CN102191352A - 集束射流枪 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种集束射流枪,安装在炼钢电炉炉壁上,其特征在于:该集束射流枪的枪身为三套管式结构,其包括中心位置的主氧喷管、套设于主氧喷管外层的燃气喷管和副氧喷管,各功能喷管之间焊连组合,并且该主氧喷管在喷嘴部内设有拉瓦尔孔式的主氧孔。该集束射流枪具有废钢预热的烧嘴功能、吹氧切割废钢的助熔功能、吹氧使溶池脱碳和升温的功能,还有喷炭粉造泡沫渣的功能等。应用本发明所设计的集束射流枪,能够大幅减慢氧枪射流衰减的速度,从而节省炼钢电炉炉坑的清洁效率及成本,提高单位时间内的钢产量,同时提供一种降低炉坑及集束射流枪的维护成本的新思路。该集束射流枪加工简便,易于推广、量产。
Description
技术领域
本发明涉及一种炼钢电炉的附属装置,特别涉及一种安装在炼钢电炉炉壁上的氧枪,该氧枪分别具有废钢预热的烧嘴功能、吹氧切割废钢的助熔功能、吹氧使溶池脱碳和升温的功能及喷炭粉造泡沫渣等功能,属于冶金设备技术领域。
背景技术
集束射流(Coherent Jet,简称COJET)氧枪是近年开发出的一种新型氧枪。该种氧枪是应用气体力学原理,在传统氧枪上加上了伴随流系统,使氧气射流衰减速度大大放慢,形成类似于激光束的氧气射流的一种技术。这种射流能量集中,具有极强的穿透能力,对促进钢渣反应、均匀钢水成分与温度、减少喷溅、提高氧气利用率、提高金属收得率等都有十分明显的效果。由于穿透能力的增强,吹炼时氧枪枪位可适当提高,因此可以降低氧枪消耗。然而,传统常用的氧枪仅具有单纯的喷氧功能,且其氧气射流存在很大的衰减,严重影响了氧枪各种功能的实现,作为解决办法之一,采用进口的集束射流枪便能较好地解决这一问题。然而,即使进口的集束射流枪在产品耐用性和工艺品质上具有较强的优势,但一方面价格昂贵,另一方面对应于各个不同大小的炼钢炉,集束射流枪在实际应用上所起到的效果确依然有限。
发明内容
鉴于上述现有技术存在的缺陷,本发明的目的是提出一种集束射流枪,以解决传统炼钢工艺中,炼钢炉的集束射流枪对钢材产量提升的严重制约,及巨大的产品维护成本投入问题。
本发明的目的,将通过以下技术方案得以实现:
一种集束射流枪,安装在炼钢电炉炉壁上,其特征在于:所述集束射流枪的枪身为三套管式结构,其包括中心位置的主氧喷管、套设于主氧喷管外层的燃气喷管和副氧喷管,各功能喷管之间焊连组合,并且所述主氧喷管在喷嘴部内设有拉瓦尔孔式的主氧孔。
进一步地,为提高主氧喷管的使用寿命,即导热性减少钢液粘连,该主氧喷管为由紫铜制成的无缝管;而该燃气喷管和副氧喷管为厚壁无缝钢管。
更进一步地,前述的集束射流枪,其枪身外层还设有水冷管体,并在水冷管体远离所述主氧孔的一端设有进水口和出水口。
本发明集束射流枪的应用实施,其突出效果为:
通过材料的选择及常规加工工艺制得的该集束射流枪,能够大幅减慢氧枪射流衰减的速度,从而节省了炼钢电炉炉坑的清洁效率及成本,提高了单位时间内的钢产量,同时提供了一种降低炉坑及集束射流枪的维护成本的新思路。该集束射流枪加工简便,易于推广、量产。
以下便结合实施例附图,对本发明集束射流枪的具体实施方式作进一步的详述,以使本发明技术方案更易于理解、掌握。
附图说明
图1是本发明集束射流枪的结构剖面示意图。
具体实施方式
集束射流枪在传统氧枪上加上了伴随流系统,即在主氧喷射系统外围伴随设有燃气喷管、副氧喷管构成的主氧保护系统。使氧气射流衰减速度大大放慢,形成类似于激光束的氧气射流的一种技术。
如图1所示的该技术射流的结构剖面示意图可见:该集束射流枪的枪身为三套管式结构,其包括中心位置的主氧喷管1、套设于主氧喷管外层的燃气喷管2和副氧喷管3,且该主氧喷管1在喷嘴部内还设有拉瓦尔孔式的主氧孔,为提高主氧喷管1的使用寿命,即导热性减少钢液粘连,该主氧喷管1为由紫铜制成的无缝管;而该燃气喷管2和副氧喷管3还可为厚壁无缝钢管加工而成各功能喷管通过焊连点4焊接组合为一体。并在燃气喷管2与主氧喷管1外壁的密封焊接端旁侧设有燃气进口21、而在副氧喷管3与燃气风管2外壁的密封焊接端旁侧同样设有燃气出口31
此外,作为本发明的一个扩展性设计,在其枪身外层还设有水冷管体,并在水冷管体远离所述主氧孔的一端设有进水口和出水口,便形成一个四管体套接的结构。
该集束射流枪的主氧喷管以Ma=2的超音速向熔池供氧,副氧喷管以8m3/min的速度对超声速射流进行保护,保证超声速射流紧凑、连贯和有效地进入熔池,同时提供二次燃烧用氧。
这种射流能量集中,具有极强的穿透能力,对促进钢渣反应、均匀钢水成分与温度、减少喷溅、提高氧气利用率、提高金属收得率等都有十分明显的效果。由于穿透能力的增强,吹炼时氧枪枪位可适当提高,因此可以降低氧枪消耗。该项技术取得了吨钢降低成本近50元的明显效果。技术射流氧枪应用于炼钢炉的主要收益体现于:(1)由于搅拌能力的增强,可以取消底吹系统,因此可以降低筑炉成本。(2)由于脱碳速度的提高,提高了生产作业率。(3)由于喷溅的减少和渣中铁含量的降低,金属收得率提高,钢产量增加,同时降低了炉坑的维护成本。(4)由于钢中终点[O]的降低,降低脱氧用铝消耗。(5)由于枪位的提高和喷溅的减少,氧枪寿命提高。
Claims (3)
1.集束射流枪,安装在炼钢电炉炉壁上,其特征在于:所述集束射流枪的枪身为三套管式结构,其包括中心位置的主氧喷管、套设于主氧喷管外层的燃气喷管和副氧喷管,各功能喷管之间焊连组合,并且所述主氧喷管在喷嘴部内设有拉瓦尔孔式的主氧孔。
2.根据权利要求1所述的集束射流枪,其特征在于:所述主氧喷管为由紫铜制成的无缝管;所述燃气喷管和副氧喷管为厚壁无缝钢管。
3.根据权利要求1所述的集束射流枪,其特征在于:所述集束射流枪枪身外层还设有水冷管体,并在水冷管体远离所述主氧孔的一端设有进水口和出水口。
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