本發(fā)明屬于煉鋼領(lǐng)域，具體涉及一種氧槍槍頭。

背景技術(shù)：

在轉(zhuǎn)爐煉鋼中，氧槍槍頭將氧氣噴射入轉(zhuǎn)爐熔池進行冶煉操作，合理的氧槍槍頭設(shè)計對于提高冶煉效果、降低冶煉成本非常重要。氧槍槍頭的工作環(huán)境極其惡劣，在轉(zhuǎn)爐內(nèi)存在高溫、強熱輻射、鋼液和熔渣飛濺等極端情況，會影響槍頭的使用壽命。作為轉(zhuǎn)爐煉鋼的關(guān)鍵部件，簡化氧槍結(jié)構(gòu)、提高槍頭的使用壽命、降低冶煉成本成為了冶金企業(yè)的迫切需求。

面對惡劣的工作環(huán)境，現(xiàn)有氧槍槍頭主要采用導(dǎo)熱性良好的紫銅并通過鍛造或者鑄造的方式制造，同時配合槍內(nèi)冷卻水冷卻槍頭；盡管已采用了導(dǎo)熱性良好的紫銅，氧槍槍頭仍然很容易損壞。造成槍頭損壞的原因之一就是：槍頭導(dǎo)流板設(shè)計不合理，使得槍頭壁面附近水流速度分布不均，易出現(xiàn)局部低速流動區(qū)域，從而導(dǎo)致槍頭局部燒穿。如果槍頭導(dǎo)流板設(shè)計成流線型，雖然保證了槍頭壁面附近水流速度的合理分布，但是由于傳統(tǒng)導(dǎo)流板為金屬導(dǎo)流板，其加工、制造困難，生產(chǎn)成本高，難以用于實際工程中。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種冷卻強度高、生產(chǎn)成本低的氧槍槍頭。

為達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種氧槍槍頭，包括由內(nèi)至外依次間隔設(shè)置的輸氧管、中間套管及槍體外管套，所述輸氧管端頭處連接有分氧盤，所述中間套管端頭處連接有導(dǎo)流板，所述槍體外管套端頭處通過中間連接件連接有槍頭端蓋，所述槍頭端蓋上設(shè)有與分氧盤相連通的噴氧管，所述導(dǎo)流板由非金屬材料制成且其表面為流線型。

進一步，所述導(dǎo)流板由尼龍、PPSF/PPSU材料、PC材料、ULTEM9085材料及PC-ABS中的一種或幾種制成。

進一步，所述導(dǎo)流板采用注射成型或3D打印制成。

進一步，所述導(dǎo)流板通過插槽插裝在中間套管上。

進一步，所述導(dǎo)流板與穿過導(dǎo)流板的噴氧管間通過高溫膠粘接。

進一步，所述中間連接件為銅鋼復(fù)合材質(zhì)。

進一步，所述中間連接件采用壓力鑄造制成，且銅鋼相接處為鋸齒狀。

進一步，所述中間連接件采用3D打印制成。

進一步，所述噴氧管上還設(shè)有噴氧保護段。

進一步，所述槍頭端蓋外端面上設(shè)有反輻射涂層。

本發(fā)明的有益效果在于：

該氧槍槍頭中的導(dǎo)流板為流線型設(shè)計，可減小其受到的水阻力，使導(dǎo)流板壁面附近水流速度分布的均勻性得到提高，有效避免了因出現(xiàn)局部低速流動區(qū)域而導(dǎo)致的槍頭燒穿問題；導(dǎo)流板采用非金屬材料制成，不僅能提高槍頭的冷卻能力，增加槍頭的冷卻均勻性，還能進一步降低制造難度，從而實現(xiàn)生產(chǎn)成本的降低。

采用具有耐熱、抗沖擊性強、阻燃性好、加工性能好等特點的非金屬材料，既利于實現(xiàn)注射成型或3D打印成型，還有效解決了材料成本和制造成本較高，難以用于工程實踐的問題。相比傳統(tǒng)氧槍槍頭，該氧槍槍頭在提高槍頭冷卻強度，降低槍頭端蓋溫度方面有明顯優(yōu)勢，且原材料成本更低，這對提高氧槍槍頭壽命，降低槍頭成本有重要意義。

附圖說明

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，本發(fā)明提供如下附圖進行說明：

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為槍頭溫度分布云圖；

圖3為槍頭應(yīng)力分布云圖；

圖4為現(xiàn)有導(dǎo)流板槍頭端蓋溫度分布云圖；

圖5為實施例1導(dǎo)流板槍頭端蓋溫度分布云圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細的描述。

如圖所示，本發(fā)明中的氧槍槍頭，包括由內(nèi)至外依次間隔設(shè)置的輸氧管1、中間套管2及槍體外管套3，所述輸氧管1端頭處連接有分氧盤4，所述中間套管2端頭處連接有導(dǎo)流板5，所述槍體外管套3端頭處通過中間連接件6連接有槍頭端蓋7，所述槍頭端蓋7上設(shè)有與分氧盤4相連通的噴氧管8，所述導(dǎo)流板5由非金屬材料制成且其表面為流線型。

具體的，流線型的導(dǎo)流板5可減小其受到的水阻力，使導(dǎo)流板壁面附近水流速度分布的均勻性得到提高，有效避免了因出現(xiàn)局部低速流動區(qū)域而導(dǎo)致的槍頭燒穿問題；導(dǎo)流板5采用非金屬材料制成，不僅能提高槍頭的冷卻能力，增加槍頭的冷卻均勻性，還能進一步降低制造難度，從而實現(xiàn)生產(chǎn)成本的降低。

作為上述方案的進一步改進，所述導(dǎo)流板5由耐用性尼龍、PPSF/PPSU材料、PC材料、ULTEM9085材料及PC-ABS中的一種或幾種制成。此部分材料具有耐熱、抗沖擊性強、阻燃性好、加工性能好等特點；采用注射成型或3D打印制成，有效解決了材料成本和制造成本較高，難以用于工程實踐的問題，可在不增加氧槍槍頭成本的前提下，大規(guī)模實現(xiàn)流線型導(dǎo)流板的工業(yè)應(yīng)用。

作為上述方案的進一步改進，所述導(dǎo)流板5通過插槽插裝在中間套管2上，導(dǎo)流板與穿過導(dǎo)流板的噴氧管間通過高溫膠粘接，可有效降低導(dǎo)流板5的安裝難度。為了便于裝配，還可將導(dǎo)流板5分成多塊制造，裝配時將各塊導(dǎo)流板分別裝入槍頭內(nèi)，彼此間采用膠水粘結(jié)方式連接即可。

作為上述方案的進一步改進，所述中間連接件6為銅鋼復(fù)合材質(zhì)。具體的，該中間連接件6可采用壓力鑄造制成，采用壓力鑄造時銅鋼相接處為鋸齒狀；也可采用3D打印制成。額外增加的中間連接件6可輕松實現(xiàn)槍頭與槍身的現(xiàn)場裝配，采用中間連接件6連接時，中間連接件6的銅端與槍頭端蓋7焊接，中間連接件6的鋼端與槍體外管套3焊接。該方式有效解決了鋼鐵廠現(xiàn)場槍頭、槍身銅鋼異種材質(zhì)焊接難度大、焊接質(zhì)量差等問題，大大降低了槍頭與槍體現(xiàn)場焊接難度，提高了連接強度和使用壽命。另外，還可通過將中間連接件6做成不同規(guī)格，以解決使用過程中由于更換槍頭導(dǎo)致的槍身變短而使整個氧槍長度變短的問題。

作為上述方案的進一步改進，所述噴氧管8上還設(shè)有噴氧保護段。該噴氧保護段可為設(shè)置在噴氧管8出口處且中心為直管的凸臺，也可直接為設(shè)置在噴氧管8出口處的直管段，此時直管段與槍頭端蓋7合為一體。當(dāng)槍頭噴氧管8出口錐段發(fā)生燒蝕時，由于該保護段的存在，可使燒蝕首先發(fā)生在該部位，有效保護了噴氧管8出口錐段免遭燒損。

作為上述方案的進一步改進，所述槍頭端蓋7外端面上設(shè)有反輻射涂層。該涂層可有效反射鋼液輻射熱量，從根本上減少槍頭獲得的能量，降低槍頭溫度。

實施例1(以120T轉(zhuǎn)爐氧槍為例)

氧槍槍頭內(nèi)導(dǎo)流板工作溫度低，一般來說其工作溫度小于55℃，導(dǎo)流板溫度分布見附圖2；氧槍槍頭內(nèi)導(dǎo)流板受力小，在導(dǎo)流板兩側(cè)受到幾乎相同的靜水壓力，其應(yīng)力分布見附圖3。因此，在滿足強度及耐熱性要求的前提下，可將金屬導(dǎo)流板替換成易加工成型的非金屬導(dǎo)流板。

將傳統(tǒng)金屬導(dǎo)流板替換成流線型非金屬導(dǎo)流板，通過數(shù)值計算可知，采用上述技術(shù)方案的氧槍槍頭端蓋最高溫度約為151℃，較傳統(tǒng)氧槍槍頭端蓋的最高溫度193℃降低了21.7％；用上述技術(shù)方案的氧槍槍頭端蓋平均溫度約為74℃，較傳統(tǒng)氧槍槍頭端蓋的平均溫度94℃降低了21.2％；本技術(shù)槍頭和傳統(tǒng)槍頭溫度分布云圖如圖4、圖5所示。

若導(dǎo)流板采用高強度，耐高溫，抗沖擊，抗彎曲的PC材料，傳統(tǒng)導(dǎo)流板采用鋼質(zhì)材料，此時，本技術(shù)槍頭與傳統(tǒng)槍頭相比：單位體積導(dǎo)流板原材料費可降低70％-80％。

因此，相比傳統(tǒng)氧槍槍頭，本專利氧槍槍頭在提高槍頭冷卻強度，降低槍頭端蓋溫度方面有明顯優(yōu)勢，且原材料成本更低，這對提高氧槍槍頭壽命，降低槍頭成本有重要意義。

最后說明的是，以上優(yōu)選實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管通過上述優(yōu)選實施例已經(jīng)對本發(fā)明進行了詳細的描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式上和細節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本發(fā)明權(quán)利要求書所限定的范圍。