專利名稱：煉鋼連鑄割炬的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鋼材切割裝置，尤其涉及一種煉鋼連鑄割炬。
背景技術：
隨著冶煉技術及工藝的曰益完善，提高鑄坯的拉坯速度是一個趨勢，鋼坯火 焰切割機的切割作業(yè)是在線完成的，并且與鋼坯的移動保持同步。由于受到場地及工藝的限 制，切割的鋼坯定尺尺寸盡可能短些，因此割炬的切割速度和可靠性成了提高連鑄生產效率 的瓶頸口，因此要求更高的連鑄切割速度，以滿足日益提高的拉坯速度的需求。而切割燃氣 的消耗更是重點關注的問題，對于切割割縫的金屬損耗也越來越被重視。同時對切割斷面的 質量也提出了更高的要求，切斷面要求平整、掛渣要少，現有的煉鋼連鑄割炬因其結構原因 其燃氣火焰不集中，火焰東大，使切割縫隙大，上緣塌邊，下緣掛渣，切割面呈喇叭口，而 且切割速度不高、耗能大，切割成本高。同時由于割炬工作溫度高，而現有的割炬散熱條件 差，對割嘴沒有有效的冷卻措施，使割炬工作不穩(wěn)定。且熔渣易粘住割嘴而堵塞導致回火現 象，割嘴易損壞，同時割嘴還可能會因為高溫而回火。本發(fā)明的目的是提供一種煉鋼連鑄割炬。該煉鋼連鑄割矩切割火力集中，火焰東小，耗 能低，切割質量高，切割速度快，割嘴與割槍體氣路連接密封效果好，對割嘴的冷卻效果好， 且體積小，結構簡單。本發(fā)明的技術方案包括割嘴，割槍體，設于割槍體的氣體管道，設有與相應的所述氣體 管道相聯通的若干分氣通道的分氣座，所述分氣座設有沉孔，分氣座沉孔內設有密封裝置， 所述割嘴與該密封裝置配合設于該沉孔內，所述分氣座外周壁設有水夾套。所述分氣座沉孔內的密封裝置為相間隔設于沉孔內周壁上的由分氣座外側一端往內其內 徑依次逐個縮小的三個臺階或內凸環(huán)臺，所述若干分氣通道為設于各臺階或內凸環(huán)臺上的通孔；所述水夾套由該分氣座外周壁與割槍體內周壁構成。所述分氣座外周壁呈上下兩級臺階形狀，所述分氣座外側一端設有與割嘴連接的內或外 螺紋。所述割嘴包括由芯桿和設于該芯桿一端的其外周壁上設有若干條凹槽的芯頭組成的嘴 芯，連接于該芯桿另一端并設有若干預熱氧孔和燃氣孔的圓臺形芯座，套裝于所述嘴芯上的 嘴芯套管，每個所述燃氣孔和對應的一預熱氧孔經相應的一混氣孔聯通于混氣室，設于所述圓臺形芯座和嘴芯上的高壓氧孔。所述嘴芯套管管孔的形狀與所述芯頭外周表面形狀相對應，并與該芯頭貼面接觸配合或 松配合套罩于所述嘴芯上；所述混氣室由芯桿外周壁、芯座和芯頭的相向兩端面、以及嘴芯 套管內壁構成。所述芯頭由一長度為3mm-18誦的圓臺段和一長度為2. Smm-l化m的圓柱段構成；所述混氣室的長度為10mm—20mm;所述設于圓臺形芯座上的燃氣孔和預熱氧孔分別為2-20個，其 孔徑為2moi-20咖；混氣孔的孔徑為0. 6咖-6imi;所述芯頭上所設的凹槽為6—30條，其寬度 和深度分別為0. 03隨-1. 51咖和0. 03mm-2. 5mm。所述芯頭其圓柱段長度為7mm,圓臺段長度為9mm;所述混氣室的長度為15咖；所述圓 臺形芯座上的燃氣孔和預熱氧孔各為IO個，其孔徑分別為0. 6mm和1. 2mm;混氣孔的孔徑^J 1.2mtn;所述芯頭上的凹槽為19條，其寬度和深度分別為1. 3mm和2. lmm。所述高壓氧孔由依次呈圓臺形的收斂段、分別呈圓柱形的擴張段和加速段構成，該圓臺 形收斂段其兩端孔徑和長度分別為2mm—8咖、1.5mm—6咖和16咖--40咖，分別呈圓臺形的 擴張段和加速段的孔徑和長度分別為2. 5mm—10mm、 lmm—4mm和16. 5mm-62mm、 4, 5mm--18mm。所述圓臺形收斂段的兩端孔徑和長度分別為4mm、 2.9mm和20mm,分別呈圓臺形的擴張 段和加速段的孔徑和長度分別為5mm、 1.9mm和31mm、 9mm。所述割嘴芯頭和嘴芯套管用不銹鋼或銅材鍍鉻材料制成；所述芯桿可通過螺紋方式與所 述圓臺形芯座連接；所述圓臺形芯座外周壁相間隔設有兩個凹環(huán)槽，所述若干個燃氣孔和預 熱氧孔分別設于相應凹環(huán)槽的側壁上；所述嘴芯套管的靠外側一端管壁端面向外長出所述芯 頭端面15mni—2. 2mm。本發(fā)明由于割嘴套裝于割槍體內，割嘴整體包裹于水夾套內，冷卻效果好，可以避免處 于高溫工作狀態(tài)的割嘴不產生變形，使其工作穩(wěn)定可靠，提髙切割精度，并延長割嘴的使用 壽命；同時，這種結構還可以很大程度縮小割炬的體積，節(jié)約制造成本；而且由于割嘴與割 槍體采用線、面密封方式，可以改善密封性能，減少故障率。水夾套設置呈臺階形，其位于 割嘴氣體噴出口一端內腔橫截面大、體積大可以進一步提高對割嘴的冷卻效果。割嘴與割槍 體的安裝簡單方便。本發(fā)明還由于其割嘴的高壓氧孔由多段構成，可使切割火焰集中、火焰東細而長，切割 速度快，通過割嘴上設置混氣孔，使燃氣和預熱氧在進入混氣室之前先進行預混合，使得兩者的 混合更為充分，在同樣的耗氣量情況下其燃燒更充分，形成的火焰東溫度更高，可進一步提 高切割速度和質量，從而達到進一步節(jié)約燃料氣的目的。再者割嘴分成嘴芯、芯座和嘴芯套管三個可拆卸式的獨立部件，易于加工制造便于維護 和檢修，同樣可以節(jié)約成本。芯座外周壁設置凹環(huán)槽，燃氣孔口和預熱氧孔口設于凹環(huán)槽側 壁上可以使割嘴體積縮小。割嘴采用不銹鋼或銅材鍍鉻材料制成，切割時割嘴不粘鋼渣，也 可進一步延長割嘴使用壽命。本發(fā)明其圓柱加圓臺形的芯頭其尺寸比例和相應的凹槽數量和形狀尺寸的設置可以獲得一個好的流線型氣體流束，這些都可以使火焰束更加細而長、更加集中，使切割質量得到進 一步提高，其節(jié)約燃氣效果更為突出。割嘴嘴芯與嘴芯套管的貼面配合可避免燃氣分散，使 火焰束更為集中。本發(fā)明鋼材割損小，割縫只有l(wèi)一l. 5inm ,鋼坯切割上緣不塌邊、下緣不 掛渣，切割面平整，可降低燃氣壓力50%-70%，預熱氧降低55%,高壓氧降低48%-56%;燃氣 和氧氣流量可分別降低至1. 15千克/小時和19. 5立方米/小時，降低切割成本7(W以上。當 被切割鋼材越厚時，其節(jié)能效果越明顯。


圖l為本發(fā)明割炬結構剖視示圖。圖2為圖1另一角度的剖視結構示意圖。 圖3為本發(fā)明的割嘴部件結構示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，氣體管道包括高壓氧管12、燃氣管13、預熱氧管14,分 氣座1位于割槍體15—端；分氣座1沉孔內周壁上所設的三個密封裝置，其中位于沉孔底壁 一端和相對另一端的密封裝置分別為密封臺階2和密封內凸環(huán)臺4，位于中間的一個密封裝 置為密封內凸環(huán)臺3。 '如圖1、圖2所示，水夾套11由分氣座1環(huán)形階梯狀外周壁和割槍體15內壁構成，水 夾套ll的進、出水口分別為設于分氣座1靠割槍體15內腔一端的外周壁臺階上的若干個凹 槽17和位于分氣座1相對另一端的外周壁臺階上的通孔18。通孔18與穿過割槍體15內腔 的出水管19聯通，凹槽17與割槍體15的內腔聯通，割槍體15內腔由進水管21注水。工作 時，冷卻水由進水管21、割槍體15內腔、分氣座1上的凹槽17、水夾套11和出水管19構 成循環(huán)通道對割嘴進行冷卻。如圖3所示，芯頭29其圓柱段一端與芯桿30的一端連接構成嘴芯，芯桿30另一端通 過螺紋與圓臺形芯座31的圓臺底面一端連接，嘴芯套管32通過圓臺形芯座31的圓臺底面的 支承套裝于嘴芯上；芯頭"其圓柱段的長度為km,圓臺段的長度為9mm,芯頭"的最大外 徑大于芯桿30的最大外徑；芯頭29上繞其周壁均勻布設的凹槽34為19條，其寬度和深度 分別為1. 3mm和2. lmm。嘴芯套管32的管孔內周壁形狀與芯頭29外周壁表面形狀相對應，并通過設于圓臺形芯 座31圓臺底面一端上的臺階與芯.頭29外周壁表面貼面接觸配合而套罩于嘴芯上。嘴芯套管 32的靠外惻一端的管壁端面向外長出芯頭"相應一端端面1. 9咖；嘴芯的長度為3lmm?；鞖馐?3由芯桿30外壁、芯頭29和圓臺形芯座31的相向二環(huán)形端面、以及嘴芯套管 32內壁構成，混氣室33的長度為15mm。10個燃氣孔26繞高壓氧孔25、 IO個預熱氧孔27繞燃氣孔26其氣體入口分別,位于兩個 凹環(huán)槽側壁上均布于圓臺形芯座31上；各預熱氧孔27向割嘴軸線方向傾斜至分別與相應的 燃氣孔26 —一對應聯通后再經混氣孔28延伸至與混氣室33連接；燃氣孔26和預熱氧孔27的孔徑分別為0. 6mm和1. 2咖,混氣孔28孔徑為1. 2mm。高壓氧孔25由沿割嘴芯頭29方向依次呈圓臺形的收斂段25a、分別呈圓柱形的擴張段 25b和加速段25c構成；收斂段25a的氣體入口處(圓臺底面)和與擴張段25b連接的一端 (圓臺臺面)的孔徑分別為4mm和2.9咖，其長度為20mm;擴張段25b的孔徑和長度分別為 5mm和31mm;加速段25c的孔徑和長度分別為1. 9mm和9mm。本實施例中割嘴工作時的高壓氧和燃氣壓力分別在0. 5-0. 7Mpa和0. 01-0. 02Mpa范圍。 如圖l、圖3所示，割嘴24進氣口一端向內通過分氣座1沉孔內所設的內螺紋由安裝管 件20配合嘴芯套管32上的安裝環(huán)固定于割槍體15上。分氣座1上的密封臺階2和兩個密封 內凸環(huán)臺3、 4分別與割嘴24的圓臺形芯座31的外周壁面的相應部位16、 22、 23形成線、 面型密封，將分氣座1沉孔分隔形成高壓氧室5、燃氣室6、預熱氧室7。髙壓氧管12、燃氣 管13、預熱氧管14分別依次經設于密封臺階2、密封內凸環(huán)臺3、 4上的通孔8、 9、 10,以 及高壓氧室5、燃氣氧室6、預熱氧室7與割嘴24上的高壓氧孔25、燃氣孔26、預熱氧孔 27對應聯通，形成氣體通道。圓臺形芯座31的圓臺錐度為30-45度。割嘴采用不銹鋼或銅材鍍鉻材料制成。
權利要求
1、一種煉鋼鏈鑄割炬，包括割嘴，割槍體，設于割槍體的氣體管道，設有與相應的所述氣體管道相聯通的若干分氣通道的分氣座，其特征是所述分氣座設有沉孔，分氣座沉孔內設有密封裝置，所述割嘴與該密封裝置配合設于該沉孔內，所述分氣座外周壁設有水夾套。
2、 根據權利要求l所述煉鋼連鑄割炬，其特征是所述分氣座沉孔內的密封裝置為相間隔 設于沉孔內周壁上的由分氣座外側一端往內其內徑依次逐個縮小的三個臺階或內凸環(huán)臺，所述若干分氣通道為設于各臺階或內凸環(huán)臺上的通孔；所述水夾套由該分氣座外周壁與割槍體 內周壁構成。
3、 根據權利要求1或2所述煉鋼連鑄割炬，其特征是所述分氣座外周壁呈上下兩級臺階形狀，所述分氣座外側一端設有與割嘴連接的內或外螺紋。
4、 根據權利要求1所述煉鋼連鑄割炬，其特征是所述割嘴包括由芯桿和設于該芯桿一 端的其外周壁上設有若干條凹槽的芯頭組成的嘴芯，連接于該芯桿另一端并設有若干預熱氧 孔和'燃氣孔的圓臺形芯座，套裝于所述嘴芯上的嘴芯套管，每個所述燃氣孔和對應的一預熱 氧孔經相應的一混氣孔聯通于混氣室，設于所述圓臺形芯座和嘴芯上的高壓氧孔。
5、 根據權利要求4所述煉鋼連鑄割炬，其特征是所述嘴芯套管管孔的形狀與所述芯頭外周表面形狀相對應，并與該芯頭貼面接觸配合或松配合套罩于所述嘴芯上；所述混氣室由芯桿外周壁、芯座和芯頭的相向兩端面、以及嘴芯套管內壁構成。
6、 根據權利要求4所述煉鋼連鑄割炬，其特征是所述芯頭由一長度為3mm-18mm的圓臺 段和一長度為2.5mm-14,的圓柱段構成；所述混氣室的長度為lOmtii—20mm;所述設于圓臺形 芯座上的燃氣孔和預熱氧孔分別為2_20個，其孔徑為2隨-20mm;混氣孔的孔徑為0. 6mm-6鵬； 所述芯頭上所設的凹槽為6—30條，其寬度和深度分別為0. 03ram-1. 51ram和0. 03鵬-2. 5咖。
7、 根據權利要求6所述煉鋼連鑄割炬，其特征是所述芯頭其圓柱段長度為7mm，圓臺段 長度為9mm;所述混氣室的長度為15mm;所述圓臺形芯座上的燃氣孔和預熱氧孔各為10個， 其孔徑分別為0.6鵬和1.2醒；混氣孔的孔徑為I.2,;所述芯頭上的凹槽為19條，其寬度 和深度分別為1. 3mm和2. lmm。
8、 根據權利要求4所述煉鋼連鑄割炬，其特征是所述高壓氧孔由依次呈圓臺形的收斂段、 分別呈圓柱形的擴張段和加速段構成，該圓臺形收斂段其兩端孔徑和長度分別為^m—8mm、 1. 5mm—6鵬和16,—40mm ,分別呈圓臺形的擴張段和加速段的孔徑和長度分別為 2.5mm—10mm、 lmm—4mm和16. 5mm-62mm、 4.5mm—18mm。
9、 根據權利要求8所述煉鋼連鑄割炬，其特征是所述圓臺形收斂段的兩端孔徑和長度分 別為4mm、 2. 9mm和20mm,分別呈圓臺形的擴張段和加速段的孔徑和長度分別為5mm、 1. 9咖 和31mm、 9mm。10、根據權利要求4所述煉鋼連鑄割炬，其特征是所述割嘴芯頭和嘴芯套管用不銹鋼或銅材鍍鉻材料制成；所述芯桿可通過螺紋方式與所述圓臺形芯座連接；所述圓臺形芯座外周 壁相間隔設有兩個凹環(huán)槽，所述若干個燃氣孔和預熱氧孔分別設于相應凹環(huán)槽的側壁上；所述嘴芯套管的靠外側一端管壁端面向外長出所述芯頭端面15mm—2. 2mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種對割嘴冷卻效果好、切割質量高、切割速度快而耗能小、使用壽命長、結構簡單、體積小的煉鋼連鑄割炬。包括設有分氣座的割槍體，設于分氣座內的割嘴，分氣座外壁設有水夾套，所述割嘴包括芯桿、分別與芯桿連接的芯座和其周壁設有若干凹槽的芯頭，與芯頭貼面配合的嘴芯套管。所述芯頭由圓柱段和圓臺段兩部分構成，芯座上分別設有若干個燃氣孔和預熱氧孔，對應聯通于相應的燃氣孔和預熱氧孔的若干個混氣孔，割嘴上設有由圓臺形收斂段、分別呈圓柱形的擴張段和加速段構成的高壓氧孔。
文檔編號F23D14/48GK101240898SQ20071019264
公開日2008年8月13日 申請日期2007年12月14日 優(yōu)先權日2007年12月14日
發(fā)明者陳寅明 申請人:陳寅明