冲天炉水冷风口的制作方法

本实用新型属于铸铁熔炼技术领域，尤其涉及一种冲天炉水冷风口。

背景技术：

冲天炉是铸造生产中熔化铸铁的重要设备，主要用于将铸铁块融化成铁水后浇铸到砂型中。其结构一般为炉身，下部固定在底座上，上部侧面开有加料口，底部设有带铰链的清炉门，离炉底350-700毫米处设有风口，插在风口套内，风口套与炉身固定连接。

冲天炉工作过程中，需不断由风口鼓入空气，以促进底焦的充分燃烧，提高冲天炉的燃烧效能和生产效率，因而风口是保证熔化效果稳定、提高冲天炉性能的关键部件，也是最容易损毁的部件。特别是插入式风口，风口帽探入到炉身内部，不仅要承受炉内的高温，还要承受炉内高温铁水及炉渣的冲刷，易于熔化和损坏。现有水冷风口通常为单腔式结构，进入风口的大部分冷却水未经风口帽而直接回到出水口，导致水循环不畅，流径短路，冷却效果差；接近风口帽底部处，水流速度缓慢，易于积垢，进一步影响冷却效果。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种冲天炉水冷风口，解决现有技术在冷却过程中，存在流径短路、易于积垢和冷却效果差的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：

一种冲天炉水冷风口，包括：

脱氧铜风口帽、风口体、螺旋导流装置、进水口及出水口；

所述脱氧铜风口帽的一端封闭，所述风口体一端与所述第一接口法兰密封连接，另一端与所述脱氧铜风口帽的开口端连接，所述风口体和所述脱氧铜风口帽配合形成环形空腔，所述进水口及所述出水口均设于所述风口体的外壁且均靠近所述第一接口法兰，所述环形空腔分别与所述进水口及所述出水口连通；

所述螺旋导流装置设于所述环形空腔内部，所述环形空腔的内壁和所述螺旋导流装置之间形成与所述进水口连通的进水管道；

所述环形空腔的外壁和所述螺旋导流装置之间形成能使冷却水螺旋流动且与所述出水口连通的出水管道，所述进水管道与所述出水管道连通。

优选地，进水管道与出水管道之间靠近第一接口法兰的一端相互封闭，进水管道与出水管道之间远离第一接口法兰的一端相互连通。

优选地，进水口与出水口均为碳钢内扣式结构，且出水口与进水口的中轴均垂直于环形空腔的中轴。

优选地，进水口与出水口的中轴相互垂直。

优选地，螺旋导流装置包括螺旋导流主板和不锈钢螺旋导流片；螺旋导流主板为环状构件，且螺旋导流主板靠近第一接口法兰的一端分别与进水口的远离第一接口法兰的一侧及出水口的靠近第一接口法兰的一侧密封连接，螺旋导流主板远离第一接口法兰的一端与脱氧铜风口帽的封闭端之间具有间隙；不锈钢螺旋导流片垂直围设于螺旋导流主板的外周，且不锈钢螺旋导流片的内端及外端分别与螺旋导流片及脱氧铜风口帽固接。

优选地，不锈钢螺旋导流片沿脱氧铜风口帽的长轴方向分布，且相邻的不锈钢螺旋导流片的间距沿脱氧铜风口帽的封闭端向脱氧铜风口帽的开口端的方向逐渐增加。

优选地，脱氧铜风口帽上靠近脱氧铜风口帽的封闭端处设有钛合金耐磨层。

优选地，第一接口法兰上设有螺栓固定孔阵列；进水口与第一接口法兰的间距小于出水口与第一接口法兰的间距。

优选地，风口体靠近出水口位置还设有第二接口法兰，第二接口法兰为背压活套式接口法兰。

采用上述技术方案所产生的有益效果是：

本实用新型通过采用螺旋导流装置，使螺旋导流装置和脱氧铜风口帽之间形成封闭式螺旋导流通道，冷却水经过脱氧铜风口帽时，沿螺旋导流通道以螺旋轨迹流向出水口，不会形成滞留死角，可有效避免水循环不畅、流径短路问题，也可明显增加循环路径，提高水冷效果；同时，冷却水以螺旋轨迹流经脱氧铜风口帽时，流速高，水循环增强，使冷却水与脱氧铜风口帽之间的热交换程度高，水冷效果好；且由于冷却水流速较高，水冷风口内部不易积垢。

附图说明

图1是本实用新型所述水冷风口的旋转剖视图；

图2是本实用新型所述水冷风口正视图；

图3是本实用新型所述进水口结构示意图。

图中：1、风口体；2、脱氧铜风口帽；3、螺旋导流装置；4、进水管道；5、出水管道；6、进水口；7、出水口；8、不锈钢螺旋导流片；9、钛合金耐磨层；10、第一接口法兰；11、第二接口法兰；12、焊缝；13、螺栓固定孔阵列；14、螺旋导流主板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

一种冲天炉水冷风口，请参见图1，包括：

脱氧铜风口帽2、风口体1、螺旋导流装置3、进水口6及出水口7；脱氧铜风口帽2的一端封闭，风口体1一端与第一接口法兰10密封连接，另一端与脱氧铜风口帽2的开口端连接，风口体1和所述脱氧铜风口帽2配合形成环形空腔，进水口6及出水口均7设于风口体的外壁且均靠近第一接口法兰10，环形空腔分别与进水口6及所述出水口7连通；螺旋导流装置3设于环形空腔内部，环形空腔的内壁和螺旋导流装置3之间形成与进水口6连通的进水管道4；环形空腔的外壁和螺旋导流装置3之间的空隙形成能使冷却水螺旋流动且与出水口7连通的出水管道5，进水管道4与出水管道5连通。

现有水冷风口通常为单腔式结构，进入风口的大部分冷却水主要以自然对流方式流动，流速低，导致杂质在水冷风口内部沉淀累积，影响水冷效果；存在循环死角，水循环不畅导致流径短路，冷却效果差。本实用新型通过采用螺旋导流装置3，可避免形成循环死角，明显增加冷却水循环路径，改善冷却效果；且螺旋导流装置3可有效增强水循环，冷却水流经脱氧铜风口帽2时流速高，使风口内部不易积垢，进一步提高冷却效果。同时，风口帽采用脱氧铜材质，气密性好，且具有较高的耐蚀性和耐高温性能，有效延长设备的使用寿命。

具体地，请参见图1，图中箭头方向为冷却水流向。进水管道4与出水管道5之间靠近第一接口法兰10的一端相互封闭，进水管道4与出水管道5之间远离第一接口法兰10的一端相互连通。使用过程中，冷却水由进水口6进入到进水管道，沿螺旋导流装置高速流经脱氧铜风口帽2，由出水管道5回流至出水口，循环往复。

进水管道4和出水管道5设置为相连通的两个独立水循环管道，可避免传统单腔式水冷风口水循环不畅、存在循环死角的问题，从而改善水冷效果，增强水冷风口耐高温性能，延长设备使用寿命。

具体地，请参见图1和图3，进水口6与出水口7均为碳钢内扣式结构，且进水口与出水口的中轴均垂直于环形空腔的中轴。进水口6与出水口7的中轴相互垂直。进水口6与风口体垂直，且与进水管道4相连通。出水口7与风口体1垂直，且与出水管道5相连通。

采用碳钢式内扣式结构，螺纹设置在进水口6和出水口7内壁，可有效避免生产运输过程中，由于磕碰导致螺纹损坏，造成进水口6和出水口7漏水，甚至损坏而无法使用的问题，有效延长设备的使用寿命，节省企业成本。

具体的，请参见图1，螺旋导流装置3包括螺旋导流主板14和不锈钢螺旋导流片8。螺旋导流主板14为环状构件，且螺旋导流主板14靠近第一接口法兰10的一端分别与进水口6的远离第一接口法兰10的一侧及出水口7的靠近第一接口法兰10的一侧密封连接，螺旋导流主板14远离第一接口法兰10的一端与脱氧铜风口帽2的封闭端之间具有间隙。不锈钢螺旋导流片8垂直围设于螺旋导流主板14的外周，且不锈钢螺旋导流片8的内端及外端分别与螺旋导流片8及脱氧铜风口帽2固接。

通过不锈钢螺旋导流片8、螺旋导流主板14和脱氧铜风口帽2形成的螺旋导流通道，有效限定了水流流向，冷却水流经出水管道5时，通过螺旋导流通道旋流回出水口7，可避免循环死区的形成，改善冷却效果；且在冷却水流量一定的情况下，螺旋导流通道水速明显高于单腔直流式过水通道，水循环增强，冷却水对脱氧铜风口帽2的对流冷却作用强烈，从而明显提高冷却效果。同时，由于冷却水流速高，水流对水冷风口的冲刷作用增强，使风口内部不易积垢，从而延长设备的使用寿命。

具体地，请参见图1，不锈钢螺旋导流片8沿脱氧铜风口帽2的长轴方向分布，且相邻的不锈钢螺旋导流片8的间距沿脱氧铜风口帽2的封闭端向脱氧铜风口帽2的开口端的方向逐渐增加。

脱氧铜风口帽2越接近炉身的部位温度越高，越容易熔化损坏。上述不锈钢螺旋导流片8间距采用阶梯式分布结构，温度越高的部位，不锈钢螺旋导流片8间距越小，水流速度越快，与脱氧铜风口帽2之间的热交换强度越高，明显增强水冷效果，使设备不易熔化损坏，增强其使用寿命。

具体地，请参见图1，脱氧铜风口帽2上靠近脱氧铜风口帽2的封闭端处设有钛合金耐磨层9。

上述脱氧铜风口帽2在工作时需探入到炉身内部，不仅要承受炉内的高温，还要承受炉内高温铁水及炉渣的冲刷，易于熔化和损坏。在脱氧铜风口帽2封闭端堆焊钛合金耐磨层9，可明显改善传热条件，提高风口抗磨损性能。

具体地，请参见图2，第一接口法兰10上设有螺栓固定孔阵列13。进水口6与第一接口法兰10的间距小于出水口7与第一接口法兰10的间距。风口体1靠近出水口7位置还设有第二接口法兰11，第二接口法兰11为背压活套式接口法兰。鼓风机或风箱等送风装置通过第一接口法兰10与水冷风口固定连接，炉身上预先设有安装法兰，炉身通过安装法兰和第二接口法兰11与水冷风口连接。

螺栓固定孔阵列13分别与进水口6和出水口7交错分布，为现场施工人员预留了操作空间。在将第一接口法兰10和送风装置通过高强螺栓紧固时，施工人员可通过预留空间进行操作，可有效避免出水口7、进水口6与第一接口法兰10之间空间狭小无法施工的问题，易于安装施工。第二接口法兰11为背压活套式接口法兰，与炉身安装法兰通过法兰套片固定连接，易于安装和拆卸，从而方便调整水冷风口的位置。

使用过程：通过第一接口法兰10和进水口6及出水口7之间的预留空间，将送风装置和第一接口法兰10固定连接；通过第二接口法兰11，将炉身与水冷风口固定连接。由于第二接口法兰11为背压活套式接口法兰，便于安装拆卸；安装时，根据送风装置位置，调整水冷风口至适当位置后，通过法兰套片将炉身安装法兰和第二接口法兰11套接固定。

在水冷降温过程中，冷却水由进水口6流入进水管道4，沿螺旋导流装置3高速流经脱氧铜风口帽2，由出水管道5回流至出水口7，循环往复。采用螺旋导流装置3，可避免循环死区的形成，增加水循环路径，改善冷却效果。在冷却水流量一定的情况下，螺旋导流通道水速明显高于单腔直流式过水通道，水循环增强，对脱氧铜风口帽2的对流冷却作用强烈，可节省水资源，提高冷却效果。由于冷却水流速高，水流对水冷风口的冲刷作用增强，使风口内部不易积垢，从而延长设备的使用寿命。同时，根据脱氧铜风口帽2工作过程中，各部分温度高低情况，将不锈钢螺旋导流片8间距设置为阶梯式变化结构，温度越高的部位，不锈钢螺旋导流片8间距越小，水流速度越快，从而促进冷却水与脱氧铜风口帽2之间的热交换强度，增强水冷效果。为进一步改善设备传热条件，提高水冷风口耐冲刷、耐磨损性能，本实用新型在脱氧铜风口帽2封闭端堆焊有钛合金耐磨层9。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。