專利名稱：轉(zhuǎn)爐高效氧槍噴頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及鋼鐵冶金轉(zhuǎn)爐煉鋼領(lǐng)域，特別涉及一種用于轉(zhuǎn)爐低硅鐵水冶煉及 轉(zhuǎn)爐后期快速脫碳升溫的轉(zhuǎn)爐高效氧槍噴頭。
背景技術(shù)：
目前轉(zhuǎn)爐煉鋼廣泛采用的工藝是鐵水爐外脫硫預(yù)處理，然后在轉(zhuǎn)爐中進行脫磷、 脫硅、脫碳及升溫。但隨著轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了新的轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝是將鐵水的脫磷 與脫碳分開，在同一座轉(zhuǎn)爐中分開進行或在不同的轉(zhuǎn)爐中分別進行。目前，轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)中采用 的氧槍噴頭主要有如下幾種1.常規(guī)氧槍噴頭目前，國內(nèi)冶金行業(yè)轉(zhuǎn)爐煉鋼通常采用的是中心水冷吹氧噴 頭，有整體鑄造成型和鍛壓組合式成型兩種結(jié)構(gòu)形式。這兩種氧槍噴頭在設(shè)計上其吹氧孔 軸線與噴頭軸線的夾角α均為同一角度，吹氧孔為拉瓦爾管型結(jié)構(gòu)，噴頭馬赫數(shù)在2.0左 右。這種氧槍噴頭設(shè)計能夠滿足常規(guī)鋼種的冶煉要求，操作簡便，適用于轉(zhuǎn)爐常規(guī)冶煉工 藝，但存在吹氧覆蓋面小、化渣慢、渣量大、易噴濺、冶煉時間長等缺點。2.高效氧槍噴頭為滿足轉(zhuǎn)爐煉鋼新工藝，將鐵水的脫磷與脫碳分開，在同一座 轉(zhuǎn)爐中分開進行或在不同的轉(zhuǎn)爐中分別進行，而研制的高效氧槍噴頭。中國專利(專利號98252198. 7)公開了一種名稱為“大型轉(zhuǎn)爐氧槍噴頭”其特征 是大噴孔與小噴孔交錯設(shè)置、出口均布于端面的同一圓周上，大噴孔中心線與噴頭中心 線βι = 14° 16°夾角，出口馬赫數(shù)為1.8 2.0，小噴孔中心線與噴頭中心線成β2 = 10° 12°夾角，出口馬赫數(shù)為2.0 2. 2;噴頭具有3個大噴孔和3個小噴孔，大噴孔與 小噴孔的喉口面積比為3 1 3 2。該噴頭可加速脫碳反應(yīng)、改善化渣條件、縮短冶煉 時間、冶煉過程平穩(wěn)無噴濺。但存在沖擊深度較淺，對熔池攪拌效果不好，快速成渣效果不 好，快速脫碳升溫效果不理想等缺點。中國專利(專利號96210210. 5)公開了一種名稱為“混合孔型多孔氧槍噴頭”其 特征是噴頭中間設(shè)有1個大拉瓦型噴孔，四周設(shè)有若干直筒型或突擴型孔，四周噴孔分布 在噴頭的同一圓周上，四周噴孔中心線與噴頭中心線呈一定夾角。該噴頭采用中心拉瓦爾 噴孔進行脫碳升溫，采用四周直筒型或突擴型噴孔進行化渣，能夠在轉(zhuǎn)爐煉鋼吹氧過程中 同時實現(xiàn)化渣及脫碳、升溫；能夠提高吹煉效果。但存在沖擊面積小，爐渣熔化慢，脫碳、升 溫速度緩慢等缺點。

實用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有轉(zhuǎn)爐“常規(guī)氧槍噴頭”及“高效氧槍噴頭”存在的技術(shù)問題，本實用新型 提供一種轉(zhuǎn)爐高效氧槍噴頭，這種轉(zhuǎn)爐高效氧槍噴頭有利于轉(zhuǎn)爐進行低硅鐵水冶煉及轉(zhuǎn)爐 后期快速脫碳、升溫，其供氧強度大、沖擊面積大；能夠縮短冶煉時間、提高吹煉效果；滿足 轉(zhuǎn)爐煉鋼新工藝，實現(xiàn)轉(zhuǎn)爐高效吹煉。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案轉(zhuǎn)爐高效氧槍噴頭，包括噴頭本體、噴孔，其特征在于，噴頭本體中心設(shè)有1個大拉瓦型噴孔，其出口馬赫數(shù)為Ml = 2. 5 3. 5，圍繞噴頭本體中心拉瓦型噴孔的四周開有4 6個截面為腰型狹縫式噴孔，腰 型狹縫式噴孔與噴頭本體軸線成一夾角a ；其兩半圓中心線夾角為0，出口直徑①2大于 喉口直徑OV其出口馬赫數(shù)M2 = 1.8 2. 2。本實用新型的具體結(jié)構(gòu)有，腰型狹縫式噴孔與噴頭本體軸線的夾角a為12° 20° ；本實用新型的具體結(jié)構(gòu)有，所述的腰型狹縫式噴孔，其兩半圓中心線夾角日為
5° 15°。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比其優(yōu)點，具體如下1.本實用新型噴頭本體中心開一大拉瓦爾噴孔，其出口馬赫數(shù)虬=2. 5 3. 5， 高于傳統(tǒng)氧槍噴頭出口馬赫數(shù)M = 2. 0左右，能夠提高沖擊深度，加強熔池攪拌，利于熔池 快速升溫、脫碳。2.由于本實用新型在噴頭本體中心拉瓦爾噴孔的四周開有截面為噴孔形狀為腰 型狹縫式，略帶擴張，與傳統(tǒng)的拉瓦爾圓形噴孔相比，增大了出口面積，提高了對熔池的沖 擊面積；出口馬赫數(shù)M = 1. 8 2. 2，與傳統(tǒng)氧槍噴頭馬赫數(shù)M = 2. 0左右相當，有利于轉(zhuǎn) 爐前期爐渣的熔化，能夠快速成渣。3.本實用新型的中心噴頭四周的噴孔與噴頭本體軸線的夾角a為12° 20°， 大于常規(guī)噴頭12°左右，進一步提高對熔池的沖擊面積；噴頭的工作氧壓0. 9 1. OMPa,高 于傳統(tǒng)噴頭0. 85 0. 95MPa，但仍能在正常的設(shè)計氧壓區(qū)工作，所以使用本實用新型無需 對常規(guī)供氧系統(tǒng)進行改造即可使用。4.本實用新型可適用于轉(zhuǎn)爐常規(guī)冶煉工藝及轉(zhuǎn)爐煉鋼新工藝的轉(zhuǎn)爐后期脫碳、升 溫；并且能夠縮短冶煉時間，提高吹煉效果；同時適用于低硅鐵水的冶煉。

圖1 為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2 為圖1的A向示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施例做詳細說明。如圖1、圖2所示，本實用新型氧槍噴頭包括噴頭本體1及噴孔，噴頭本體中心開有 一個大拉瓦型噴孔6，其出口馬赫數(shù)為Mi = 2. 5 3. 5，圍繞噴頭本體中心拉瓦型噴孔的四 周開有4 6個截面為腰型狹縫式噴孔，腰型狹縫式噴孔2的個數(shù)根據(jù)氧槍的直徑而確定， 既保證轉(zhuǎn)爐吹氧的需要，還要保證氧槍冷卻的要求，腰型狹縫式噴孔2與噴頭本體1軸線成 一夾角a ；腰型狹縫式噴孔2兩半圓中心線夾角為0，出口直徑①2大于喉口直徑，其 出口馬赫數(shù)M2 = 1.8 2. 2。以噴頭外徑D = 200 450mm的噴頭為例，噴孔6喉口直徑= 30 70mm，噴 孔6出口直徑①4 = 45 80mm ；且保證噴孔6出口直徑7大于喉口直徑8 ；圍繞噴頭本體中 心拉瓦型噴孔6的四周均勻布置5個截面為腰型狹縫式噴孔2，喉口直徑①工=25 60mm， 噴孔2出口直徑= 30 70mm，且保證腰型狹縫式噴孔2出口直徑5大于喉口直徑4，腰型狹縫式噴孔2中心線3與噴頭本體1軸線成夾角α =12° 20°，腰型狹縫式噴孔 2其兩半圓中心線夾角β =5° 15°。本實用新型氧槍噴頭在正常工作氧壓條件下(0. 85 0. 95MPa)，氧流量可穩(wěn)定控 制60000Nm7h，噴頭噴孔2出口馬赫數(shù)M1 = 1. 8 2. 2，噴孔6出口馬赫數(shù)M2 = 2. 5 3. 5， 在轉(zhuǎn)爐吹煉過程中，氧射流具有較高的沖擊能和更大的沖擊面積，具有良好的快速成渣作 用，其脫碳、升溫效果良好；同時能夠縮短冶煉時間，提高吹煉效果。本實用新型的使用效果如下表1 :表1 本實用新型使用效果 綜上所述，本實用新型的氧槍噴頭有別于現(xiàn)有的常規(guī)氧槍噴頭及高效氧槍噴頭， 在正常工作氧壓下使用，氧射流具有較高的沖擊能和更大的沖擊面積，具有良好的快速成 渣作用，其脫碳、升溫效果良好；同時能夠縮短冶煉時間，提高吹煉效果，降低冶煉成本；并 且噴頭具有良好的冷卻效果和較高的使用壽命。因此，本實用新型氧槍噴頭的推廣和應(yīng)用 前景廣闊。
權(quán)利要求一種轉(zhuǎn)爐高效氧槍噴頭，包括噴頭本體、噴孔，其特征在于，噴頭本體中心設(shè)有1個拉瓦型噴孔，其出口馬赫數(shù)為M1＝2.5～3.5，出口直徑大于喉口直徑，圍繞噴頭本體中心拉瓦型噴孔的四周設(shè)置4～6個截面為腰型狹縫式噴孔，腰型狹縫式噴孔與噴頭本體軸線成一夾角α，其兩半圓中心線夾角為β，出口直徑大于喉口直徑，其出口馬赫數(shù)M2＝1.8～2.2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)爐高效氧槍噴頭，其特征在于，所述的腰型狹縫式噴孔與 噴頭本體軸線的夾角α為12° 20°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)爐高效氧槍噴頭，其特征在于，所述的腰型狹縫噴孔其兩 半圓中心線夾角β為5° 15°。
專利摘要本實用新型提供一種轉(zhuǎn)爐高效氧槍噴頭，包括噴頭本體、噴孔，其特征在于，噴頭本體中心設(shè)有1大個拉瓦型噴孔，其出口馬赫數(shù)為M1＝2.5～3.5，出口直徑大于喉口直徑，圍繞噴頭本體中心拉瓦型噴孔的四周設(shè)置4～6個截面為腰型狹縫式噴孔，腰型狹縫式噴孔與噴頭本體軸線成一夾角α，其半圓中心線夾角為β，出口直徑Φ2大于喉口直徑Φ1，其出口馬赫數(shù)M2＝1.8～2.2。本實用新型具有良好的快速成渣作用，其脫碳、升溫效果良好；同時能夠縮短冶煉時間，提高吹煉效果，降低冶煉成本；并且噴頭具有良好的冷卻效果和較高的使用壽命。因此，本實用新型氧槍噴頭的推廣和應(yīng)用前景廣闊。
文檔編號C21C5/46GK201660655SQ20102011388
公開日2010年12月1日 申請日期2010年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月8日
發(fā)明者萬雪峰, 廖相巍, 曹東, 李德剛, 溫鐵光, 王鵬, 賈吉祥, 趙剛 申請人:鞍鋼股份有限公司