CN109338022A - 高温液态钢渣雾化拉瓦尔喷管、雾化风箱与雾化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高温液态钢渣雾化拉瓦尔喷管、雾化风箱与雾化方法,涉及冶金工业领域,解决的技术问题是提供一种适合对高温液态钢渣进行雾化的拉瓦尔喷管。本发明采用的技术方案是:高温液态钢渣雾化拉瓦尔喷管,拉瓦尔喷管的管腔关于中心线轴对称,管腔沿喷射方向顺次为入口段、收窄段、平行段和出口段,通过对各段的优化设计,可将气流加速至合理的速度,对高温液态钢渣进行雾化,并达到良好的喷吹效果。本发明还提供一种高温液态钢渣雾化风箱,解决现有风箱对高温液态钢渣的雾化效果差的问题,采用的技术方案是:高温液态钢渣雾化风箱,包括箱体,箱体的一侧设置开孔,箱体的开孔内设置上述拉瓦尔喷管。
Description
技术领域
本发明涉及冶金工业领域,尤其是一种对诸如钢水、液态钢渣等进行雾化的风箱与雾化方法。
背景技术
在冶金领域,经常需要对高温呈液态、常温呈固态的原材料,在其为高温液态时用高速气流将其破碎成小液滴,在空中飞行进行冷却,落地后形成均匀球状的固体颗粒,这个过程称为雾化,也称为“气碎”。
对于刚出炉的液态钢渣进行雾化处理方式是:用压缩空气进行喷吹,使其在空中分散,落地后形成雾化渣球,也称为“PS球”。在此过程中,直接提供压缩空气实现喷射的器具是风箱,风箱的设计非常关键,尤其是喷管的设计,直接影响雾化的工艺效果。现有风箱的喷管并不适合高温液态钢渣的雾化,存在喷吹效果差的问题,具体存在以下两方面的问题。一方面,液态钢渣没有吹散,液态钢渣大量散落在风箱内形成板结渣。另一方面,喷吹距离不够远,空中冷却时间不够长,液滴钢渣虽然形成,但落地后因温度过高粘结在一起,形成块状。
发明内容
本发明首先要解决的技术问题是提供一种适合对高温液态钢渣进行雾化的拉瓦尔喷管。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:高温液态钢渣雾化拉瓦尔喷管,拉瓦尔喷管的管腔关于中心线轴对称,拉瓦尔喷管的管腔沿喷射方向顺次为入口段、收窄段、平行段和出口段,其中入口段内管壁的直径为42mm,收窄段的长度为14mm,且收窄段的内管壁为半径为14mm的四分之一圆弧,平行段内管壁的直径为14mm、长度为14mm,出口段内管壁的长度为18.6mm,出口段连接平行段的一侧的内管壁直径为14m,出口段远离平行段的一侧的内管壁直径为16.6mm。
具体的:所述入口段的管长为12mm。
本发明高温液态钢渣雾化拉瓦尔喷管的有益效果是:拉瓦尔喷管可将气流加速至合理的速度,对高温液态钢渣进行雾化,达到良好的喷吹效果。拉瓦尔喷管能将高速气流提升到音速以上,以实现更优的高温液态钢渣喷吹效果。
本发明还提供一种高温液态钢渣雾化风箱,解决现有风箱对高温液态钢渣的雾化效果差的问题。
本发明采用的技术方案是:高温液态钢渣雾化风箱,包括箱体,箱体内部为中空结构,箱体设置高速气流接头,箱体的一侧设置开孔,箱体的开孔内设置上述任一拉瓦尔喷管。
进一步的是:所述箱体设置上下两排开孔,上排八个,下排七个,上排开孔和下排开孔错位布置,开孔的中心处分别设置拉瓦尔喷管。
具体的:所述上排开孔和下排开孔的半径r均为8.3mm,上排开孔和下排开孔任意相邻两个开孔的中心的距离b均为46.6mm,上排相邻两个开孔和这两个开孔之间的下排开孔的中心连成的三角形为等边三角形。
具体的:所述箱体由钢板材质制成,箱体呈长方体状,箱体的背面设置高速气流接头,箱体的前面设置开孔。
本发明高温液态钢渣雾化风箱的有益效果是:高温液态钢渣雾化风箱置高速气流接头连接高速气流,例如压缩空气、高压惰性气体、鼓风机鼓风等,气流通过箱体后速度更快地从拉瓦尔喷管中射出,达到破碎、雾化高温液态钢渣,使其形成小球,雾化效果好。
本发明还提供一种高温液态钢渣雾化方法,解决现有方法对高温液态钢渣的雾化效果差的问题。
本发明采用的技术方案是:高温液态钢渣雾化方法,通过上述任一高温液态钢渣雾化风箱对高温液态钢渣进行喷吹雾化,高温液态钢渣在空中飞行时间不低于1.25s。
进一步的是:所述箱体的高速气流接头连接的气源为压强为0.5~0.8MPa的压缩空气或低于1马赫的高速气流。
本发明高温液态钢渣雾化方法的友谊效果是:高温液态钢渣喷吹距离远,成型好,无粘接,具有喷射初速高、距离远、破碎效果好的优点,达到了良好的效果。
附图说明
图1是本发明高温液态钢渣雾化拉瓦尔喷管的管腔示意图。
图2是本发明高温液态钢渣雾化风箱设置开孔一面的示意图。
图中零部件、部位及编号:拉瓦尔喷管1、入口段11、收窄段12、平行段13、出口段14;箱体2、开孔21。图1中关于长度和半径的标注的单位均为mm。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示,本发明高温液态钢渣雾化拉瓦尔喷管,拉瓦尔喷管1的管腔关于中心线轴对称,拉瓦尔喷管1的管腔沿喷射方向顺次为入口段11、收窄段12、平行段13和出口段14,根据图1所示方向,从左向右即为喷射方向。其中,入口段11内管壁的直径为42mm,入口段11的长度根据实际需要设置,例如入口段11的管长为12mm。收窄段12内管壁的长度为14mm,且收窄段12的内管壁为半径为14mm的四分之一圆弧。收窄段12的内管壁和入口段11的内管壁连接处相互垂直,收窄段12内管壁和平行段13内管壁接触处平滑过渡。平行段13内管壁的直径为14mm、长度为14mm。出口段14的长度为18.6mm,出口段12连接平行段13的一侧的内管壁直径为14m,出口段14远离平行段13的一侧的内管壁直径为16.6mm。
如图2所示,高温液态钢渣雾化风箱,包括箱体2,箱体2内部为中空结构,箱体2设置高速气流接头,高速气流接头用于与高压气源相连。箱体2选用可承受高压气流冲击的材料制成,例如钢板或其他硬质材料制作。箱体2的一侧设置开孔21,箱体2的开孔21内设置上述拉瓦尔喷管1。高速气流接头与开孔21分布于箱体2相对的两侧,例如箱体2呈长方体状,高速气流接头设置于箱体的背面,开孔21设置于箱体的前面。
箱体2设置上下两排开孔21,上排八个,下排七个,上排的开孔21和下排的开孔21错位布置,开孔21的中心处分别设置拉瓦尔喷管1。上排的开孔21和下排的开孔21的半径r均为8.3mm,即所有的开孔大小一致。上排开孔21和下排开孔21任意相邻两个开孔21的中心的距离b均为46.6mm,即上排相邻两个开孔21和这两个开孔21之间的下排开孔21连成的三角形为等边三角形;相应的,下排相邻两个开孔21和这两个开孔21之间的上排开孔21连成的三角形也为等边三角形。
本发明高温液态钢渣雾化方法,通过上述高温液态钢渣雾化风箱对高温液态钢渣进行喷吹雾化,高速气流接头连接高速气流,气流通过箱体2后速度更快的从拉瓦尔喷管1中射出,高温液态钢渣在空中飞行时间不低于1.25s,最终达到破碎、雾化液态固体使其形成小球的目的。箱体2的高速气流接头连接的气源适合为压强为0.5~0.8MPa的压缩空气或低于1马赫的高速气流。
以使用0.55MPa压缩空气喷吹液态转炉钢渣为例对本发明的方法进行说明。将上述高温液态钢渣雾化风箱的高速气流接头与压缩空气管道相连,确保试验条件后,开启压缩空气,将液态转炉钢渣通过试验装置流出,以高温液态钢渣雾化风箱提速后的压缩空气进行喷吹,发现钢渣喷吹距离远,成型好,无粘接,达到预期效果。经测定,该风箱喷吹空气压力为1.56MPa。
Claims (8)
1.高温液态钢渣雾化拉瓦尔喷管(1),拉瓦尔喷管(1)的管腔关于中心线轴对称,其特征在于:拉瓦尔喷管(1)的管腔沿喷射方向顺次为入口段(11)、收窄段(12)、平行段(13)和出口段(14),其中入口段(11)内管壁的直径为42mm,收窄段(12)的长度为14mm,且收窄段(12)的内管壁为半径为14mm的四分之一圆弧,平行段(13)内管壁的直径为14mm、长度为14mm,出口段(14)内管壁的长度为18.6mm,出口段(14)连接平行段(13)的一侧的内管壁直径为14m,出口段(14)远离平行段(13)的一侧的内管壁直径为16.6mm。
2.如权利要求1所述的高温液态钢渣雾化拉瓦尔喷管,其特征在于:所述入口段(11)的管长为12mm。
3.高温液态钢渣雾化风箱,包括箱体(2),箱体(2)内部为中空结构,其特征在于:箱体(2)设置高速气流接头,箱体(2)的一侧设置开孔(21),箱体(2)的开孔(21)内设置上述权利要求1或2所述的拉瓦尔喷管(1)。
4.如权利要求3所述的高温液态钢渣雾化风箱,其特征在于:所述箱体(2)设置上下两排开孔(21),上排八个,下排七个,上排开孔(21)和下排开孔(21)错位布置,开孔(21)的中心处分别设置拉瓦尔喷管(1)。
5.如权利要求4所述的高温液态钢渣雾化风箱,其特征在于:所述上排开孔(21)和下排开孔(21)的半径r均为8.3mm,上排开孔(21)和下排开孔(21)任意相邻两个开孔(21)的中心的距离b均为46.6mm,上排相邻两个开孔(21)和这两个开孔(21)之间的下排开孔(21)的中心连成的三角形为等边三角形。
6.如权利要求3、4或5所述的高温液态钢渣雾化风箱,其特征在于:所述箱体(2)由钢板材质制成,箱体(2)呈长方体状,箱体(2)的背面设置高速气流接头,箱体(2)的前面设置开孔(21)。
7.高温液态钢渣雾化方法,其特征在于:通过上述权利要求3~6任一权利要求所述的高温液态钢渣雾化风箱对高温液态钢渣进行喷吹雾化,高温液态钢渣在空中飞行时间不低于1.25s。
8.如权利要求7所述的高温液态钢渣雾化方法,其特征在于:所述箱体(2)的高速气流接头连接的气源为压强为0.5~0.8MPa的压缩空气或低于1马赫的高速气流。
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