪作为顶吹浸没式喷枪熔池熔炼技术的核心设备，可以向熔池中输送工艺风、氧气、燃料并进行强烈搅拌，完成传热、传质和熔炼过程物理化学反应，同时承受高温烧损、熔渣侵蚀和化学腐蚀。因此，喷枪头部易于烧损、枪身也可能出现褶皱、断裂。喷枪的使用寿命直接关系到工艺过程的顺利与否，喷枪的结构对于熔炼强度、效率、能耗等都有重要影响。由于金属熔炼和电子废料的熔炼会存在差别，适用于金属熔炼中的喷枪在用于电子废料的熔炼时会存在不适的情况出现，从而影响熔炼效果。

技术实现要素：

本申请是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识作出的：与金属冶炼相比，在电子废料冶炼中通过喷枪向熔池内鼓入的燃料和气体流量较小。为了适应该流量的变化，本领域的技术人员普遍采用的方法为减小喷枪的径向尺寸，即采用小直径的喷枪，以使喷枪的通道尺寸变小，达到流量减小的目的。但是，当喷枪的直径变小后，喷枪的强度也会受到削弱。

本申请的发明人发现，采用小直径的喷枪进行电子废料冶炼时，喷枪出现弯折、扭曲等问题的几率很大，由于喷枪的尺寸通常较长，并且伸入到冶炼炉内，特别是还会伸入到熔体中，喷枪状态从外侧不能随时查看到，导致喷枪出现损坏时不易被及时发现，从而对冶炼会产生很大的影响。

有鉴于此，本申请的发明人在不改变喷枪尺寸的前提下对喷枪内部的结构进行了改进，使顶吹喷枪可以满足金属冶炼的需求，同时顶吹喷枪不易发生损坏，保证了冶炼的顺利进行以及冶炼效果。

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提出了一种顶吹喷枪，所述顶吹喷枪不易损坏，可以为冶炼效果提供保证。

根据本发明实施例的顶吹喷枪，包括：风管；端压测量套管，所述端压测量套管设在 所述风管内，所述端压测量套管的外周面与所述风管的内周面间隔开；燃料管，所述燃料管设在所述端压测量套管内，所述燃料管内限定有燃料通道；套设件，所述套设件套设在所述端压测量套管上，所述套设件的外周面与所述风管的内周面之间限定有风通道。

根据本发明实施例的顶吹喷枪在电子废料冶炼中的适应性好，并且不易损坏，使冶炼可以顺利地正常进行，为冶炼效果提供保证。

另外，根据本发明上述实施例的顶吹喷枪还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一些实施例，所述套设件包括：第一套管，所述第一套管套设在所述端压测量套管上，所述第一套管的内周面与所述端压测量套管的外周面间隔开；两个端封，两个所述端封分别设在所述第一套管的两端，每个所述端封的内周沿与所述端压测量套管密封连接，每个所述端封的外周沿与所述第一套管密封连接。

根据本发明的一些实施例，所述套设件还包括：第二套管，所述第二套管设在所述端压测量套管与所述第一套管之间且所述第二套管的两端分别与两个所述端封密封连接，所述第二套管的外周面与所述第一套管的内周面间隔开，所述第二套管的内周面贴合所述端压测量套管的外周面。

根据本发明的一些实施例，所述套设件为一体形成件。

根据本发明的一些实施例，所述风管、所述端压测量套管、所述燃料管和所述套设件同轴设置。

根据本发明的一些实施例，还包括：气体旋流装置，所述气体旋流装置设在所述风通道内且被构造成可对经过其的风具有旋流作用。

根据本发明的一些实施例，所述气体旋流装置形成为旋流片或旋流条，所述旋流片或所述旋流条相对于所述风通道的轴向倾斜延伸。

根据本发明的一些实施例，所述旋流条形成为钢条，所述钢条的外表面上设有螺纹。

根据本发明的一些实施例，所述气体旋流装置与喷枪外管和所述风管中的至少一个相连。

根据本发明的一些实施例，所述套设件的外周面和所述风管的内周面的至少一个上设有加强筋。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是根据本发明实施例的顶吹喷枪的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的顶吹喷枪的剖视图。

附图标记：

顶吹喷枪100；

风管10；风通道101；

端压测量套管20；

燃料管30；燃料通道301；

套设件40；第一套管41；封闭空间401。

旋流条51；加强筋60。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面结合附图详细描述根据本发明实施例的顶吹喷枪100。

参照图1和图2所示，根据本发明实施例的顶吹喷枪100可以包括风管10、端压测量套管20、燃料管30和套设件40。

端压测量套管20可以设在风管10内，燃料管30设在端压测量套管20内，燃料管30内可以限定有燃料通道301。端压测量套管20的外周面可以与风管10的内周面间隔开，套设件40可以套设在端压测量套管20上并且位于端压测量套管20的外周面与风管10的内周面之间，套设件40的外周面可以与风管10的内周面之间限定有风通道101。

换言之，风管10、端压测量套管20、套设件40和燃料管30由外向内嵌套设置。风管10的内周面与套设件40的外周面之间限定有风通道101，燃料管30内限定有燃料通道301。优选地，风管10、端压测量套管20、燃料管30和套设件40可以同轴设置。由此，顶吹喷枪100结构稳定性好，并且风通道101尺寸均衡，气体流动更顺畅。

其中，燃料通道301可以用于输送燃料对冶炼过程的温度波动进行平衡，以达到所需的冶炼温度，燃料可以为天然气，同时也可以输送吹扫气体；风通道101可以输送富氧空气，参与反应并用于搅拌熔池，使得造锍造渣物理化学反应得以顺利进行，同时对喷枪壁可以产生冷却效果，有利于顶吹喷枪100的挂渣。

由于风管10内设有套设件40，套设件40会占据原本没有套设件40时风道的空间，从而使顶吹喷枪100的实际形成的风通道101的尺寸可以变小，并且风管10的尺寸可以基本保持不变，即在喷枪的直径基本不变的情况下，喷枪内的风通道101的尺寸可以减小，从而使顶吹喷枪100可以满足电子废料冶炼的要求，同时该喷枪的强度不会降低，甚至反而增强。

根据本发明实施例的顶吹喷枪100，通过在端压测量套管20的外周面上设置套设件40，可以减少原本的风通道的面积，在满足电子废料冶炼的要求下可以增强顶吹喷枪的结构强度，不易发生弯折或扭曲等问题，从而有效地保护顶吹喷枪，延长使用寿命，保证了冶炼的顺利进行以及冶炼效果，从而提高作业效率，节能降耗，该顶吹喷枪100尤其适应低处理能力条件下的工艺要求，解决了低处理量工况条件下，小流量小直径的喷枪易弯折、易扭曲的问题。

另外，在顶吹喷枪100的直径不变、喷枪工艺风流量不变的条件下，还可以提高喷枪中的气流速度，降低喷枪壁的温度，有利于喷枪外壁挂渣保护，同时对熔池的搅拌性更好，使反应效果更好。

根据本发明的一些实施例，套设件40可以包括第一套管41和两个端封。第一套管41可以套设在端压测量套管20上，第一套管41的内周面可以与端压测量套管20的外周面间隔开，两个端封分别可以设在第一套管41的两端，也就是说，两个端封中的一个可以与第一套管41的一端相连，两个套管中的另一个可以与第一套管41中的另一端相连。每个端封的内周沿可以与端压测量套管20密封连接，每个端封的外周沿可以与第一套管41密封连接。

由此，端压测量套管20、第一套管41以及两个端封之间可以形成封闭空间401。也就是说，套设件40与端压测量套管20之间可以相连形成封闭空间401，该封闭空间401可以占据原本风通道101的空间，使套设件40的用料可以减小，成本可以降低。

进一步地，在本发明的一些可选实施例中，套设件40还可以包括第二套管，第二套管可以设在端压测量套管20与第一套管41之间，并且第二套管的两端分别可以与两个端封密封连接，第二套管的外周面与第一套管41的内周面间隔开，第二套管的内周面贴合端压测量套管20的外周面。由此，第一套管41、第二套管以及两个端封之间可以形成封闭空间401，也就是说，套设件40内可以形成封闭空间401。

由此，也可以有效减小套设件40的材料用量，降低成本，同时便于装配，套设件40可以整体组装完成之后再与端压测量套管20进行装配，保证了封闭空间401的封闭性，防止出现漏风。

根据本发明的一些具体实施例，套设件40可以为一体形成件。例如，当套设件40包括第一套管41和两个端封时，第一套管41和两个端封可以一体制造形成。由此，不仅制造和装配方便，而且还可以有效避免封闭空间401出现漏风。再例如，当套设件40包括第一套管41、第二套管和两个端封时，第一套管41、第二套管和两个端封可以一体制造形成，由此也可以简化制造和装配工序，同时提高封闭空间401的密封性。

在本发明的一些较优选的实施例中，顶吹喷枪100还可以包括气体旋流装置，气体旋流装置可以设在风通道101内。可选地，气体旋流装置可以与喷枪外管和风管10中的至少一个相连，具体可以根据需要进行设置。气体旋流装置可以被构造成对经过气体旋流装置的风具有旋流作用。也就是说，气体旋流装置可以设在风通道101内，气体旋流装置可以容许风通道101，并且风经过气体旋流装置后，风可以变成旋流状态，即旋转着流动，这有利于传热和喷枪外壁的冷却，并且处于旋流状态的风在进入熔体内后，还可以对熔体起到搅动作用，使各相更加均匀，有利于冶炼效率的提升。

可选地，气体旋流装置可以为旋流片或旋流条51，也就是说，气体旋流装置可以呈片状结构或条状结构。例如，如图1所示，旋流装置可以形成为旋流条51。旋流片或旋流条51相对于风通道101的径向可以倾斜延伸，换言之，旋流片或旋流条51的延伸方向不经过风通道101的中心，旋流片或旋流条51的延伸方向与风通道101的径向存在一定的夹角，旋流条51或旋流片会对风的流动造成扰动，使一致沿轴向流动的风可以向周向进行偏转，即使风可以大致绕指风通道101的轴向旋转流动，扰动性更大，有利于对喷枪壁的降温以及对熔体的搅动。

在本发明的一些具体示例中，旋流条51可以形成为钢条，钢条的外表面上可以设有螺纹，此时旋流条51可以采用螺纹钢制造形成，制造方便而且对气体扰动性能好。

在本发明的一些具体实施方式中，套设件40的外周面和风管10的内周面的至少一个上还可以设有加强筋60。也就是说，加强筋60可以只设在套设件40的外周面上，例如，第一套管41的外周面上，也可以只设在风管10的内周面上，或者套设件40的外周面和风管10的内周面上均设置加强筋60。加强筋60可以进一步增强顶吹喷枪100的强度，有效防止顶吹喷枪100发生弯折或扭曲，顶吹喷枪100不易损坏。

如图2所示，加强筋60可以设在套设件40的外周面上，并且沿着套设件40的径向延伸设置。另外，气体旋流装置和加强筋60可以设在风通道101的不同位置处，例如，气体旋流装置可以邻近顶吹喷枪100的出口端设置，以使流出的气体可以旋流，加强筋60可以设在稍远离顶吹喷枪100的出口端的位置，例如可以设在顶吹喷枪100的中部，以起到较好的加强效果。

根据本发明实施例的顶吹喷枪100的其他构成以及操作对于本领域的普通技术人员来说是可知的，在此不再详细描述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“具体实施例”、“示例”或“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。