[发明专利]集束射流枪

说明书

技术领域

本发明涉及一种炼钢电炉的附属装置，特别涉及一种安装在炼钢电炉炉壁上的氧枪，该氧枪分别具有废钢预热的烧嘴功能、吹氧切割废钢的助熔功能、吹氧使溶池脱碳和升温的功能及喷炭粉造泡沫渣等功能，属于冶金设备技术领域。

背景技术

集束射流(Coherent Jet，简称COJET)氧枪是近年开发出的一种新型氧枪。该种氧枪是应用气体力学原理，在传统氧枪上加上了伴随流系统，使氧气射流衰减速度大大放慢，形成类似于激光束的氧气射流的一种技术。这种射流能量集中，具有极强的穿透能力，对促进钢渣反应、均匀钢水成分与温度、减少喷溅、提高氧气利用率、提高金属收得率等都有十分明显的效果。由于穿透能力的增强，吹炼时氧枪枪位可适当提高，因此可以降低氧枪消耗。然而，传统常用的氧枪仅具有单纯的喷氧功能，且其氧气射流存在很大的衰减，严重影响了氧枪各种功能的实现，作为解决办法之一，采用进口的集束射流枪便能较好地解决这一问题。然而，即使进口的集束射流枪在产品耐用性和工艺品质上具有较强的优势，但一方面价格昂贵，另一方面对应于各个不同大小的炼钢炉，集束射流枪在实际应用上所起到的效果确依然有限。

发明内容

鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提出一种集束射流枪，以解决传统炼钢工艺中，炼钢炉的集束射流枪对钢材产量提升的严重制约，及巨大的产品维护成本投入问题。

本发明的目的，将通过以下技术方案得以实现：

一种集束射流枪，安装在炼钢电炉炉壁上，其特征在于：所述集束射流枪的枪身为三套管式结构，其包括中心位置的主氧喷管、套设于主氧喷管外层的燃气喷管和副氧喷管，各功能喷管之间焊连组合，并且所述主氧喷管在喷嘴部内设有拉瓦尔孔式的主氧孔。

进一步地，为提高主氧喷管的使用寿命，即导热性减少钢液粘连，该主氧喷管为由紫铜制成的无缝管；而该燃气喷管和副氧喷管为厚壁无缝钢管。

更进一步地，前述的集束射流枪，其枪身外层还设有水冷管体，并在水冷管体远离所述主氧孔的一端设有进水口和出水口。

本发明集束射流枪的应用实施，其突出效果为：

通过材料的选择及常规加工工艺制得的该集束射流枪，能够大幅减慢氧枪射流衰减的速度，从而节省了炼钢电炉炉坑的清洁效率及成本，提高了单位时间内的钢产量，同时提供了一种降低炉坑及集束射流枪的维护成本的新思路。该集束射流枪加工简便，易于推广、量产。

以下便结合实施例附图，对本发明集束射流枪的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。

附图说明

图1是本发明集束射流枪的结构剖面示意图。

具体实施方式

集束射流枪在传统氧枪上加上了伴随流系统，即在主氧喷射系统外围伴随设有燃气喷管、副氧喷管构成的主氧保护系统。使氧气射流衰减速度大大放慢，形成类似于激光束的氧气射流的一种技术。

如图1所示的该技术射流的结构剖面示意图可见：该集束射流枪的枪身为三套管式结构，其包括中心位置的主氧喷管1、套设于主氧喷管外层的燃气喷管2和副氧喷管3，且该主氧喷管1在喷嘴部内还设有拉瓦尔孔式的主氧孔，为提高主氧喷管1的使用寿命，即导热性减少钢液粘连，该主氧喷管1为由紫铜制成的无缝管；而该燃气喷管2和副氧喷管3还可为厚壁无缝钢管加工而成各功能喷管通过焊连点4焊接组合为一体。并在燃气喷管2与主氧喷管1外壁的密封焊接端旁侧设有燃气进口21、而在副氧喷管3与燃气风管2外壁的密封焊接端旁侧同样设有燃气出口31

此外，作为本发明的一个扩展性设计，在其枪身外层还设有水冷管体，并在水冷管体远离所述主氧孔的一端设有进水口和出水口，便形成一个四管体套接的结构。

该集束射流枪的主氧喷管以Ma＝2的超音速向熔池供氧，副氧喷管以8m³/min的速度对超声速射流进行保护，保证超声速射流紧凑、连贯和有效地进入熔池，同时提供二次燃烧用氧。

这种射流能量集中，具有极强的穿透能力，对促进钢渣反应、均匀钢水成分与温度、减少喷溅、提高氧气利用率、提高金属收得率等都有十分明显的效果。由于穿透能力的增强，吹炼时氧枪枪位可适当提高，因此可以降低氧枪消耗。该项技术取得了吨钢降低成本近50元的明显效果。技术射流氧枪应用于炼钢炉的主要收益体现于：(1)由于搅拌能力的增强，可以取消底吹系统，因此可以降低筑炉成本。(2)由于脱碳速度的提高，提高了生产作业率。(3)由于喷溅的减少和渣中铁含量的降低，金属收得率提高，钢产量增加，同时降低了炉坑的维护成本。(4)由于钢中终点[O]的降低，降低脱氧用铝消耗。(5)由于枪位的提高和喷溅的减少，氧枪寿命提高。