CN104152635B - 一种rh真空精炼用顶枪 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种RH真空精炼用顶枪，包括拉瓦尔管、芯管、顶枪中心管、顶枪内管、顶枪外管和顶枪隔水管；拉瓦尔管和芯管之间形成环形收缩管段和环形扩张管段。本发明中环形收缩管段和环形扩张管段可将气流加速至超音速，进而能提高工作枪位，减少飞溅钢液粘枪，顶枪喷头寿命更长；拉瓦尔管与芯管之间喉口为环形喉口，能够增大吹氧流量，提高吹氧脱碳和吹氧加铝升温效率；氧气、燃气、脱硫粉剂在各自不同的通道内输送至RH真空室，脱硫粉剂能在周围的保护气体包围下到达钢液表面，被真空抽气吸走的粉剂量少，脱硫粉剂收得率高；并且与现有的顶枪相比，其无需采用精密铸造，制造难度明显降低。

Description

一种RH真空精炼用顶枪
技术领域
本发明涉及一种冶金行业中用于炉外精炼的真空脱气装置，特别涉及一种RH真空精炼用顶枪。
背景技术
钢水真空循环脱气(RH)技术是一种钢水二次精炼工艺，是生产高质量品种钢必备的炉外精炼手段。RH真空精炼设备最初用于钢水脱气，其冶金原理是依靠压差将钢水提升至真空室，并通过吹氩气使钢水循环流动，利用真空环境达到脱气(N2、H2、O2)的目的，其优点是反应速度快、真空度高、冶金效果好。近年来，由川崎公司开发的KTB(KawasakiTopBlowing)顶置氧枪，使RH真空精炼具备了高效的吹氧强制脱碳、CO二次燃烧加热等更多功能，使得RH技术得到更广泛的应用。
但无论是RH-KTB顶枪，还是以后开发的RH-MFB顶枪、RH-MESID顶枪、RH-PB顶枪以及中国专利200420027046.4、200610076151.0、200820174977.5、200820174973.7、200820174973.7、201110000083.0、201210346652.1、201310431081.6所涉及的顶枪或喷头，其拉瓦尔管一般在中心位置，燃气通道分布在拉瓦尔管外侧，个别枪头燃气通道在中心位置，而拉瓦尔管采用多孔外置倾斜分布，均存在制造难度大、使用寿命低、吹氧流量有限、使用中容易堵枪等缺点。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种RH真空精炼用顶枪，以克服现有顶枪喷头存在的制造难度高，易堵枪，使用寿命低等缺点。
本发明一种RH真空精炼用顶枪，包括拉瓦尔管、芯管、与芯管连接的顶枪中心管、与拉瓦尔管后端连接的顶枪内管、与拉瓦尔管前端连接的顶枪外管和设置在顶枪内管与顶枪外管之间的顶枪隔水管；所述芯管同轴设置在拉瓦尔管内，拉瓦尔管和芯管之间形成横截面沿轴向逐渐变小的环形收缩管段和横截面沿轴向逐渐变大的环形扩张管段，所述环形收缩管段和环形扩张管段的连接部为环形喉口。
进一步，所述顶枪中心管插接在芯管中，且顶枪中心管和芯管之间设置有第一O型密封圈。
进一步，所述拉瓦尔管的后端插接在顶枪内管中，且拉瓦尔管和顶枪内管之间设置有第二O形密封圈。
进一步，所述顶枪隔水管将顶枪内管和顶枪外管之间的空腔分隔成相互连通的进水通道和出水通道。
进一步，所述拉瓦尔管的前端形成有向管外侧和管后端折弯的环形管状接头，所述顶枪外管与环形管状接头焊接连接。
进一步，所述芯管与拉瓦尔管焊接连接。
本发明的有益效果：
1、本发明RH真空精炼用顶枪，其环形收缩管段和环形扩张管段可将气流加速至超音速，并且顶枪能实现水冷保护，进而能提高工作枪位，减少飞溅钢液粘枪，降低冷却水耗量，且环形收缩管段和环形扩张管段连接部的环形喉口比圆形喉口更能有效防止堵枪，因此顶枪喷头寿命更长。
2、本发明RH真空精炼用顶枪，其通过相互连接的环形收缩管段和环形扩张管段对氧气流进行加速，实现超音速气流，并且喉口(喉口指气流速度达到音速的管道最小截面处)为环形，能够在保持氧气压力与传统RH真空精炼装置相同的条件下，增大吹氧流量，能进一步提高吹氧脱碳和吹氧加铝升温的效率。
3、本发明RH真空精炼用顶枪，氧气或其它气体在内管顶枪内管与顶枪中心管之间的通道输送，燃气或脱硫粉剂分时在顶枪中心管内输送；在喷粉脱硫时期，在氧气通道通入保护气体，使脱硫粉剂在被周围的保护气体包围下到达钢液表面，从而能减少被真空抽气吸走的粉剂量，提高脱硫粉剂的收得率；在烘烤真空室或除冷钢时期，实现纯氧或富氧助燃煤气或天然气，明显提高加热效率。
4、本发明RH真空精炼用顶枪，与现有的顶枪相比，其无需采用精密铸造，制造难度得到明显降低。
附图说明
图1为本发明RH真空精炼用顶枪的整体结构示意图；
图2为拉瓦尔管和芯管的立体结构剖视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
如图所示，本实施例RH真空精炼用顶枪，包括拉瓦尔管1，芯管2、与芯管2连接的顶枪中心管3、与拉瓦尔管1后端连接的顶枪内管4、与拉瓦尔管1前端连接的顶枪外管5和设置在顶枪内管4与顶枪外管5之间的顶枪隔水管6；所述芯管同轴设置在拉瓦尔管内，拉瓦尔管1和芯管2之间形成横截面沿轴向逐渐变小的环形收缩管段7和横截面沿轴向逐渐变大的环形扩张管段8，所述环形收缩管段7和环形扩张管段8的连接部为环形喉口9；所述顶枪隔水管6将顶枪内管4和顶枪外管5之间的空腔分隔成相互连通的进水通道10和出水通道11，本实施例中所述进水通道10和出水通道11的连通部靠近拉瓦尔管1的前端，可使冷却水沿拉瓦尔管1整个管身长度流动，冷却效果更好。
工作时，RH真空精炼顶枪通过真空室顶部的顶枪密封通道进入真空室，并在顶枪冷却水通道持续通入冷却水，以对顶枪进行冷却，钢液由真空室底部的浸渍管进入真空室，氧气、燃气或脱硫粉剂在各自通道内输送至RH真空室。
在吹氧脱碳冶炼期和吹氧加铝升温期，在顶枪氧气通道(顶枪内管4和顶枪中心管3之间的管道)通入压力为1MPa的氧气，顶枪中心管3中通入惰性保护气体，吹炼结束后，氧气通道用惰性气体吹扫，并继续吹入保护性惰性气体；由于氧气在经过环形收缩管段9、环形喉口9和环形扩张管段8后可被加速至超音速，因此可以设置较高的枪位，减少枪头粘钢或堵塞，由于喉口部位为环状，因此在保持氧气压力与传统RH真空精炼装置相同的条件下，本实施例RH真空精炼用顶枪能增大吹氧流量，提高吹氧脱碳和吹氧加铝升温的效率。
在喷粉脱硫期，顶枪中心管3内通入被惰性气体输送的脱硫粉剂，氧气通道通入惰性保护气；喷粉结束后，顶枪中心管3用惰性气体吹扫，氧气通道、顶枪中心管3继续吹入保护性惰性气体；由于脱硫粉剂在被周围的保护气体包围下到达钢液表面，从而能减少被真空抽气吸走的粉剂量，提高脱硫粉剂的收得率。
在加热升温或除冷钢期，顶枪中心管3内通入燃气，氧气通道通入富氧空气或纯氧助燃，处理结束后，均需吹扫并通入惰性保护气；由于实现了纯氧或富氧助燃煤气或天然气，因此可明显提高加热效率。
本实施例中，所述顶枪中心管3插接在芯管2中，且顶枪中心管3和芯管2之间设置有第一O型密封圈12；所述拉瓦尔管1的后端插接在顶枪内管4中，且拉瓦尔管1和顶枪内管4之间设置有第二O形密封圈13；所述拉瓦尔管1的前端形成有向管外侧和管后端折弯的环形管状接头14，所述顶枪外管5与环形管状接头14焊接连接；所述芯管2的外管壁上设置有支撑筋板15，所述芯管2通过支撑筋板15和拉瓦尔管1的内管壁焊接连接；由于各组成部件形状、以及各部件之间连接结构简单，无需采用精密铸造，因此与现有的顶枪相比，制造难度得到明显降低。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种RH真空精炼用顶枪，其特征在于：包括拉瓦尔管、芯管、与芯管连接的顶枪中心管、与拉瓦尔管后端连接的顶枪内管、与拉瓦尔管前端连接的顶枪外管和设置在顶枪内管与顶枪外管之间的顶枪隔水管；所述芯管同轴设置在拉瓦尔管内，拉瓦尔管和芯管之间形成横截面沿轴向逐渐变小的环形收缩管段和横截面沿轴向逐渐变大的环形扩张管段，所述环形收缩管段和环形扩张管段的连接部为环形喉口。
2.根据权利要求1所述的RH真空精炼用顶枪，其特征在于：所述顶枪中心管插接在芯管中，且顶枪中心管和芯管之间设置有第一O型密封圈。
3.根据权利要求1所述的RH真空精炼用顶枪，其特征在于：所述拉瓦尔管的后端插接在顶枪内管中，且拉瓦尔管和顶枪内管之间设置有第二O形密封圈。
4.根据权利要求1所述的RH真空精炼用顶枪，其特征在于：所述顶枪隔水管将顶枪内管和顶枪外管之间的空腔分隔成相互连通的进水通道和出水通道。
5.根据权利要求1所述的RH真空精炼用顶枪，其特征在于：所述拉瓦尔管的前端形成有向管外侧和管后端折弯的环形管状接头，所述顶枪外管与环形管状接头焊接连接。
6.根据权利要求1所述的RH真空精炼用顶枪，其特征在于：所述芯管与拉瓦尔管焊接连接。
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