專利名稱：轉(zhuǎn)爐噴補(bǔ)槍的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煉鋼中的轉(zhuǎn)爐噴補(bǔ)槍。
美國專利號(hào)為3883078的轉(zhuǎn)爐噴補(bǔ)噴槍是由同軸裝配的輸送管道構(gòu)成，運(yùn)送耐火材料、燃料和氧氣，耐火材料從輸送管道中噴出，和氧氣混合起來，此時(shí)燃料被點(diǎn)燃，化成火焰;耐火材料遇熱變成粘稠狀物質(zhì)，噴涂到爐襯表層，形成耐火層。噴涂后的涂層可達(dá)到高密度(氣孔率為10%)及與堿性耐火磚粘結(jié)的高堅(jiān)固性。但是，當(dāng)火焰碰撞到爐襯壁時(shí)，火焰破碎變成無數(shù)的火花，在碰撞點(diǎn)上形成廢氣流，在碰撞點(diǎn)沒能接觸到爐襯內(nèi)壁的耐火材料顆粒被聯(lián)動(dòng)裝置中的廢氣流帶走。且其耐火涂料的應(yīng)用效率低，噴涂在爐襯內(nèi)的涂料只相當(dāng)于所有輸送入轉(zhuǎn)爐內(nèi)用于噴補(bǔ)的耐火材料重量的20～50%?！兑苯稹冯s志(1977年第12期，第25～26頁)公開的一種帶有水冷卻裝置的轉(zhuǎn)爐噴補(bǔ)槍，這種結(jié)構(gòu)的裝置使得噴補(bǔ)涂料的堅(jiān)固性能差且與爐襯的耐火磚粘接效果差，因此，在轉(zhuǎn)爐溫度急劇大波動(dòng)情況下，這樣的涂料會(huì)從爐襯上剝落。另外，這種轉(zhuǎn)爐噴補(bǔ)槍只限于沿縱軸上、下移動(dòng)，不能圍繞縱轉(zhuǎn)自轉(zhuǎn)，故涂料不能均勻地噴涂到轉(zhuǎn)爐爐襯。
本發(fā)明的目的在于提供一種改進(jìn)的且能提高涂料噴涂到轉(zhuǎn)爐爐襯的均勻度，提高煉鋼生產(chǎn)率的轉(zhuǎn)爐噴補(bǔ)槍。
下面結(jié)構(gòu)附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述。


圖1為本發(fā)明垂直伸入轉(zhuǎn)爐爐腔的示意圖。
圖2為本發(fā)明的縱切面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明的耐火材料及氧噴管的射流策應(yīng)橫切面示意圖。
1-輸送耐火材料的主管道 2-輸送氧氣的主管道3-主管道的縱面中心軸 4-噴槍頭端蓋
5，6-氧氣噴管 7-耐火材料噴管 8-轉(zhuǎn)爐腔本發(fā)明由輸送耐火材料的主管道(1)和輸送氧氣的主管道(2)所組成，輸送耐火材料的主管道(1)與輸送氧氣的主管道(2)同軸裝配，其側(cè)表面均有氧氣噴管(5，6)和耐火材料噴管(7)，這些噴管與噴槍頭端蓋(4)以不同距離分三層分布第一層為氧氣噴管(5)，最靠近噴槍頭端蓋(4)，第三層也為氧氣噴管(6)，它離第一層氧氣噴管(5)較遠(yuǎn)，位于噴槍伸入到轉(zhuǎn)爐內(nèi)的部分的1/10～1/15處，耐火材料噴管(7)位于第二層即第一層氧氣噴管(5)與第三層氧氣噴管(6)之間。
第一層氧氣噴管(5)向噴槍頭端的反方向與主管道的縱面中心軸(3)成50°～85°，第三層氧氣噴管(6)向噴槍頭端方向與主管道的縱面中心軸(3)成35°～45°，且這三層噴管沿噴槍的長度在其表面構(gòu)成排的序列，該幾排噴管都經(jīng)氧氣噴管(5，6)，耐火材料噴管(7)的中心并平行于主管道的縱面中心軸(3)分布。排與排噴管的軸心間成40°～100°，且每一排中相應(yīng)于氧氣噴管(5，6)，耐火材料噴管(7)的三個(gè)噴管都有一個(gè)貫穿它們的中心軸共同點(diǎn)(A)。
噴槍可以是任何長度，然而在制造中要考慮到噴槍的作業(yè)長度即伸入轉(zhuǎn)爐腔內(nèi)的噴槍長度，該部分具有的長度為轉(zhuǎn)爐內(nèi)腔高度的4/5～1倍。例一個(gè)300噸爐進(jìn)行垂直噴補(bǔ)，其運(yùn)轉(zhuǎn)襯爐高度為9.5米，伸入爐腔內(nèi)噴槍的長度為7.5米，噴槍全長包括尾部為25.7米。
實(shí)施例輸送耐火材料和氧氣的管道直徑為114×7mm和160×5mm。中心管道用于氣動(dòng)運(yùn)輸耐火粉末，第二管道提供氧氣。兩個(gè)管道均由不銹鋼08G18Nigti制成。噴槍有冷卻水套裝置，在噴補(bǔ)期間從直徑為178×4mm和219×8mm的管道中輸送水用于保護(hù)氣動(dòng)運(yùn)輸耐火材料和氧氣的管道不受高溫?fù)p害。運(yùn)送水的管道由普通3號(hào)鋼制成。當(dāng)噴槍的作業(yè)長度為7米時(shí)，氧氣噴管位于第一層與第三層噴管之間的0.8m處。氧氣噴管向噴槍軸心傾斜，第一層噴管成80°，第二層噴管成40°，氧氣噴管是由不銹鋼管制造的，內(nèi)徑為25mm，外徑為35mm。耐火材料噴管是由直徑為40×4mm的3號(hào)鋼制造，位于與第一層氧氣噴管相距0.15m處，并與噴槍的縱面中心軸成50°～80°，以便其中心軸與氧氣噴管的中心軸和在這些中心軸的相交點(diǎn)B處匯合。
每層噴管的排數(shù)是相同的，都是9件，且每層中噴管間的角度均為40°。
氧氣管道在噴槍運(yùn)轉(zhuǎn)之前必須用四氯化碳清洗，并在氧氣干管中壓力超過1.5倍的工作壓的情況下測(cè)試，如壓力為25公斤/厘米2。
噴槍及其運(yùn)轉(zhuǎn)的主要數(shù)據(jù)名稱 單位 數(shù)量1.耐火材料(混合劑) 千克/分(鐘) 5002.氣體運(yùn)送(如氮) 米3/分 103.氮壓千克/厘米254.耐火混合粉的構(gòu)成 %焦碳粉末 25菱鎂礦粉 755.氧氣米3/分 2506.氧壓千克/厘米2157.噴槍全長(包括尾部) 米 19.88.噴槍的升降速度 米/秒 0.39.噴槍重量 噸 2.310.氧的純度 % 9911.氮的濕度(露點(diǎn)) 度 40本發(fā)明的運(yùn)轉(zhuǎn)從噴管(5，6)中噴出的氧氣速度約300米/秒，耐火混合物中焦碳粉末占25%，鎂礦占75%，耐火混合物以低速度如3米/秒從噴管(7)中噴出。耐火材料混合物從噴管(7)運(yùn)送到噴管(5，6，7)的中心軸的相交點(diǎn)(B)有足夠時(shí)間使得大部分焦碳被點(diǎn)燃。在B點(diǎn)上耐火混合物被氧流吹散的速度取決于氧氣耐火粉末的重量和速度的比例，考慮到噴管(5，6)的氧氣流速度在轉(zhuǎn)爐氣體中的損耗，這個(gè)速度通常少于100米/秒。
除了耐火混合物與氧氣溶合之外，噴管(5，6，7)射流在匯合點(diǎn)B處被壓扁，其射流幅度擴(kuò)大，射流的開射角22～24°(恒溫射流的開射角)到35～40°。不同排的噴管的射流沿噴管(5，6，7)中心軸的方向在B處匯合，連成一個(gè)平面。氧流被點(diǎn)燃并燃燒的焦碳顆粒的變熱的耐火粉末連成一片扇形射面，此時(shí)，該扇形射面的速度比一個(gè)噴管噴補(bǔ)所構(gòu)成的圓周式射流和幾排噴管沿轉(zhuǎn)爐縱面軸分布的噴補(bǔ)法所構(gòu)成平面平行的射流的速度都要小。
因焦碳顆粒從噴管(7)到爐襯壁所經(jīng)時(shí)間增加，這些顆粒在途中有充裕時(shí)間被點(diǎn)燃并部分燃燒。因此，它們被輸送入爐襯內(nèi)時(shí)已經(jīng)燃著，遇到環(huán)繞耐火混合物噴補(bǔ)爐襯的氧氣流時(shí)更為迅速地燃燒。因此，大部分焦碳顆粒不會(huì)被耐火粉末顆粒穿破。本噴槍噴補(bǔ)的涂層的氣孔率約20%。相應(yīng)地涂層本身的耐久性提高了，同時(shí)，它粘結(jié)在爐襯內(nèi)耐火磚上的耐久性也得到增強(qiáng)。
當(dāng)溫度有急劇的大波動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)爐內(nèi)的涂層不會(huì)從爐襯上剝落。當(dāng)爐內(nèi)的溶渣飽合時(shí)，涂料有些微磨損，涂料的耐火性能有較小程度的退化。換句話說，利用有一些新分布噴管的噴槍可提高涂料的耐久性能。氧氣和耐火粉末射流在相互碰撞時(shí)，因被軋扁，其噴射幅度擴(kuò)大，提高了噴補(bǔ)到爐襯壁的涂料均勻度。即使氧氣和粉末噴管的排數(shù)較少(只有8～9排)的情況下，爐襯也可被均勻的涂料完全覆蓋。噴管排與排之間的角度為45°或40°。
根據(jù)本發(fā)明中噴槍噴管的位置分布情況，射流在碰撞之后，除了軋扁成水平面還被改變方向縱面。噴管(5，6，7)的射流在匯合點(diǎn)B之后，其合成速度指向噴槍底的方向即轉(zhuǎn)爐爐底區(qū)域，在這個(gè)區(qū)域內(nèi)，氣體CO和CO2以及沒被噴補(bǔ)上的粉末在與爐襯耐火磚顆粒最初接觸中與繞噴槍軸即轉(zhuǎn)爐中心垂直上升的部分形成循環(huán)流帶。氣體上升至噴槍底端，然后經(jīng)過沒被噴管(5，6，7)射流占據(jù)橫斷面的爐腔，礦、粉氣相與這些射流相互交錯(cuò)，沿噴槍進(jìn)入轉(zhuǎn)爐爐腔的上半部分，既沒有擋住粉末及氧氣射流，又沒有影響耐火顆粒噴補(bǔ)到爐襯表面的均勻度。之后，氣體CO和CO2最大限度地從耐火材料粒中凈化出來，遇到爐襯的圓筒部分，到達(dá)轉(zhuǎn)爐爐口，從轉(zhuǎn)爐爐口進(jìn)入轉(zhuǎn)爐壁爐，進(jìn)入氣體凈化器。
根據(jù)本發(fā)明中氧氣與耐火粉末的噴管在噴槍中的位置，含粉氣體高溫媒質(zhì)的氣體動(dòng)力有助于在爐襯內(nèi)制造熱抗渣的均勻涂料。
以往的轉(zhuǎn)爐噴補(bǔ)槍與本發(fā)明的比較結(jié)果如下內(nèi)容 以往的產(chǎn)品 本發(fā)明1.耐火混合物的用量(千克/分) 500 500(鎂砂、焦碳)2.燃料(焦碳)在耐火混合物中 25 25的含量(%)3.耐火粉末(鎂砂)在耐火混合 75 75物中的含量(%)4.氧氣用量(米3/分) 230 2305.噴補(bǔ)過程所需時(shí)間(分) 8 86.噴管排數(shù) 8 8
7.噴管排與排之間的角度 45° 45°8.噴管層數(shù) 3 39.噴槍的互作長度(米) 7.8 7.810.第一層(最低的)與第二層 0.4 0.2噴管間的距離(米)11.第一層(最低的)與第三層 0.8 0.8(最高的)噴管間距離(米)12.耐火混合物和氧氣的輸送 同軸輸送 粉末與氧氣方式 噴管套噴管 分別輸送13.輸送耐火混合物所經(jīng)噴管 1～3層 第二層14.輸送氧氣所經(jīng)噴管 1～3層 第一層、第三層15.每層噴管與噴槍軸的傾斜角度第一層(最低的) 90° -70°第二層(中間的) 90° +80°第三層(最上層的) 90° +40°16.噴補(bǔ)涂料的最大厚度(毫米) 50 5217.噴補(bǔ)涂料的最薄厚度(毫米) 23 5018.涂料的均勻度(%) 46 96(涂料的最厚處與最薄處比率)19.涂料的壽命(爐齡) 4 6從表中對(duì)比數(shù)據(jù)可看出，本發(fā)明與以往的產(chǎn)品相比，其噴補(bǔ)涂料的均勻度是后者的2倍，涂料的壽命是后者的1.5倍，從而提高了煉鋼的生產(chǎn)率。
權(quán)利要求
1.一種轉(zhuǎn)爐噴補(bǔ)槍，其由輸送耐火材料的主管道(1)和輸送氧氣的主管道(2)所組成，輸送耐火材料的主管管(1)與輸送氧氣的主管道(2)同軸裝配，其特征在于它的側(cè)表面均有氧氣噴管(5，6)和耐火材料噴管(7)，這些噴管與噴槍頭端蓋(4)以不同距離分三層分布第一層為氧氣噴管(5)，最靠近噴槍頭端蓋(4)，第三層也為氧氣噴管(6)，它離第一層氧氣噴管(5)較遠(yuǎn)，位于噴槍伸入到轉(zhuǎn)爐內(nèi)的部分的1/10～1/15處，耐火材料噴管(7)位于第二層即第一層氧氣噴管(5)與第三層氧氣噴管(6)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)爐噴補(bǔ)槍，其特征在于第一層氧氣噴管(5)向噴槍頭端的反方向與主管道的縱面中心軸(3)成50°～85°，第三層氧氣噴管(6)向噴槍頭端方向與主管道的縱面中心軸(3)成35°～45°，且這三層噴管沿噴槍的長度在其表面構(gòu)成排的序列，該幾排噴管都經(jīng)氧氣噴管(5，6)、耐火材料噴管(7)的中心并平行于主管道的縱面中心軸(3)分布。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的轉(zhuǎn)爐噴補(bǔ)槍，其特征在于排與排噴管的軸心間成40°～100°，且每一排中相應(yīng)于氧氣噴管(5，6)，耐火材料噴管(7)的三個(gè)噴管都有一個(gè)貫穿它們的中心軸共同點(diǎn)(A)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種煉鋼中的轉(zhuǎn)爐噴補(bǔ)槍。它的特征在于它的側(cè)表面均有氧氣噴管(5，6)和耐火材料噴管(7)，這些噴管與噴槍頭端蓋(4)以不同距離分三層分布，第一層為氧氣噴管(5)，最靠近噴槍頭端蓋(4)，第三層也為氧氣噴管(6)，它離第一層氧氣噴管(5)較遠(yuǎn)，位于噴槍伸入到轉(zhuǎn)爐內(nèi)的部分的1/10～1/15處，耐火材料噴管(7)位于第二層即第一層氧氣噴管(5)與第三層氧氣噴管(6)之間。本產(chǎn)品與以往的相比，其噴補(bǔ)涂料的均勻度高，涂料的壽命長，延長了轉(zhuǎn)爐爐襯的爐齡，提高了煉鋼的生產(chǎn)率。
文檔編號(hào)F27D99/00GK1080992SQ9310618
公開日1994年1月19日 申請(qǐng)日期1993年5月22日 優(yōu)先權(quán)日1993年5月22日
發(fā)明者李振 申請(qǐng)人:珠海新創(chuàng)冶金科技有限公司