[實用新型]復合結構氧槍噴頭

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320782067.6
• 申請日: 2013-11-27
• 公開（公告）號: CN203602652U
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發(fā)明（設計）人: 付臨冬;薛存剛;王麗麗
• 申請（專利權）人: 中鋼集團鞍山熱能研究院有限公司
• 主分類號: C21C5/46
• 分類號: C21C5/46;C21C5/32;F27D3/16
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所 21224
• 代理人: 張群

技術領域

本實用新型涉及轉爐煉鋼頂部吹氧用氧槍領域，尤其涉及一種復合結構氧槍噴頭。

背景技術

在鋼鐵冶煉過程中，氧槍吹氧是必不可少的環(huán)節(jié)，氧槍最前端的部件即為氧槍噴頭。噴頭的質量一定程度上決定了氧槍性能的優(yōu)劣，由于它直接插入到2500多℃煉鋼爐內，在吹氧時高速氧氣流從噴頭出氧孔射向爐內溶液，對鋼水進行攪拌用以增加熔池吸氧程度，對鋼水進行脫碳、脫磷、脫硫，同時也引起鋼液和爐渣的大量飛濺。

高達1700多℃的鋼液和爐渣會噴濺吸附到噴頭表面，目前氧槍噴頭都是由純紫銅鑄造或鍛造的，主要是利用紫銅熱導率高（銅熱導率359.2,而鐵熱導率66.7），導熱快的特性，將噴頭表面溫度迅速傳導給噴頭內循環(huán)冷卻水，借此降低噴頭整體溫度，理論上講在吹氧過程中，爐中飛濺的鋼水不易粘在內部有冷卻水的氧槍噴頭表面,但在實際生產中，噴頭的損壞都是因為噴頭表面被高溫鋼水吸附和侵蝕造成的，形成這種現(xiàn)象的主要原因是紫銅與鐵在高溫時的可焊性較好，鐵與銅在高溫時的原子半徑、晶體晶格類型同為面心立方晶格、原子序數(shù)、以及原子的外層電子數(shù)等比較接近，所以高溫的鋼水能在瞬間與低溫的紫銅噴頭表面形成原子間擴散，使鋼水熔合在紫銅表面上。

氧槍噴頭粘附的高溫鐵中所含的碳原子，遇高速氧氣流就會燃燒Ｃ＋Ｏ₂＝ＣＯ₂，并釋放能量產生高溫，把噴頭的銅壁熔蝕掉，如果爐內的鋼液吸附不到噴頭頭冠上，材質為純銅的氧槍噴頭與高速射出的氧氣就不能發(fā)生化學反應，但是目前氧槍噴頭結構無法做到這一點。

發(fā)明內容

本實用新型的目的是提供一種復合結構氧槍噴頭，克服現(xiàn)有技術的不足，采用復合式結構，在鑄造噴頭表面焊接一層高強度，又不粘鋼渣的金屬，借此抵擋轉爐內飛濺的鋼水和鋼渣的撞擊，從而提高噴頭的使用壽命。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

復合結構氧槍噴頭，包括紫銅頭冠，在紫銅頭冠的前端面上增設一層H62黃銅金屬層，所述黃銅金屬層的表面加工后光潔度不低于Ra3.2μm。

所述黃銅金屬層的厚度為4～5mm。

與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果是：在純銅的氧槍噴頭表面釬焊一層黃銅來抵御吹氧時鋼渣的撞擊，使得飛濺的鋼水粘不到噴頭表面覆蓋著的黃銅上，即使粘上也不會熔合在一起，消除方便，這樣既利用了紫銅的高熱導率，使得噴頭始終處于一種低溫狀態(tài)，又提高了噴頭表面的強度和硬度，使氧槍噴頭在生產過程中減少鋼渣對噴頭的吸附，成為不粘鋼渣的噴頭，由于噴頭內部是純銅，表面為黃銅（H62），二者合一在惡劣工作環(huán)境中各自發(fā)揮金屬自身特性，從而提高噴頭的使用壽命0.5倍以上。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例結構示意圖。

圖中：1-紫銅頭冠??2-黃銅金屬層

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型的具體實施方式作進一步說明：

見圖1，是本實用新型復合結構氧槍噴頭實施例結構示意圖，在紫銅頭冠1的前端面釬焊一層4～5mm的HS221黃銅焊絲金屬層2，釬焊黃銅金屬前，先用機床切削氧槍噴頭前端面，使之比車成尺寸薄4～5mm，其它部分正常加工，噴頭機加完成后進行噴頭整體焊接；

釬焊前將頭冠施焊部位用電動鋼絲刷徹底清除掉氧化膜，在頭冠表面均勻撒上固體焊劑；然后按頭冠前端面沖上的方向將噴頭放入電爐中預熱400℃～550℃；保溫20分鐘后，將噴頭放到旋轉工作臺進行焊接，焊接材料為黃銅焊絲，其牌號為HS221。

焊接的工藝過程如下：焊接火焰采用輕微氧化焰，焊接順序由噴頭端面最外邊逐步向內螺旋階梯焊接，焊炬搶嘴與噴頭表面成45°角，操作者持焊炬手保持姿勢不變，旋轉工作臺自動沿軸向旋轉帶動被焊噴頭由左向右旋轉，用氧丙烷氧化焰中層焰火舌接觸而溶化噴頭本體純銅，另一只手把蘸有固體焊劑的黃銅焊絲由底部送絲法送入熔池邊緣，焊炬有節(jié)奏上下擺動，在保證熔透的條件下必須連續(xù)快速焊接，填充金屬高度5mm～6mm，焊后噴頭放入保溫箱，待冷卻至室溫再用車床將噴頭外表面加工光滑至設計尺寸。

黃銅是由銅和鋅組成的二元合金，黃銅比紫銅具有高得多的強度、硬度和耐腐蝕性，黃銅與鋼進行焊接時，由于熔化溫度相差大，黃銅熔點為（HS221黃銅焊絲880℃），鋼的熔點為1540℃，所以只能使用釬焊，無法進行熔焊，釬焊時必須使用焊劑，焊劑主要作用是使熔化過程中氧化金屬還原，清除焊縫中的氣體及雜質，并在熔化金屬表面形成一種保護膜，增加熔化金屬的流動性、潤濕性、可焊性；如不使用焊劑，熔化的黃銅與鋼互相排斥，不能產生互熔，熔合焊在一起，根據(jù)黃銅的這一焊接特點，在純銅的氧槍噴頭表面釬焊一層黃銅來抵御吹氧時鋼渣的撞擊，使得飛濺的鋼水粘不到噴頭表面覆蓋著的黃銅上，即使粘上也不會熔合在一起，消除方便，這樣既保持了紫銅的高熱導率將噴頭工作時所受熱輻射傳導給內部冷卻水，又提高了噴頭表面的強度和硬度，減少生產過程中鋼渣對噴頭的吸附，成為不粘鋼渣的噴頭，從而提高噴頭的使用壽命。