[實用新型]超長射流氧槍噴頭

無效

• 申請號: 201020518333.0
• 申請日: 2010-09-03
• 公開（公告）號: CN201785435U
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發明（設計）人: 劉宏信;王平;呂星星
• 申請（專利權）人: 揚州市恒陽冶金科技有限公司
• 主分類號: C21C5/52
• 分類號: C21C5/52
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 董旭東

技術領域

本實用新型涉及一種煉鋼用的電爐氧槍，特別涉及一種超長射流氧槍噴頭。

背景技術

現代電弧爐煉鋼需要向爐內吹入氧氣，通常的辦法是采用吹氧管或氧槍。吹氧管一般是由機械手夾持，由爐門插入溶池，這種方法一方面消耗吹氧管，增加煉鋼成本，另一方面由爐門散發出來的煙氣污染環境并損失爐內熱能，因此，已逐漸地被氧槍取代。

電爐氧槍有爐門和爐壁兩種，爐門氧槍雖然解決了吹氧管的消耗問題，但不能解決環境污染和熱能損失問題，所以，現代化的鋼廠一般傾向于應用爐壁氧槍，爐壁氧槍使電爐實現了關門煉鋼。

電爐氧槍的性能直接影響到煉鋼生產的產量、質量、原材料消耗、生產作業率和環境等重要指標。氧槍的主要作用是脫碳——將氧氣吹入煉鋼爐內的鐵水中，使之與碳反應，降低鐵水的碳含量。氧槍同時起到能量轉換器的作用，將氧氣的壓力能轉化為動能，對熔池進行攪拌，從而提高爐內反應的速度、均勻鐵水的成分和溫度。

氧槍的性能主要取決于所噴射出的氧氣射流，在一定的槍位下，射流的性質決定了對熔池的沖擊深度和沖擊速度，沖擊深度和沖擊面積從縱橫兩個方面代表被射流沖擊到的區域，反映出脫碳反應的區域。顯而易見，無論是沖擊深度還是沖擊面積，過大過小都是不合適的，過小反應區域不夠；過大會對爐底和爐襯產生不良影響。因此，想要得到理想的沖擊深度和沖擊面積，就要尋找到最佳射流和最佳操作槍位。射流的性質主要由速度和長度來表征。

爐壁氧槍包括噴頭本體，沿噴頭本體的軸線設有噴孔，噴孔前半部為收縮段，收縮段的孔徑逐漸由大變小向中間收縮至一個窄喉，窄喉之后為擴張段，擴張段的孔徑又由小變大向外擴張直至噴孔出口，收縮段的長度為(9～11)mm，孔徑由(20～21)mm收縮至14mm，擴張段的長度為40mm左右，擴張段的出口孔徑為(15～16)mm。這種結構可使氣流的速度因噴截面積的變化而變化，使氣流從亞音速到音速，直至加速至超音速。氧氣流先流入噴孔的前半部收縮段，在這一段，氧氣遵循“流體在管中運動時，截面小處流速大，截面大處流速小”的原理，因此氣流不斷加速，當到達窄喉時，流速已經超過了音速；接下來進入擴張段，而超音速的氣流在運動時卻不再遵循“截面小處流速大，截面大處流速小”的原理，而是恰恰相反，截面越大，流速越快；最后超音速的氧氣流從噴孔出口流出。

爐壁氧槍安裝在熔池上方，距液面一米左右，氧槍軸線與液面的夾角一般為45℃左右，這樣氧槍噴射出來的射流從出口到液面一般為1.5米，在氧氣總管壓力在1MPa的情況下，氧氣流在進入噴咀前的管道中流速為50～60m/s，氧槍射流的出口速度一般為500m/s左右，氧槍出口射流的有效長度為1.5米，射流達到液面時速度通常已降到100m/s以下。當射流速度低于90m/s時，射流就不能穿透渣面，氧氣將部分反彈并形成噴濺。為了使氧氣穿透渣面進入熔池以便進行脫碳反應，同時保持相當的動能以攪拌熔池，需要加大氧槍出口射流的有效長度。

實用新型內容

本實用新型提供一種超長射流氧槍噴頭，以解決現有技術中氧槍噴頭的射流有效長度短的問題。

為解決以上技術問題，本實用新型所提供的一種超長射流氧槍噴頭，包括噴頭本體，沿噴頭本體的軸線設有噴孔，噴孔前半部為收縮段，收縮段的孔徑逐漸由大變小向中間收縮至一個窄喉，窄喉之后為擴張段，擴張段的孔徑又由小變大向外擴張直至噴孔出口，所述收縮段的長度為(9～11)mm，孔徑由(20～21)mm收縮至14mm，所述擴張段的長度為(80～85)mm，所述擴張段的出口孔徑為(17～18)mm，所述窄喉處設有過渡段，所述過渡段的孔徑保持不變，其長度為(2～3)mm。

相對于現有技術，本實用新型取得了以下有益效果：過渡段長度較短，既可以起到過渡作用，又不至于使氧槍長度過長；擴張段的長度為(80～85)mm，可以使氧氣流在擴張段得以充分加速，在氧氣總管壓力在1MPa的情況下，氧槍出口射流的有效長度可以達到2米。

作為本實用新型的優選方案，收縮段的長度為9.5mm，孔徑由20.5mm收縮至14mm，所述擴張段的長度為82.5mm，所述擴張段的出口孔徑為17.5mm，所述過渡段的長度為2.5mm。

作為本實用新型的優選方案，所述過渡段與所述收縮段及所述擴張段之間分別圓弧光滑連接。圓弧光滑連接可以降低氣流的阻力。

附圖說明

圖1為本實用新型超長射流氧槍噴頭的結構示意圖。

圖中：1噴頭本體、1a收縮段、1b過渡段、1c擴張段。

具體實施方式