[實用新型]超音速水冷氧槍

無效

• 申請號: 200720066542.4
• 申請日: 2007-01-22
• 公開（公告）號: CN200999253Y
• 公開（公告）日: 2008-01-02
• 發明（設計）人: 徐建明;關運澤;姚利松
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C21C5/52
• 分類號: C21C5/52;F27D3/16
• 代理公司: 上海東信專利商標事務所
• 代理人: 楊丹莉

技術領域

本實用新型涉及一種冶金煉鋼吹氧設備，尤其涉及一種向電爐鋼液中輸送氧氣的水冷氧槍。

背景技術

現代電爐煉鋼爐壁吹氧普遍采用超音速射流方式，超音速氧槍已成為高功率電爐提高冷區廢鋼熔化速度和均勻熔化的必備工具。供電與供氧的結合是提高煉鋼過程中化學能利用效率，以降低電能消耗、提高冶煉強度和節約成本的重要手段，對提高電爐煉鋼的冶煉節奏和降低生產成本具有非常重要的意義。

電爐氧槍最常見的結構為三層套管設計，主氧走中心管，燃料氣體在中間管縫間流動，輔助氧氣在外管縫間穿行，利用環形燃燒形成的封套，保護主氧氣流不被周圍氣體所滲透，保持主氧的噴射距離和速度。這種氧槍結構簡單，但冷卻效果欠佳，噴嘴易被火焰燒損，使用壽命短。為克服這一缺點，發明專利CN1379115A在三層套管的基礎上，在氧槍最外層再增加兩層套管作為冷卻水進出管，以改善冷卻效果。但外層冷卻水對溫度較高的次內層燃料環口的冷卻效果不好。另一種革新的設計發明如專利RU2218420中所述，在銅制噴頭上集中了數個燃料孔和輔助氧氣孔，借助于噴頭外緣與配套的銅制水冷卻壁接觸，達到冷卻槍體的目的，同時形成水冷燃燒室。但氧槍與水冷卻壁之間接觸存在空氣隔膜并有銹蝕層存在的可能，冷卻效果仍然欠佳。特別是對燃料使用煤氣或燃油的場合，其中的重碳氫化合物在氧槍端部噴嘴附近溫度超過800℃時，會形成積碳，影響氧槍效能的發揮，同時也會造成噴口的燒損，使噴射口徑增大，射流分散，噴射速度降低，水冷燃燒室承受更大的散射熱流沖擊，降低了氧槍組件的使用壽命。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種超音速水冷氧槍，采用內外分層及內部分流的設計，使其克服現有氧槍外部冷卻效果差的缺點，從而延長氧槍使用壽命，增強使用效能。

本實用新型實現以上目的的技術方案是：一種超音速水冷氧槍，包括槍體，槍體上設有主氧氣通道、輔助氧氣通道、燃料通道和冷卻水通道，冷卻水通道設置在槍體前部的冷卻段，其特征在于所述冷卻水通道包括：進水口和出水口，分別設置于槍體冷卻段后部；環形分流器，呈圓形帶狀，與進水口連通；若干條上行豎直冷卻管，下部與環形分流器連通，并沿槍體壁向上延伸至冷卻段前端；前端環形冷卻分流器，呈圓形帶狀，與各上行豎直冷卻管前端連通；若干條橫向冷卻管，自前端環形冷卻分流器沿徑向向內延伸；若干條下行豎直冷卻管，與橫向冷卻管數量相等并分別連通，并沿槍體壁向下延伸至冷卻段后部；環形收集槽，呈圓形帶狀，連通各條下行豎直冷卻管和出水口。

水冷系統工作時，水通過進水口首先進入槍體內部環形分流器，通過均勻分布的上行豎直冷卻管到達槍體前端部的環形冷卻分流器，再次分流后向內分別進入前端對稱分布的橫向冷卻管，流至槍體前部溫度最高的燃料噴口附近，然后轉向90°角，通過與燃料通路平行的下行豎直冷卻管流回到槍體冷卻段后部，流向環形收集槽，最后到達出水口，完成冷卻水對氧槍的整個冷卻過程。

還包括若干條轉向導流管，位于下行豎直冷卻管與環形收集槽之間，其數量與下行豎直冷卻管相等且分別連通，并沿徑向向外延伸。冷卻水通過與燃料通路平行的下行豎直冷卻管流回到槍體后部，再經過90°角轉向導流管，流向環形收集槽，最后到達出水口。

本實用新型的豎直冷卻管分兩層設計，一層(上行豎直冷卻管)靠近槍體外壁，另一層(下行豎直冷卻管)設置于燃料通道和輔助氧通道之間，提高了對槍體受熱最高部位的局部冷卻效果。

本實用新型由于采用了以上技術方案，使之與現有技術相比，具有以下的優點和積極效果：

通過系統分流和小孔截流的設計，從結構上既提高了冷卻水的流速，又保證了散熱及冷卻的均勻性。內部水冷分層設計，增大了換熱面積，提高了換熱效率。在槍體前端布置橫向冷卻管，在燃料通道附近布置豎直冷卻管，提高了對槍體受熱最高部位的局部冷卻效果。槍體采用一體化集束式結構設計，保證了槍體結構的緊湊性，方便現場實際使用。由于槍體的冷卻效果大幅度提高，消除了燃料噴口積碳的發生，能夠真正適合于天然氣、煤氣、燃油等多種燃料的使用需求，槍體的使用壽命和效能大幅度提高。

附圖說明

圖1為本實用新型氧槍前端面結構示意圖。

圖2為圖1沿A-A線的剖面圖。

圖3為圖2的B-B剖視圖。

圖4為圖2的C-C剖視圖。

具體實施方式

參照圖1和圖2，在本實用新型的一個具體實施例中，超音速水冷氧槍包括：槍體冷卻段6，主氧氣通道1，輔助氧氣通道3，燃料通道2和冷卻水通道。