CN108660275B - 一种炼钢超音速射流氧枪及其降低喷吹射流噪声的方法 - Google Patents

一种炼钢超音速射流氧枪及其降低喷吹射流噪声的方法 Download PDF

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Abstract

本发明一种炼钢超音速射流氧枪及其降低喷吹射流噪声的方法，该超音速射流氧枪包括超音速射流氧枪本体，超音速射流氧枪本体喉部设计紧贴内壁的U型抽吸环缝，所述抽吸环缝通过抽吸管道与真空泵连通，所述超音速射流氧枪本体的侧壁内部设有冷却管道。其方法为：首先，在超音速射流氧枪的喉部开设紧贴内壁的U型抽吸环缝，其次，利用该U型抽吸环缝对喷管收缩段壁面产生的湍流边界层进行抽吸，以降低喷管出口射流的湍流度，从而达到降低射流噪声的目的。通过对抽吸压力的调节实现不同流量和马赫数条件下超音速射流氧枪噪声的控制，最大限度地降低炼钢超音速射流氧枪噪声。

Description

一种炼钢超音速射流氧枪及其降低喷吹射流噪声的方法
技术领域
本发明属于噪声与防护领域，尤其涉及一种炼钢超音速射流氧枪及其降低喷吹射流噪声的方法。
背景技术
超音速射流氧枪在炼钢过程中的扮演着重要的角色，通过氧枪对熔池的吹炼达到降低钢水碳含量和增加热量的目的。目前，超音速射流氧枪在吹炼过程中，射流噪声可达到100dB以上，不仅产生了严重的噪声污染，危害操作人员的健康；而且阻碍了生产过程中的交流，甚至导致安全事故的发生，不利于冶炼过程的进行。降低冶炼过程中的超音速射流氧枪噪声是亟待解决的问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是一种结构简单，使用方便，可有效降低炼钢超音速射流氧枪出口湍流度喷吹噪声的方法。
本发明的技术方案是：一种炼钢超音速射流氧枪，该超音速射流氧枪包括超音速射流氧枪本体，所述超音速射流氧枪本体喉部设计紧贴内壁的U型抽吸环缝，所述U型抽吸环缝通过抽吸管道与真空泵连通，所述超音速射流氧枪本体的侧壁内部设有冷却管道。
进一步，所述超音速射流氧枪内壁面为按照特征线理论设计的曲面，所述曲面位于喉部上游曲率半径范围为0.6-1.5m，位于喉部下游曲率半径范围为0.2-0.7m。
进一步，所述U型抽吸环缝的直径2-5mm。
本发明的另一目的是提供上述的超音速射流氧枪降低噪声的方法，具体包括以下步骤，
步骤1：在喷吹开始前，将真空泵与抽吸管道连接，启动真空泵通过U型抽吸环缝对喷管收缩段壁面边界层进行抽吸；
步骤2：通过控制真空泵的运行频率调节抽吸压力至1kPa-60kPa，可有效降低炼钢超音速射流氧枪噪声10%-60%。
进一步，所述步骤2还可为通过调节真空罐的压力至2kPa-50kPa。
本发明的有益效果是：本发明通过在超音速射流氧枪喉部设计紧贴内壁的U型抽吸环缝对喷管收缩段壁面边界层进行抽吸，降低喷管出口射流湍流度，从而降低射流噪声污染，减少对操作人员身体的危害，以及避免由于交流不畅导致的安全事故。
附图说明
图1是本发明一种炼钢超音速射流氧枪的结构示意图。
图中：
1、超音速射流氧枪本体，2、U型抽吸环缝，3.抽吸管道4、水冷管道，5、氧枪内壁面，6、超音速氧气出口、7.氧气入口。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
如图1所示，本发明一种炼钢超音速射流氧枪，该超音速射流氧枪包括超音速射流氧枪本体，所述超音速射流氧枪本体喉部设置紧贴内壁的U型抽吸环缝，U型抽吸环缝的开口方向面对所述氧气入口，所述U型抽吸环缝通过抽吸管道与真空泵连通，所述超音速射流氧枪本体的侧壁内部设有冷却管道。
进一步，所述超音速射流氧枪内壁面为按照特征线理论设计的曲面，所述曲面位于喉部上游曲率半径范围为0.6-1.5m，位于喉部下游曲率半径范围为0.2-0.7m。
进一步，所述U型抽吸环缝的直径2-5mm。
本发明的另一目的是提供上述的超音速射流氧枪降低噪声的方法，具体包括以下步骤，
步骤1：在喷吹开始前，将真空泵与抽吸管道连接，启动真空泵通过U型抽吸环缝对喷管收缩段壁面边界层进行抽吸；
步骤2：通过控制真空泵的运行频率调节抽吸压力至1kPa-60kPa，可有效降低炼钢超音速射流氧枪噪声10%-60%。
进一步，所述步骤2还可为通过调节真空罐的压力至2kPa-50kPa。
实施例1
在马赫数为1.7的超音速射流氧枪喉部内壁面开设2mm的U型抽吸环缝并与真空泵连接，调节真空泵频率使环缝真空度达到5000Pa，实现对喷管收缩段边界层的抽吸，降低氧枪出口噪声20%。
实施例2
在马赫数为2.0的超音速射流氧枪喉部内壁面开设4mm的U型抽吸环缝并与真空泵连接，调节真空泵频率使环缝真空度达到3000Pa，实现对喷管壁面收缩段边界层的抽吸，降低氧枪出口噪声30%。
实施例3
在马赫数为2.1的超音速射流氧枪喉部内壁面开设5mm的U型抽吸环缝并与真空罐连接，调节真空罐压力至2000Pa，实现对喷管壁面收缩段边界层的抽吸，降低氧枪出口噪声40%。

Claims (3)

1.一种炼钢超音速射流氧枪，该超音速射流氧枪适用于炼钢吹炼过程中，具体包括超音速射流氧枪本体（1），其特征在于，所述超音速射流氧枪本体（1）喉部设计紧贴内壁的U型抽吸环缝（2），所述抽吸环缝（2）通过抽吸管道（3）与真空泵连通，所述超音速射流氧枪本体（1）的侧壁内部设有冷却管道（4）；
所述超音速射流氧枪内壁面为按照特征线理论设计的曲面，所述曲面位于喉部上游曲率半径范围为0.6-1.5m，位于喉部下游曲率半径范围为0.2-0.7m；所述U型抽吸环缝（2）的直径2-5mm。
2.一种采用如权利要求1所述的超音速射流氧枪降低噪声的方法，其特征在于，
步骤1：在喷吹开始前，将真空泵与抽吸管道（3）相连，启动真空泵通过U型抽吸环缝对喷管收缩段壁面边界层进行抽吸；
步骤2：通过控制真空泵的运行频率调节抽吸压力至1kPa-60kPa，可有效降低炼钢超音速射流氧枪噪声10%-60%。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤2还可为通过调节真空罐的压力至2kPa-50kPa。
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