CN111322877A - 多功能集束氧枪模块 - Google Patents

Abstract

本发明属于集束氧枪模块技术领域，尤其为多功能集束氧枪模块，包括外套铜头、外套外管、外套中管和外套内管，外套外管的外表壁底端设置有挂渣板，外套内管的内部分别设置有内套外管、内套中管和内套内管，内套内管的内表壁设置有燃气管。本发明通过增设外套铜头、外套外管、外套中管、外套内管等部件，能够有效去除成本较高大体积的铜水箱，使得将炉壁集束氧枪设置为双水冷式以及各水冷分体，以便于使用者进行拆卸与更换；通过增设第四法兰、环氧接管、环氧法兰、燃气第一法兰等部件，可以对各主体组件实现拆卸和更换，使得集束氧枪使用时，可增加氧枪深入电炉内的距离，缩短喷枪与熔池之间的距离，增加氧枪喷吹气流的有效距离。

Description

多功能集束氧枪模块

技术领域

本发明涉及集束氧枪模块技术领域，具体为多功能集束氧枪模块。

背景技术

集束氧枪制作时降低冶炼成本，提高钢水质量，降低了工人劳动强度；集束氧枪的原理是在传统氧枪周围增加外层环绕伴随流，使中心超音速射流扩展及衰减更小，超音速射流更长。提高氧气射流对熔池的穿透深度及搅拌强度，同时由于射流速度衰减延缓，可提高氧枪的吹炼枪位，而不影响射流对钢液的冲击深度，延长了氧枪喷头的使用寿命。炉壁集束氧枪主要作用是强化电炉冶炼，缩短冶炼时间，降低冶炼成本，提高钢水质量，降低工人劳动强度，提高电炉冶炼自动化水平；随着超高功率电炉的普及，钢厂对于辅助冶炼设备要求越来越高，加快电炉内部升温速度，缩短冶炼时间，降低设备使用成本，降低设备日常维护成本以及对设备的安全性能要求也越来越高，现提出多功能集束枪模块。多功能集束氧枪已经不是传统上的集束氧枪，传统集束氧枪只是在主氧外层加环绕氧，是最简单的一种一体的氧枪，以前20吨，30吨位的小电炉炉体直径很小可以用这种氧枪，无法拆卸，铜头易损坏，一旦损坏就必须整体更换，消耗高，使用时只会与电炉内部的气体发生化学反应，无肉眼可见的火焰束。20吨，30吨的小电炉由于耗能高，目前国内已经不让新上了。多功能集束氧枪为内层主氧，中层环氧，外层燃气的超高功率集束氧枪，使用时燃气和环氧发生化学反应产生火焰束，火焰束从集束氧枪喷孔处可一直延伸至电炉内1-1.5米的距离后才会发散，50吨以上的电炉尤其是100吨以上的电炉，炉体直径大，传统的集束氧枪已经变成鸡肋无法使用。燃气的加入可以使得炉内燃烧更剧烈，升温更快，冶炼时间更短。这次的这个主要是多功能炉壁集束氧枪模块的研发，将铜水箱和超高功率集束氧枪融为一体，模块可以深入电炉内更多，这样氧枪的深入加上原有的1-1.5米的火焰束，使得火焰束到达的位置可以达到1.5-2米，所有主要部件可以拆换，延长使用寿命，降低使用费用。

现有的多功能集束氧枪模块存在以下问题：

1、炼钢电炉用炉壁氧枪一般固定在铜水箱内，而铜水箱的安装需要在炉壁水冷板挖一个长方形大孔，将铜水箱放置在大孔内固定；为了有足够的空间安装炉壁氧枪，铜水箱体积都比较大，原材料成本高，加之使用时，表面积较大，非常容易受到钢水侵蚀和受大块炉料的压砸，一旦有一个点出现损坏，铜水箱将无法继续使用，炉壁氧枪也无法继续使用，影响炼钢过程的连续性，后续维修维护费用也很高。

2、铜水箱受电炉炉壁、炉内情况以及炉壁氧枪的约束，无法深入电炉内太多，受此影响氧枪也不能深入电炉内太多，氧枪喷出的气流随距离衰减，有效利用率降低。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了多功能集束氧枪模块，解决了表面积较大，非常容易受到钢水侵蚀和受大块炉料的压砸，一旦有一个点出现损坏，铜水箱将无法继续使用，炉壁氧枪也无法继续使用，影响炼钢过程的连续性的问题，此外，铜水箱受电炉炉壁、炉内情况以及炉壁氧枪的约束，无法深入电炉内太多，受此影响氧枪也不能深入电炉内太多，氧枪喷出的气流随距离衰减的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：多功能集束氧枪模块，包括外套铜头、外套外管、外套中管和外套内管，所述外套外管的外表壁底端设置有挂渣板，所述外套内管的内部分别设置有内套外管、内套中管和内套内管，所述内套内管的内表壁设置有燃气管，所述燃气管的内表壁设置有主氧管，所述外套外管远离外套铜头的一端设置有外管接管，所述外管接管的一端设置有第一法兰，所述外管接管的外表壁分别对称设置有外套进水和外套回水，所述外套外管的外表壁顶端设置有安装板，所述第一法兰的一端设置有第二法兰，所述第二法兰的一端设置有内套回水接管，所述内套回水接管的外表壁分别设置有内套回水和内套进水，且内套回水接管远离第二法兰的一端设置有第三法兰，所述第三法兰的一端设置有内套进水接管，所述内套进水接管的一端设置有第四法兰，所述第四法兰的一端设置有环氧接管，所述环氧接管的外表壁一侧设置有环氧入口，所述环氧接管的一端设置有环氧法兰，所述环氧法兰远离环氧接管的一端设置有燃气第一法兰，所述燃气第一法兰的一端设置有燃气接管，所述燃气接管的外表壁一侧设置有燃气入口，且燃气接管的一端设置有燃气第二法兰，所述燃气第二法兰的一端设置有主氧法兰，所述主氧法兰的一端设置有主氧入口，所述燃气第二法兰和主氧法兰与环氧法兰和燃气第一法兰的内部设置有活节螺栓，所述活节螺栓的内部分别设置有活节螺栓固定板和活节螺栓固定销轴。

作为本发明的一种优选技术方案，所述环氧法兰和燃气第一法兰之间连接处分别设置有第一密封垫，所述燃气第二法兰与主氧法兰之间连接处分别设置有第二密封垫，所述第一密封垫的形状与第二密封垫的形状相同。

作为本发明的一种优选技术方案，所述内套内管的一端设置有内套铜头，所述内套铜头的形状为圆柱结构。

作为本发明的一种优选技术方案，所述燃气管的内部一端设置有燃气喷嘴，所述燃气喷嘴的形状为圆柱结构。

作为本发明的一种优选技术方案，所述主氧管的内表壁一端设置有主氧喷嘴，所述主氧喷嘴的形状为圆柱结构。

作为本发明的一种优选技术方案，所述外套铜头、外套外管、外套中管、外套内管、内套外管、内套中管、内套内管、燃气管、主氧管、外管接管和第一法兰的形状为圆柱结构，所述外管接管的长度小于外套外管的长度。

作为本发明的一种优选技术方案，所述燃气第二法兰和主氧法兰的数量为一组，所述活节螺栓、活节螺栓固定板和活节螺栓固定销轴的数量与燃气第二法兰和主氧法兰的数量相匹配，所述环氧法兰和燃气第一法兰的数量为一组，与燃气第二法兰和主氧法兰一样结构，采用活节螺栓连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述安装板的内部设置有安装孔，所述安装孔的形状为圆形，所述安装孔的数量为四组。

与现有技术相比，本发明提供了多功能集束氧枪模块，具备以下有益效果：

1、该多功能集束氧枪模块，通过增设外套铜头、外套外管、外套中管、外套内管、内套外管、内套中管、内套内管、燃气管、主氧管、外管接管和第一法兰，能够有效去除成本较高大体积的铜水箱，使得将炉壁集束氧枪设置为双水冷式以及各水冷分体，以便于使用者进行拆卸与更换，同时集束氧枪内部分体的模块也便于进行拆卸与更换，减小了模块体积，增加了使用寿命，极大降低了使用成本。

2、该多功能集束氧枪模块，通过增设第四法兰、环氧接管、环氧法兰、燃气第一法兰等部件，可以对各主体组件实现拆卸和更换，使得集束氧枪使用时，可增加氧枪深入电炉内的距离，缩短喷枪与熔池之间的距离，增加氧枪喷吹气流的有效距离，在精炼阶段，铜头浸没在泡沫渣层内，从本质上杜绝了喷溅和电炉熔炼气氛功率分散的现象，也可降低炉墙打火的风险。

附图说明

图1为本发明外观立体图；

图2为本发明平面图；

图3为本发明内部剖视图；

图4为本发明俯视图；

图5为本发明A部放大图；

图6为本发明侧视图。

图中：1、外套铜头；2、外套外管；3、外套中管；4、外套内管；5、挂渣板；6、内套外管；7、内套中管；8、内套内管；9、燃气管；10、主氧管；11、外管接管；12、第一法兰；13、外套进水；14、外套回水；15、安装板；16、第二法兰；17、内套回水；18、内套进水；19、环氧入口；20、内套回水接管；21、第三法兰；22、内套进水接管；23、第四法兰；24、燃气入口；25、主氧入口；26、环氧接管；27、环氧法兰；28、燃气第一法兰；29、燃气接管；30、燃气第二法兰；31、主氧法兰；32、活节螺栓；33、活节螺栓固定板；34、活节螺栓固定销轴；35、第一密封垫；36、第二密封垫；37、内套铜头；38、燃气喷嘴；39、主氧喷嘴。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，本实施方案中：多功能集束氧枪模块，包括外套铜头1、外套外管2、外套中管3和外套内管4，外套外管2的外表壁底端设置有挂渣板5，外套内管4的内部分别设置有内套外管6、内套中管7和内套内管8，内套内管8的内表壁设置有燃气管9，燃气管9的内表壁设置有主氧管10，外套外管2远离外套铜头1的一端设置有外管接管11，外管接管11的一端设置有第一法兰12，外管接管11的外表壁分别对称设置有外套进水13和外套回水14，外套外管2的外表壁顶端设置有安装板15，第一法兰12的一端设置有第二法兰16，第二法兰16的一端设置有内套回水接管20，内套回水接管20的外表壁分别设置有内套回水17和内套进水18，且内套回水接管20远离第二法兰16的一端设置有第三法兰21，第三法兰21的一端设置有内套进水接管22，内套进水接管22的一端设置有第四法兰23，第四法兰23的一端设置有环氧接管26，环氧接管26的外表壁一侧设置有环氧入口19，环氧接管26的一端设置有环氧法兰27，环氧法兰27远离环氧接管26的一端设置有燃气第一法兰28，燃气第一法兰28的一端设置有燃气接管29，燃气接管29的外表壁一侧设置有燃气入口24，且燃气接管29的一端设置有燃气第二法兰30，燃气第二法兰30的一端设置有主氧法兰31，主氧法兰31的一端设置有主氧入口25，燃气第二法兰30和主氧法兰31与环氧法兰27和燃气第一法兰28的内部设置有活节螺栓32，活节螺栓32的内部分别设置有活节螺栓固定板33和活节螺栓固定销轴34；通过增设外套铜头1、外套外管2、外套中管3、外套内管4、内套外管6、内套中管7、内套内管8、燃气管9、主氧管10、外管接管11和第一法兰12，能够有效去除成本较高大体积的铜水箱，使得将炉壁集束氧枪设置为双水冷式以及各水冷分体，以便于使用者进行拆卸与更换，同时集束氧枪内部分体的模块也便于进行拆卸与更换，减小了模块体积，增加了使用寿命，极大降低了使用成本；通过增设第四法兰23、环氧接管26、环氧法兰27、燃气第一法兰28、燃气接管29、燃气第二法兰30、主氧法兰31、活节螺栓32、活节螺栓固定板33和活节螺栓固定销轴34，通过增设第四法兰、环氧接管、环氧法兰、燃气第一法兰等部件，可以对各主体组件实现拆卸和更换，使得集束氧枪使用时，可增加氧枪深入电炉内的距离，缩短喷枪与熔池之间的距离，增加氧枪喷吹气流的有效距离，在精炼阶段，铜头浸没在泡沫渣层内，从本质上杜绝了喷溅和电炉熔炼气氛功率分散的现象，也可降低炉墙打火的风险。

本实施例中，环氧法兰27和燃气第一法兰28之间连接处分别设置有第一密封垫35，燃气第二法兰30与主氧法兰31之间连接处分别设置有第二密封垫36，第一密封垫35的形状与第二密封垫36的形状相同。内套内管8的一端设置有内套铜头37，内套铜头37的形状为圆柱结构。燃气管9的内部一端设置有燃气喷嘴38，燃气喷嘴38的形状为圆柱结构；环氧从内套铜头37与燃气喷嘴38之间喷出。主氧管10的内表壁一端设置有主氧喷嘴39，主氧喷嘴39的形状为圆柱结构；主氧通过主氧喷嘴39喷出。外套铜头1、外套外管2、外套中管3、外套内管4、内套外管6、内套中管7、内套内管8、燃气管9、主氧管10、外管接管11和第一法兰12的形状为圆柱结构，外管接管11的长度小于外套外管2的长度；能够有效去除成本较高大体积的铜水箱，使得将炉壁集束氧枪设置为双水冷式以及各水冷分体，以便于使用者进行拆卸与更换。燃气第二法兰30和主氧法兰31的数量为一组，活节螺栓32、活节螺栓固定板33和活节螺栓固定销轴34的数量与燃气第二法兰30和主氧法兰31的数量相匹配，环氧法兰27和燃气第一法兰28的数量为一组，与燃气第二法兰和主氧法兰一样结构，采用活节螺栓连接；便于各主要组件的拆卸与更换，使得集束氧枪使用时，可增加氧枪深入电炉内的距离，缩短喷枪与熔池之间的距离，增加氧枪喷吹气流的有效距离，在精炼阶段，铜头浸没在泡沫渣层内，从本质上杜绝了喷溅和电炉熔炼气氛功率分散的现象，也可降低炉墙打火的风险。安装板15的内部设置有安装孔，安装孔的形状为圆形，安装孔的数量为四组；通过安装板15和安装孔的配合，将多功能集束氧枪模块固定在电炉炉壁上。

本发明的工作原理及使用流程：多功能集束氧枪模块，在使用时，先通过安装板15将多功能集束氧枪模块固定在电炉炉壁上，通过外套铜头1、外套外管2、外套中管3、外套内管4、外管接管11、第一法兰12和第二法兰16形成闭合水路，设置外套进水13和外套回水14形成水冷通道，保护整个模块在电炉高温下正常使用；通过内套外管6、内套中管7、内套内管8、内套回水接管20、第三法兰21、内套进水接管22、第四法兰23和内套铜头37形成闭合水路，设置内套回水17和内套进水18形成水冷通道，内套内管8、燃气管9、第四法兰23、环氧接管26、环氧法兰27、第一密封垫35、内套铜头37和燃气喷嘴38形成环氧通道，设置环氧入口19，环氧由内套铜头37和燃气喷嘴38之间的环缝喷出；通过燃气管9,主氧管10,燃气第一法兰28、燃气接管29、燃气第二法兰30和第二密封垫36形成燃气通道，燃气从燃气入口24进入，再由燃气喷嘴38孔内喷出，通过主氧管10、主氧入口25，主氧法兰31主氧喷嘴39组成主氧组件，主氧由主氧入口25进入，再由主氧喷嘴39喷出，通过环氧法兰27和燃气第一法兰28由活节螺栓32、活节螺栓固定板33、活节螺栓固定销轴34组装在一起，第一密封垫35起密封作用，可实现在线更换；燃气组件与主氧组件通过燃气第二法兰30和主氧法兰31由活节螺栓32、活节螺栓固定板33、活节螺栓固定销轴34组装在一起，第二密封垫36起密封作用；可实现在线更换。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.多功能集束氧枪模块，包括外套铜头（1）、外套外管（2）、外套中管（3）和外套内管（4），其特征在于：所述外套外管（2）的外表壁底端设置有挂渣板（5），所述外套内管（4）的内部分别设置有内套外管（6）、内套中管（7）和内套内管（8），所述内套内管（8）的内表壁设置有燃气管（9），所述燃气管（9）的内表壁设置有主氧管（10），所述外套外管（2）远离外套铜头（1）的一端设置有外管接管（11），所述外管接管（11）的一端设置有第一法兰（12），所述外管接管（11）的外表壁分别对称设置有外套进水（13）和外套回水（14），所述外套外管（2）的外表壁顶端设置有安装板（15），所述第一法兰（12）的一端设置有第二法兰（16），所述第二法兰（16）的一端设置有内套回水接管（20），所述内套回水接管（20）的外表壁分别设置有内套回水（17）和内套进水（18），且内套回水接管（20）远离第二法兰（16）的一端设置有第三法兰（21），所述第三法兰（21）的一端设置有内套进水接管（22），所述内套进水接管（22）的一端设置有第四法兰（23），所述第四法兰（23）的一端设置有环氧接管（26），所述环氧接管（26）的外表壁一侧设置有环氧入口（19），所述环氧接管（26）的一端设置有环氧法兰（27），所述环氧法兰（27）远离环氧接管（26）的一端设置有燃气第一法兰（28），所述燃气第一法兰（28）的一端设置有燃气接管（29），所述燃气接管（29）的外表壁一侧设置有燃气入口（24），且燃气接管（29）的一端设置有燃气第二法兰（30），所述燃气第二法兰（30）的一端设置有主氧法兰（31），所述主氧法兰（31）的一端设置有主氧入口（25），所述燃气第二法兰（30）和主氧法兰（31）与环氧法兰（27）和燃气第一法兰（28）的内部设置有活节螺栓（32），所述活节螺栓（32）的内部分别设置有活节螺栓固定板（33）和活节螺栓固定销轴（34）。

2.根据权利要求1所述的多功能集束氧枪模块，其特征在于：所述环氧法兰（27）和燃气第一法兰（28）之间连接处分别设置有第一密封垫（35），所述燃气第二法兰（30）与主氧法兰（31）之间连接处分别设置有第二密封垫（36），所述第一密封垫（35）的形状与第二密封垫（36）的形状相同。

3.根据权利要求1所述的多功能集束氧枪模块，其特征在于：所述内套内管（8）的一端设置有内套铜头（37），所述内套铜头（37）的形状为圆柱结构。

4.根据权利要求1所述的多功能集束氧枪模块，其特征在于：所述燃气管（9）的内部一端设置有燃气喷嘴（38），所述燃气喷嘴（38）的形状为圆柱结构。

5.根据权利要求1所述的多功能集束氧枪模块，其特征在于：所述主氧管（10）的内表壁一端设置有主氧喷嘴（39），所述主氧喷嘴（39）的形状为圆柱结构。

6.根据权利要求1所述的多功能集束氧枪模块，其特征在于：所述外套铜头（1）、外套外管（2）、外套中管（3）、外套内管（4）、内套外管（6）、内套中管（7）、内套内管（8）、燃气管（9）、主氧管（10）、外管接管（11）和第一法兰（12）的形状为圆柱结构，所述外管接管（11）的长度小于外套外管（2）的长度。

7.根据权利要求1所述的多功能集束氧枪模块，其特征在于：所述燃气第二法兰（30）和主氧法兰（31）的数量为一组，所述活节螺栓（32）、活节螺栓固定板（33）和活节螺栓固定销轴（34）的数量与燃气第二法兰（30）和主氧法兰（31）的数量相匹配，所述环氧法兰（27）和燃气第一法兰（28）的数量为一组，与燃气第二法兰和主氧法兰一样结构，采用活节螺栓连接。

8.根据权利要求1所述的多功能集束氧枪模块，其特征在于：所述安装板（15）的内部设置有安装孔，所述安装孔的形状为圆形，所述安装孔的数量为四组。

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