[发明专利]浸没式喷枪及熔炼设备系统

说明书

本发明公开了一种浸没式喷枪，包括枪管，所述枪管包括外管和内管，所述外管的内壁沿轴向方向形成有多个凹槽；所述内管同轴地套设在所述外管内，所述内管的外壁与所述外管的内壁之间限定出外层冷却通道，所述内管内限定出沿轴向方向的中心通道。根据本发明实施例的浸没式喷枪，由于枪管的外管为主受热件，外管的内壁与内管的外壁之间限定出外层冷却通道，外管的内壁沿轴线方向形成有多个凹槽，增加了外管内壁的散热接触面积，大大提高了枪管尤其是外管的强化冷却效果，使喷枪在高温环境工作时，喷枪材质保持较高的弹性模量和屈服强度，从而降低外管温度，减缓浸没式喷枪枪口和枪口砖的变形、烧损和磨损。本发明还提供了一种熔炼设备系统。

技术领域

本发明涉及冶金熔炼设备技术领域，尤其是涉及一种浸没式喷枪及熔炼设备系统。

背景技术

常规的浸没式喷枪，其前端暴露在高温熔体中，枪管前端受热后，弹性模量和屈服强度下降，导致材料许用应力急剧下降，在熔体冲刷和“喷枪后坐力”的综合作用下，喷枪发生变形、烧损和磨损。因此，降低枪管的使用温度是提高浸没式喷枪寿命的关键所在。

目前，降低喷枪使用温度有两种方式，其一是提高冷却介质的流速，比如增加外层冷却风的风速，有的喷枪使用过程中冷却风工况流速已经接近音速；其二是采用更好的冷却介质，比如水冷和油冷等。采用提高风速的方法，需要配备更好的压缩机和管道系统，能耗高，并且枪口处气体高速喷吹容易造成更加严重的气泡后坐现象，从而加剧喷枪的磨损。而水冷和油冷的方式目前由于安全和造价原因，在浸没式喷枪中也很罕见。

在实际生产过程中，喷枪枪管前端伸出枪口砖的部分不断减小，当枪管前端与枪砖平齐或者嵌入到枪砖内部后，会使枪口砖暴露在高速气流和熔体冲刷环境中，加剧枪口砖的磨损，从而进一步加剧喷枪前端枪口的磨损。在目前的设计中，喷枪枪管通常设计为自耗式。由于枪管是固定式结构，枪管前端枪口部分耗损后，造成枪管前端嵌入枪口砖内的现象，加剧了枪口砖的磨损。综上，现有技术存在如下缺点：

1、采用提高冷却介质流速的方法来提高喷枪冷却强度，易造成更严重的“气泡后坐”现象，加剧喷枪磨损，同时，对压缩机和管路要求高，能耗高；

2、采用水冷和油冷的强化冷却方式，安全性和经济性较差；

3、喷枪枪管设计为固定式，其插入深度无法随喷枪损耗进行及时调整，导致喷枪枪管前端嵌入枪口砖，加剧枪口砖的磨损。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种强化冷却的减少枪管前端磨损的浸没式喷枪。

根据本发明一方面实施例的浸没式喷枪，包括枪管，所述枪管具有前端和后端，所述枪管具有一端和另一端，所述枪管包括：

外管，所述外管的内壁沿轴向方向形成有多个凹槽；

内管，所述内管同轴地套设在所述外管内，所述内管的外壁与所述外管的内壁之间限定出外层冷却通道，所述内管内限定出沿轴向方向的中心通道。

根据本发明实施例的浸没式喷枪，使用时，向外层冷却通道通入冷却介质(如氮气或压缩空气)，向中心通道通入氧气或富氧空气。由于枪管的外管为主受热件，外管的内壁与内管的外壁之间限定出外层冷却通道，外管的内壁沿轴线方向形成有多个凹槽，这样大大地增加了冷却介质与外层冷却通道的散热接触面积，尤其是增加了外管内壁的散热接触面积，从而在不增加冷却介质气体流速和改变冷却介质的条件下，大大提高了枪管尤其是外管的强化冷却效果，从而降低外管温度，减缓浸没式喷枪枪口和枪口砖的变形、烧损和磨损。另外，在一些需要加入燃料的浸没式喷枪中，外层冷却通道还可以用于运输燃料。

另外，根据本发明实施例的浸没式喷枪，还可以具有如下附加技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述凹槽的截面为任意形状的曲面。