CN201660655U - 转炉高效氧枪喷头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种转炉高效氧枪喷头，包括喷头本体、喷孔，其特征在于，喷头本体中心设有1大个拉瓦型喷孔，其出口马赫数为M1＝2.5～3.5，出口直径大于喉口直径，围绕喷头本体中心拉瓦型喷孔的四周设置4～6个截面为腰型狭缝式喷孔，腰型狭缝式喷孔与喷头本体轴线成一夹角α，其半圆中心线夹角为β，出口直径Φ2大于喉口直径Φ1，其出口马赫数M2＝1.8～2.2。本实用新型具有良好的快速成渣作用，其脱碳、升温效果良好；同时能够缩短冶炼时间，提高吹炼效果，降低冶炼成本；并且喷头具有良好的冷却效果和较高的使用寿命。因此，本实用新型氧枪喷头的推广和应用前景广阔。
Description
技术领域
本实用新型涉及钢铁冶金转炉炼钢领域，特别涉及一种用于转炉低硅铁水冶炼及转炉后期快速脱碳升温的转炉高效氧枪喷头。
背景技术
目前转炉炼钢广泛采用的工艺是铁水炉外脱硫预处理，然后在转炉中进行脱磷、脱硅、脱碳及升温。但随着转炉炼钢技术的发展，出现了新的转炉炼钢工艺是将铁水的脱磷与脱碳分开，在同一座转炉中分开进行或在不同的转炉中分别进行。目前，转炉生产中采用的氧枪喷头主要有如下几种：
1.常规氧枪喷头：目前，国内冶金行业转炉炼钢通常采用的是中心水冷吹氧喷头，有整体铸造成型和锻压组合式成型两种结构形式。这两种氧枪喷头在设计上其吹氧孔轴线与喷头轴线的夹角α均为同一角度，吹氧孔为拉瓦尔管型结构，喷头马赫数在2.0左右。这种氧枪喷头设计能够满足常规钢种的冶炼要求，操作简便，适用于转炉常规冶炼工艺，但存在吹氧覆盖面小、化渣慢、渣量大、易喷溅、冶炼时间长等缺点。
2.高效氧枪喷头：为满足转炉炼钢新工艺，将铁水的脱磷与脱碳分开，在同一座转炉中分开进行或在不同的转炉中分别进行，而研制的高效氧枪喷头。
中国专利(专利号98252198.7)公开了一种名称为“大型转炉氧枪喷头”其特征是：大喷孔与小喷孔交错设置、出口均布于端面的同一圆周上，大喷孔中心线与喷头中心线β1＝14°～16°夹角，出口马赫数为1.8～2.0，小喷孔中心线与喷头中心线成β2＝10°～12°夹角，出口马赫数为2.0～2.2；喷头具有3个大喷孔和3个小喷孔，大喷孔与小喷孔的喉口面积比为3∶1～3∶2。该喷头可加速脱碳反应、改善化渣条件、缩短冶炼时间、冶炼过程平稳无喷溅。但存在冲击深度较浅，对熔池搅拌效果不好，快速成渣效果不好，快速脱碳升温效果不理想等缺点。
中国专利(专利号96210210.5)公开了一种名称为“混合孔型多孔氧枪喷头”其特征是：喷头中间设有1个大拉瓦型喷孔，四周设有若干直筒型或突扩型孔，四周喷孔分布在喷头的同一圆周上，四周喷孔中心线与喷头中心线呈一定夹角。该喷头采用中心拉瓦尔喷孔进行脱碳升温，采用四周直筒型或突扩型喷孔进行化渣，能够在转炉炼钢吹氧过程中同时实现化渣及脱碳、升温；能够提高吹炼效果。但存在冲击面积小，炉渣熔化慢，脱碳、升温速度缓慢等缺点。
实用新型内容
针对现有转炉“常规氧枪喷头”及“高效氧枪喷头”存在的技术问题，本实用新型提供一种转炉高效氧枪喷头，这种转炉高效氧枪喷头有利于转炉进行低硅铁水冶炼及转炉后期快速脱碳、升温，其供氧强度大、冲击面积大；能够缩短冶炼时间、提高吹炼效果；满足转炉炼钢新工艺，实现转炉高效吹炼。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：转炉高效氧枪喷头，包括喷头本体、喷孔，其特征在于，喷头本体中心设有1个大拉瓦型喷孔，其出口马赫数为M1＝2.5～3.5，围绕喷头本体中心拉瓦型喷孔的四周开有4～6个截面为腰型狭缝式喷孔，腰型狭缝式喷孔与喷头本体轴线成一夹角α；其两半圆中心线夹角为β，出口直径Φ2大于喉口直径Φ1，其出口马赫数M2＝1.8～2.2。
本实用新型的具体结构有，腰型狭缝式喷孔与喷头本体轴线的夹角α为12°～20°；
本实用新型的具体结构有，所述的腰型狭缝式喷孔，其两半圆中心线夹角β为5°～15°。
本实用新型与现有技术相比其优点，具体如下：
1.本实用新型喷头本体中心开一大拉瓦尔喷孔，其出口马赫数M1＝2.5～3.5，高于传统氧枪喷头出口马赫数M＝2.0左右，能够提高冲击深度，加强熔池搅拌，利于熔池快速升温、脱碳。
2.由于本实用新型在喷头本体中心拉瓦尔喷孔的四周开有截面为喷孔形状为腰型狭缝式，略带扩张，与传统的拉瓦尔圆形喷孔相比，增大了出口面积，提高了对熔池的冲击面积；出口马赫数M＝1.8～2.2，与传统氧枪喷头马赫数M＝2.0左右相当，有利于转炉前期炉渣的熔化，能够快速成渣。
3.本实用新型的中心喷头四周的喷孔与喷头本体轴线的夹角α为12°～20°，大于常规喷头12°左右，进一步提高对熔池的冲击面积；喷头的工作氧压0.9～1.0MPa，高于传统喷头0.85～0.95MPa，但仍能在正常的设计氧压区工作，所以使用本实用新型无需对常规供氧系统进行改造即可使用。
4.本实用新型可适用于转炉常规冶炼工艺及转炉炼钢新工艺的转炉后期脱碳、升温；并且能够缩短冶炼时间，提高吹炼效果；同时适用于低硅铁水的冶炼。
附图说明
图1：为本实用新型结构示意图；
图2：为图1的A向示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细说明。
如图1、图2所示，本实用新型氧枪喷头包括喷头本体1及喷孔，喷头本体中心开有一个大拉瓦型喷孔6，其出口马赫数为M1＝2.5～3.5，围绕喷头本体中心拉瓦型喷孔的四周开有4～6个截面为腰型狭缝式喷孔，腰型狭缝式喷孔2的个数根据氧枪的直径而确定，既保证转炉吹氧的需要，还要保证氧枪冷却的要求，腰型狭缝式喷孔2与喷头本体1轴线成一夹角α；腰型狭缝式喷孔2两半圆中心线夹角为β，出口直径Φ2大于喉口直径Φ1，其出口马赫数M2＝1.8～2.2。
以喷头外径D＝200～450mm的喷头为例，喷孔6喉口直径Φ3＝30～70mm，喷孔6出口直径Φ4＝45～80mm；且保证喷孔6出口直径7大于喉口直径8；围绕喷头本体中心拉瓦型喷孔6的四周均匀布置5个截面为腰型狭缝式喷孔2，喉口直径Φ1＝25～60mm，喷孔2出口直径Φ2＝30～70mm，且保证腰型狭缝式喷孔2出口直径5大于喉口直径4，腰型狭缝式喷孔2中心线3与喷头本体1轴线成夹角α＝12°～20°，腰型狭缝式喷孔2其两半圆中心线夹角β＝5°～15°。
本实用新型氧枪喷头在正常工作氧压条件下(0.85～0.95MPa)，氧流量可稳定控制60000Nm3/h，喷头喷孔2出口马赫数M1＝1.8～2.2，喷孔6出口马赫数M2＝2.5～3.5，在转炉吹炼过程中，氧射流具有较高的冲击能和更大的冲击面积，具有良好的快速成渣作用，其脱碳、升温效果良好；同时能够缩短冶炼时间，提高吹炼效果。
本实用新型的使用效果如下表1：
表1：本实用新型使用效果
| 技术经济指标 | 终点[C]，％ | 终点[Si]，％ | 吹氧时间，min | 终点温度，℃ | 吹损，％ | 渣料加入量，t | 成渣时间，min |
| 常规六孔氧枪喷头 | ≤0.05 | ≤0.01 | 14 | ≤1650 | 7 | ≥26 | 5 |
| 采用本实用型喷头 | ≤0.05 | ≤0.01 | 12 | ≥1680 | 4 | ≤24 | 3 |
综上所述，本实用新型的氧枪喷头有别于现有的常规氧枪喷头及高效氧枪喷头，在正常工作氧压下使用，氧射流具有较高的冲击能和更大的冲击面积，具有良好的快速成渣作用，其脱碳、升温效果良好；同时能够缩短冶炼时间，提高吹炼效果，降低冶炼成本；并且喷头具有良好的冷却效果和较高的使用寿命。因此，本实用新型氧枪喷头的推广和应用前景广阔。
Claims (3)
1.一种转炉高效氧枪喷头，包括喷头本体、喷孔，其特征在于，喷头本体中心设有1个拉瓦型喷孔，其出口马赫数为M1＝2.5～3.5，出口直径大于喉口直径，围绕喷头本体中心拉瓦型喷孔的四周设置4～6个截面为腰型狭缝式喷孔，腰型狭缝式喷孔与喷头本体轴线成一夹角α，其两半圆中心线夹角为β，出口直径大于喉口直径，其出口马赫数M2＝1.8～2.2。
2.根据权利要求1所述的转炉高效氧枪喷头，其特征在于，所述的腰型狭缝式喷孔与喷头本体轴线的夹角α为12°～20°。
3.根据权利要求1所述的转炉高效氧枪喷头，其特征在于，所述的腰型狭缝喷孔其两半圆中心线夹角β为5°～15°。
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