[发明专利]一种斜插式铁水预处理喷枪

说明书

技术领域

本发明涉及一种斜插式铁水预处理喷枪，具体地说是一种用于鱼雷罐混铁车上铁水喷吹预处理用喷枪。 

背景技术

1970年原西德蒂森公司研究成功并投入应用了ATH法，它将一支外衬耐火材料的喷枪与水平方向成60°角斜插入鱼雷罐混铁车内，每分钟吹入108公斤CaC系复合脱硫剂，处理时间约为8分钟，输送气体压力为6atm，粉剂浓度为40-60kg/Nm3。我国宝钢在鱼雷罐混铁车上也采用了这种喷枪斜插式铁水喷吹预处理工艺。 

在喷枪斜插式铁水喷吹预处理系统上，早期设计的喷枪为圆柱形直枪结构，枪芯是一钢管，钢管外壁焊接V型锚固件，外裹耐火材料枪衬。在喷吹预处理时，喷枪与水平方向成60°角斜插入鱼雷罐混铁车内，通过载气将固体预处理剂喷入铁水深处，完成铁水预处理。在实际应用中，喷枪存在破损严重、使用寿命短的问题，主要表现为喷枪弯曲、枪衬磨损、枪衬热震龟裂剥落、喷枪烧穿、枪头磨损、钢管喷口烧蚀等。针对上述不足，中国专利：“铁水预处理喷枪，专利号：ZL99227640.3”提供了一种铁水预处理喷枪，由钢管外裹耐火材料层而构成，其特征在于喷枪的横截面是凸多边形。钢管与耐火材料层之间裹扎一层钢丝网。喷吹端呈弯折状，喷吹端与喷枪的弯折角的取值范围为100～145度。喷吹口为扁平椭圆形结构，该专利通过喷枪横截面采用凸多边形， 可实行卧式浇注成型，大幅度降低了圆柱形喷枪立式浇注的制作难度与成本；通过凸多边形喷枪截面的设计，通过喷枪强磨损区域枪衬局部厚度的增大，提高喷枪的抗冲刷磨损能力，减少喷枪重量(重量只有80公斤)，达到降低喷枪耐火材料消耗的目的；通过V形铆固件的取消和钢管外布置一层钢丝网的方式，避免了V形铆固件膨胀对耐火材料枪衬的危害，强化了耐火材料枪衬的附着，并通过钢管与钢丝网之间的相对移动，减轻了钢管膨胀对耐火材料枪衬的破坏作用；喷吹端呈弯折状的结构，便于铁水回旋涡流的形成，使喷入的粉剂与铁水混合充分且均匀。通过扁平椭圆形结构喷吹口的设计，防止了小喷吹量条件下铁水倒灌引起的钢管喷口烧损。因而，该专利与原设计喷枪相比具有减轻喷枪重量、降低制作成本、延长使用寿命、提高预处理效果的优点。此外，中国专利“渣线弹性垫环铁水预处理吹氧喷枪，专利号：ZL200620048341.7”提出一种渣线弹性垫环铁水预处理吹氧喷枪，以克服现有喷枪的渣线部位易出现耐材环状裂纹，耐材熔损、开裂和喷枪枪芯钢管穿孔的缺点。其技术方案是在上述专利的基础上，增厚渣线部位的耐火材料层，并在钢管枪芯外的渣线部位及其两侧延长部位的钢管和铁丝包网之间布置一段弹性铁丝垫环，该铁丝垫环内径略大于钢管直径。弹性铁丝垫环的铁丝直径为2.5～3.5mm，圈数为8～15圈，宽度为500～1000mm。通过增厚渣线部位的耐火材料层，提高渣线抗融损能力，通过弹性铁丝垫环的设置，缓解钢管和耐材之间的热应力，最终达到延长喷枪使用寿命的目的。 

针对鱼雷罐混铁车铁水喷吹预处理用斜插式喷枪喷枪间歇式工作的实际工艺条件与破损状况，上述两项实用新型专利喷吹端呈弯折状结构起到了改善预处理粉剂与铁水混合效果的效果；钢丝网包裹层和弹性铁丝垫环一定程度上缓解了钢管和耐材之间的热应力，起到了延缓喷枪破损的一定作用；渣线部位耐火材料层的增厚，提高渣线抗熔损能力。但关于喷枪的弯曲、枪头磨损、喷枪磨损、热震龟裂与剥落等问题未提出具体有效的技术措施，同时，喷枪横截面的凸多边形结构将引起耐火材料枪衬的局部热应力集中，导致枪衬热应力破损与剥落。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是解决喷枪使用寿命低、喷吹预处理效果不好的问题。 

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种斜插式铁水预处理喷枪，包括枪芯钢管、耐火材料枪衬和若干铆固件，枪芯钢管的下端倾斜且与枪芯钢管的纵向轴线夹角呈120～140度，所述耐火材料枪衬覆盖在枪芯钢管的外表面上，所述枪芯钢管的外表面上涂覆有由机械润滑油和聚丙烯粉组成的烧失涂层，其中，机械润滑油的重量百分比为90～99％，聚丙烯粉的重量百分比为1～10％，所述耐火材料枪衬覆盖在涂覆有烧失涂层的枪芯钢管上。 

上述方案中，所述铆固件由V形铆固件、双V蝶形铆固件和圆环铆固件组成，V形铆固件的高度比耐火材料枪衬的厚度小3～4mm，双V蝶形铆固件的高度为耐火材料枪衬的厚度的1/2～2/3，V形铆固件和双V蝶形铆固件分别沿枪芯钢管的周向与轴向间隔设置在耐火材料工作衬中且与枪芯钢管的外圆周面焊接，圆环铆固件内径比耐火材料枪衬的厚度小3～4mm且焊接在V形铆固件的外端。 

所述V形铆固件、双V蝶形铆固件和圆环铆固件的材料为耐热合金丝。