CN101786159B - 斜插式铁水预处理喷枪及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种斜插式铁水预处理喷枪及其制造方法，该喷枪包括枪芯钢管、耐火材料枪衬和若干锚固件，所述枪芯钢管一端弯曲形成枪头，所述耐火材料枪衬覆盖于所述枪芯钢管的外表面，所述锚固件固定于所述枪芯钢管的外表面且位于所述耐火材料枪衬内。所述枪芯钢管的外表面上位于所述枪头弯曲方向的轴截面两侧各设置有一条轴向加强筋，所述轴向加强筋也被覆盖在所述耐火材料枪衬之内。其制造方法相应地增加了以下步骤：裁剪好普通碳钢板，将其两侧打磨成易焊接的斜面，制备成轴向加强筋；以及在枪芯钢管的外表面上位于枪头弯曲方向的轴截面两侧各焊接一条轴向加强筋。该喷枪的抗弯曲效果好、使用寿命长、喷吹预处理效果好且制造过程简单。

Description

斜插式铁水预处理喷枪及其制造方法

技术领域

本发明涉及炼钢设备，具体地指一种用于鱼雷罐混铁车上的斜插式铁水预处理喷枪及其制造方法。

背景技术

目前，喷枪斜插式铁水喷吹预处理工艺已被广泛应用在鱼雷罐混铁车上。在进行喷吹预处理时，将喷枪与水平方向成60°角斜插入鱼雷罐混铁车内，通过载气将固体预处理剂喷入铁水深处，完成铁水预处理。在实际应用中，铁水预处理喷枪存在破损严重、使用寿命短的问题，这一问题使得炼钢成本大大增加，并且由于喷枪重量大，更换十分不便。在这种情况下，各种方法被设计出来以延长喷枪的使用寿命。

现有的大多数斜插式铁水预处理喷枪主要通过缓解钢管和耐火材料之间的热应力来延缓喷枪破损，从而延长喷枪的使用寿命。其中，申请号为200810048586.3的中国发明专利提供了一种斜插式铁水预处理喷枪，该喷枪为圆柱形结构，其一端弯折形成枪头，枪芯是一钢管，钢管外壁焊接V型锚固件，外裹耐火材料枪衬。通过枪芯钢管表面涂刷烧失涂层以及喷枪烘烤、使用过程中涂层烧失残留的细小间隙，缓冲枪芯钢管与耐火材料枪衬之间热膨胀不匹配问题，降低喷枪复合体结构应力的危害，并通过细小间隙的保温隔热作用，降低使用条件下枪芯钢管的综合温度，提高枪芯钢管的强度与刚度；通过不同材质与结构锚固件的合理布置以及枪头结构的合理设计，提高喷枪复合体的结合强度、整体性与抗冲刷磨损能力，达到延缓喷枪破损进程与延长使用寿命的目的。

然而，在影响喷枪的使用寿命的另一主要方面，即喷枪的弯曲破损以及由此带来的枪衬拉伸开裂、渗透、烧损与剥落等问题方面，这种喷枪并没有得到有效改善。因此，亟需一种改进的斜插式铁水预处理喷枪以克服前述缺陷。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种抗弯曲效果好、使用寿命长且喷吹预处理效果好的斜插式铁水预处理喷枪及其制造方法。

为实现上述目的，本发明所设计的斜插式铁水预处理喷枪包括枪芯钢管、耐火材料枪衬和若干锚固件，所述枪芯钢管一端弯曲形成枪头，所述耐火材料枪衬覆盖于所述枪芯钢管的外表面，所述锚固件固定于所述枪芯钢管的外表面且位于所述耐火材料枪衬内。所述枪芯钢管的外表面上位于所述枪头弯曲方向的轴截面两侧各设置有一条轴向加强筋，所述轴向加强筋也被覆盖在所述耐火材料枪衬之内。

本发明还提供了前述斜插式铁水预处理喷枪的制造方法，包括如下步骤：

1)剪裁好普通无缝碳钢管，制备成枪芯钢管；

2)将枪芯钢管的一端弯曲形成枪头；

3)裁剪好普通碳钢板，将其两侧打磨成易焊接的斜面，制备成轴向加强筋；

4)在枪芯钢管的外表面上位于枪头弯曲方向的轴截面两侧各焊接一条轴向加强筋；

5)在枪芯钢管的外表面和轴向加强筋上焊接锚固件；

6)在焊接好轴向加强筋和锚固件的枪芯钢管外表面包裹耐火材料，形成耐火材料枪衬。

本发明的优点在于：所设计的斜插式铁水预处理喷枪的外表面上位于所述枪头弯曲方向的轴截面两侧各设置有一条轴向加强筋，从而提高了枪芯钢管的强度与刚度，最终提高了喷枪的抗弯曲能力，延长了喷枪的使用寿命。此外，枪头的弯曲结构诱导铁水的回旋涡流以及喷吹载气与脱硫剂的上浮，减缓了枪头端面冲刷磨损进程；将枪头设置为中心线呈水平弯曲的结构，增大了喷吹射流的作用距离和搅拌区域，提高了喷吹载气与粉剂和铁水的混合效果。

附图说明

图1为本发明斜插式铁水预处理喷枪的第一实施例的结构示意图；

图2为图1所示斜插式铁水预处理喷枪沿A-A面的截面放大结构示意图；

图3为本发明斜插式铁水预处理喷枪的第二实施例的截面结构示意图；

图4为本发明斜插式铁水预处理喷枪的制造方法的一个实施例的流程图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

如图1所示，本发明斜插式铁水预处理喷枪的第一实施例包括枪芯钢管1、耐火材料枪衬2和若干锚固件，所述枪芯钢管1一端弯曲形成枪头3，所述耐火材料枪衬2覆盖于所述枪芯钢管1的外表面，所述锚固件固定于所述枪芯钢管1的外表面且位于所述耐火材料枪衬2内。所述枪芯钢管1的外表面上位于所述枪头3弯曲方向的轴截面两侧各设置有一条轴向加强筋6，所述轴向加强筋6也被覆盖在所述耐火材料枪衬2之内。作为本发明的优选实施例，所述轴向加强筋6从所述枪芯钢管1的上部受热端一直延伸到所述枪头3的下部喷射端。

在本实施例中，所述耐火材料枪衬2的横截面外轮廓呈椭圆形结构，所述轴向加强筋6位于所述椭圆形结构的长轴上，该椭圆形结构可以避免不规则截面热应力集中导致的枪衬剥落与龟裂并且可以有效减轻喷枪的重量。该耐火材料枪衬2可以采用“名称为脱硫喷枪用耐火浇注料，专利号为ZL03118869.9”的专利产品进行立式整体浇注成型，以提高喷枪截面耐火材料枪衬的性能均匀性与抗破损能力。

在本实施例中，所述锚固件包括V形锚固件4和双V蝶形锚固件5，所述V形锚固件4的高度为耐火材料枪衬2厚度的1/2～2/3，所述双V蝶形锚固件5的高度为耐火材料枪衬2厚度的1/2～2/3，所述V形锚固件4和双V蝶形锚固件5沿轴向与周向间隔固定在所述枪芯钢管1和所述轴向加强筋6的外表面上。进一步地，所述V形锚固件4和双V蝶形锚固件5按轴向间距40～80mm、周向夹角60°的间隔布置。所述V形锚固件4和双V蝶形锚固件5可以由直径为2～4mm的耐热合金丝构成。具体地，所述V形锚固件4的V形角为60°，所述双V蝶形锚固件5是将两个V形锚固件4的尖角焊接在一起形成，两个V形锚固件的V形面的夹角为60°。采用不同结构的V形锚固件4和双V蝶形锚固件5可以强化枪芯钢管1和耐火材料枪衬2之间的结合强度，提高喷枪的综合强度与刚度，进一步防止喷枪弯曲变形。

所述枪芯钢管1为普通无缝碳钢管。优选地，所述枪芯钢管1的厚度可以为3mm～5mm。所述枪头3与所述枪芯钢管1的直线段的夹角α为120°～140°，该夹角的大小由喷枪与水平方向的斜插角决定，以使所述枪头3的中心线能保持水平为准，以增大喷吹射流的作用距离和搅拌区域，提高喷吹载气与粉剂和铁水的混合效果。此外，枪头3的弯曲结构诱导铁水的回旋涡流以及喷吹载气与脱硫剂的上浮，减缓了枪头3端面冲刷磨损进程。

图3为本发明斜插式铁水预处理喷枪的另一实施例的截面结构示意图，本实施例与第一实施例的差别仅在于本实施例的所述耐火材料枪衬2’的横截面外轮廓呈鼓形结构，所述鼓形结构由左右平行线段和上下弧形线段构成，所述轴向加强筋6位于所述鼓形结构的左右平行线段的中垂线上。

如图4所示，本发明的制造前述斜插式预处理喷枪的方法包括以下步骤：

S1：剪裁好普通无缝碳钢管，制备成枪芯钢管1。具体地，可以按照具体尺寸，剪裁厚壁普通无缝碳钢管制备枪芯钢管。

S2：将所述枪芯钢管1的一端弯曲形成枪头3。具体地，可以采用弯管机完成枪芯钢管1的弯折。

S3：裁剪好普通 碳钢板，将其两侧打磨成易焊接的斜面，制备成轴向加强筋6。可以采用手砂轮进行打磨，所述普通碳钢板的厚度可以为2～4mm。

S4：在枪芯钢管1的外表面上位于枪头3弯曲方向的轴截面两侧各焊接一条轴向加强筋6。进一步地，该步骤包括：按照每段焊缝长度为20～50mm、相邻焊缝段间距为20～50mm的分段焊接方式将轴向加强筋6焊接固定在枪芯钢管1上。

S5：在枪芯钢管1的外表面和轴向加强筋6上焊接锚固件。具体地，可以将V形锚固件和双V蝶形锚固件按轴向间距40～80mm、周向夹角60°的间隔布置。

S6：在焊接好轴向加强筋6和锚固件的枪芯钢管1外表面包裹耐火材料，形成耐火材料枪衬2。具体地，可以使所述V形锚固件的高度为耐火材料枪衬的厚度的1/2～2/3，所述双V蝶形锚固件的高度为耐火材料枪衬的厚度的1/2～2/3。

此后，按照常规喷枪的制备工艺进行养护、烘烤与包装。需要说明的是，前述步骤S1～S3可以不分先后顺序。

较佳地，上述步骤S2中，还包括对枪芯钢管1的外表面进行钢刷除锈和/或涂覆烧蚀涂层的处理。可以采用申请号为200810048586.3、名称为一种斜插式铁水预处理喷枪的专利提供的烧蚀涂料涂刷枪芯钢管表面形成烧蚀涂层，涂层厚度0.2～0.3mm。

Claims (9)

1.一种斜插式铁水预处理喷枪，包括枪芯钢管(1)、耐火材料枪衬(2)和若干锚固件，所述枪芯钢管(1)一端弯曲形成枪头(3)，所述耐火材料枪衬(2)覆盖于所述枪芯钢管(1)的外表面，所述锚固件固定于所述枪芯钢管(1)的外表面且位于所述耐火材料枪衬(2)内，其特征在于：所述枪芯钢管(1)的外表面上位于所述枪头(3)弯曲方向的轴截面两侧各设置有一条轴向加强筋(6)，所述轴向加强筋(6)也被覆盖在所述耐火材料枪衬(2)之内，所述轴向加强筋(6)由钢板裁剪而成，所述轴向加强筋(6)从所述枪芯钢管(1)的上部受热端一直延伸到所述枪头(3)的下部喷射端。

2.根据权利要求1所述的斜插式铁水预处理喷枪，其特征在于：所述耐火材料枪衬(2)的横截面外轮廓呈椭圆形结构，所述轴向加强筋(6)位于所述椭圆形结构的长轴上。

3.根据权利要求1所述的斜插式铁水预处理喷枪，其特征在于：所述耐火材料枪衬(2)的横截面外轮廓呈鼓形结构，所述鼓形结构由左右平行线段和上下弧形线段构成，所述轴向加强筋(6)位于所述鼓形结构的左右平行线段的中垂线上。

4.根据权利要求1或2或3所述的斜插式铁水预处理喷枪，其特征在于：所述锚固件包括V形锚固件(4)和双V蝶形锚固件(5)，所述V形锚固件(4)的高度为耐火材料枪衬(2)厚度的1/2～2/3，所述双V蝶形锚固件(5)的高度为耐火材料枪衬(2)厚度的1/2～2/3，所述V形锚固件(4)和双V蝶形锚固件(5)沿轴向与周向间隔固定在所述枪芯钢管(1)和所述轴向加强筋(6)的外表面上。

5.根据权利要求4所述的斜插式铁水预处理喷枪，其特征在于：所述V形锚固件(4)和双V蝶形锚固件(5)按轴向间距40～80mm、周向夹角60°的间隔布置。

6.根据权利要求1或2或3所述的斜插式铁水预处理喷枪，其特征在于：所述枪头(3)与所述枪芯钢管(1)的直线段的夹角α为120～140°。

7.一种权利要求1所述斜插式铁水预处理喷枪的制造方法，包括如下步骤：

1)剪裁好普通无缝碳钢管，制备成枪芯钢管(1)；

2)将枪芯钢管(1)的一端弯曲形成枪头(3)；

3)裁剪好普通碳钢板，将其两侧打磨成易焊接的斜面，制备成轴向加强筋(6)；

4)在枪芯钢管(1)的外表面上位于枪头(3)弯曲方向的轴截面两侧各焊接一条轴向加强筋(6)；

5)在枪芯钢管(1)的外表面和轴向加强筋(6)上焊接锚固件；

6)在焊接好轴向加强筋(6)和锚固件的枪芯钢管(1)外表面包裹耐火材料，形成耐火材料枪衬(2)。

8.根据权利要求7所述的斜插式铁水预处理喷枪的制造方法，其特征在于：上述步骤4)中，按照每段焊缝长度为20～50mm、相邻焊缝段间距为20～50mm的分段焊接方式将轴向加强筋(6)焊接固定在枪芯钢管(1)上。

9.根据权利要求7或8所述的斜插式铁水预处理喷枪的制造方法，其特征在于：上述步骤2)中，还包括对枪芯钢管(1)的外表面进行钢刷除锈和/或涂覆烧蚀涂层的处理。

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