CN214004708U - 氧枪喷头 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种氧枪喷头。该氧枪喷头包括喷头本体；所述喷头本体正中心设置有个中心拉瓦尔型喷孔，所述中心拉瓦尔型喷孔由收缩段、喉口和扩张段三部分组成，所述侯口的截面为方形；所述扩张段出口的圆形截面内径大于所述侯口的方形截面对角线长度，所述中心拉瓦尔型喷孔出口的马赫数为2.5～3.0。在所述喷头本体上，均匀分布有以所述喷头本体的圆心为中心点的一圈周边拉瓦尔型喷孔；所述周边拉瓦尔型喷孔的数量设置为4～6个；所述周边拉瓦尔型喷孔出口的马赫数为1.5～2.0。所述周边拉瓦尔型喷孔由入口收缩段、方形喉口和出口扩张段三部分组成；所述出口扩张段的出口圆形截面内径大于所述方形侯口的方形截面对角线长度。

Description

氧枪喷头

技术领域

本实用新型涉及钢铁冶金转炉炼钢领域，尤其涉及一种氧枪喷头。

背景技术

氧枪供氧是整个冶炼过程中最重要的环节，不仅影响钢水终点成分、吹炼时间，化渣情况，钢铁消耗等问题，还会影响到钢水中有害元素以及夹杂物的含量。氧枪的作用是将氧气通过强压喷进熔池中，通过化学反应完成脱磷、脱碳等任务。其中，氧枪喷头是氧枪的核心组成部分，其主要作用是通过喷射的氧气射流对熔池的搅拌和与熔池的反应来合理控制转炉钢液中的乳化及泡沫现象,得到合适的渣中(FeO)含量，促进石灰的快速融化，得到合适的碱度，实现转炉脱碳、升温、去磷的目的。

申请号为CN201721883725.5的实用新型专利公开了一种用于吹氧脱碳的氧枪。该氧枪包括：枪壳主体及与其连接的喷头，所述枪壳主体包括管状通道，所述管状通道一端与所述喷头连接，另一端与供氧管路连接；所述喷头的吼口直径为15～30mm，所述喷头的出口直径为35～45mm，所述喷头的扩张角度为10～15°。

目前，现有技术中氧枪喷头的类型主要有拉瓦尔型、直筒型和螺芯型，但是目前使用较多的是拉瓦尔型。

申请号为CN201920997661.4的实用新型专利公开了一种改进的拉瓦尔型氧枪喷头。该氧枪喷头包括喷头本体，所述喷头本体其喉口内径为φ42mm，出口内径为φ55mm，喷口夹角为12°45′，喷射压力Mpa2.0。但是该氧枪喷头存在对熔池的冲击面积小、不利于熔池快速升温、脱碳的缺陷，且该氧枪喷头结构毛坯组件不易于加工、喷头组件焊接复杂，喷头组件连接组装不方便的问题。

申请号为CN96210210.5实用新型专利公开了一种混合孔型多孔氧枪喷头。该氧枪喷头由枪头(1)、喷吹孔组成混合孔型多孔氧枪喷头，枪头的中间设有拉瓦尔型孔(2)，四周设有若干直筒型孔(3、4)或突扩型孔。但是该氧枪喷头存在对熔池的冲击面积小、不利于熔池快速升温、脱碳且喷头组件焊接复杂的缺陷。

实用新型内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种氧枪喷头。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供了一种氧枪喷头，包括喷头本体。所述喷头本体正中心设置有个中心拉瓦尔型喷孔，所述中心拉瓦尔型喷孔由收缩段、喉口和扩张段三部分组成，所述喉口的截面为方形；所述扩张段出口的圆形截面内径大于所述喉口的方形截面对角线长度，所述中心拉瓦尔型喷孔出口的马赫数为2.5～3.0。

优选的，所述中心拉瓦尔型喷孔中，所述扩张段出口的圆形截面内径为φ45～55mm；所述喉口的方形截面对角线长度为φ30～45mm。

优选的，在所述喷头本体上，均匀分布有以所述喷头本体的圆心为中心点的一圈周边拉瓦尔型喷孔；所述周边拉瓦尔型喷孔的数量设置为4～6个；所述周边拉瓦尔型喷孔出口的马赫数为1.5～2.0。

优选的，所述周边拉瓦尔型喷孔由入口收缩段、方形喉口和出口扩张段三部分组成；所述出口扩张段的出口圆形截面内径大于所述方形喉口的方形截面对角线长度。

优选的，所述周边拉瓦尔型喷孔中，所述出口扩张段的出口圆形截面内径为φ35～45mm；所述方形喉口的方形截面对角线长度为φ20～30mm。

优选的，所述周边拉瓦尔型喷孔与所述喷头本体的轴线形成喷口夹角α。

优选的，所述喷口夹角α的角度为12°～18°。

优选的，所述喉口的截面为正方形或者圆角方形；所述方形喉口的截面为正方形或者圆角方形。

优选的，所述中心拉瓦尔型喷孔中，所述扩张段出口的圆形截面内径为φ55mm；所述喉口的方形截面对角线长度为φ42mm。

优选的，所述周边拉瓦尔型喷孔，所述出口扩张段的出口圆形截面内径为φ40mm；所述方形喉口的方形截面对角线长度为φ28mm。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型提供的氧枪喷头，在氧枪喷头的喷头本体中心位置设置一个大的中心拉瓦尔型喷孔，其出口马赫数高于传统氧枪喷头出口马赫数，能够提高冲击深度，加强熔池搅拌，利于熔池快速升温、脱碳。在喷头本体的中心拉瓦尔型喷孔的四周开有一圈比中心拉瓦尔型喷孔略小设置的周边拉瓦尔型喷孔，并设置有一定的喷口夹角，周边拉瓦尔型喷孔与中心拉瓦尔型喷孔协同作用，提高了，有利于转炉前期炉渣的熔化，能够快速成渣。

2、本实用新型提供的氧枪喷头，周边拉瓦尔型喷孔与喷头本体轴线的喷口夹角α为12°～18°，大于常规喷头的喷口夹角，能够进一步提高对熔池的冲击面积。

3、本实用新型提供的氧枪喷头，采用中心拉瓦尔型喷孔和周边拉瓦尔型喷孔的组合设计，且将喉口的截面设置成方形结构(正方形或者圆角方形结构)，与传统圆形喉口截面结构相比，本实用新型设计的方形喉口结构具备连接方便、毛坯组件易于加工、提高了喷头组件焊接可靠性的优点。

4、本实用新型提供的氧枪喷头，适用于转炉常规冶炼工艺及转炉炼钢新工艺的转炉后期脱碳、升温；并且能够缩短冶炼时间，提高吹炼效果。同时该氧枪喷头也适用于电炉等其他炼钢用炉子。

附图说明

图1为本实用新型提供的氧枪喷头整体结构示意图。

图2为本实用新型提供的氧枪喷头的端部(截面)结构示意图。

图3为本实用新型实施例1提供的氧枪喷头的中心拉瓦尔型喷孔截面结构示意图。

图4为本实用新型实施例2提供的氧枪喷头的中心拉瓦尔型喷孔截面结构示意图。

附图标记：

10、喷头本体；20、中心拉瓦尔型喷孔；21、收缩段；22、喉口；23、扩张段；30、周边拉瓦尔型喷孔；31、入口收缩段；32、方形喉口；33、出口扩张段。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本实用新型所保护的范围。

请参阅图1-2所示，本实用新型提供了一种氧枪喷头，包括喷头本体10；所述喷头本体10正中心设置有1个中心拉瓦尔型喷孔20，所述中心拉瓦尔型喷孔20由收缩段21、喉口22和扩张段23三部分组成，所述喉口22的截面为方形；所述扩张段23出口的圆形截面内径大于所述喉口22的方形截面对角线长度，所述中心拉瓦尔型喷孔20出口的马赫数为2.5～3.0。

进一步地，所述中心拉瓦尔型喷孔20中，所述扩张段23出口的圆形截面内径为φ45～55mm；所述喉口22的方形截面对角线长度为φ30～45mm。

进一步地，在所述喷头本体10上，均匀分布有以所述喷头本体10的圆心为中心点的一圈周边拉瓦尔型喷孔30；所述周边拉瓦尔型喷孔30的数量设置为4～6个；所述周边拉瓦尔型喷孔30出口的马赫数为1.5～2.0。

进一步地，所述周边拉瓦尔型喷孔30由入口收缩段31、方形喉口32和出口扩张段33三部分组成；所述出口扩张段33的出口圆形截面内径大于所述方形喉口32的方形截面对角线长度。

进一步地，所述周边拉瓦尔型喷孔30中，所述出口扩张段33的出口圆形截面内径为φ35～45mm；所述方形喉口32的方形截面对角线长度为φ 20～30mm。

进一步地，所述周边拉瓦尔型喷孔30与所述喷头本体10的轴线形成喷口夹角α。

进一步地，所述喷口夹角α的角度为12°～18°。

进一步地，所述喉口22的截面为正方形或者圆角方形；所述方形喉口32 的截面为正方形或者圆角方形。

进一步地，所述中心拉瓦尔型喷孔20中，所述扩张段23出口的圆形截面内径为φ55mm；所述喉口22的方形截面对角线长度为φ42mm。

进一步地，所述周边拉瓦尔型喷孔30，所述出口扩张段33的出口圆形截面内径为φ40mm；所述方形喉口32的方形截面对角线长度为φ28mm。

下面通过具体的实施例对本实用新型提供的氧枪喷头做进一步的详细描述。

实施例1

本实用新型实施例1提供了一种氧枪喷头。

请参阅图1所示，该氧枪喷头，包括喷头本体10；所述喷头本体10正中心设置有1个中心拉瓦尔型喷孔20，所述中心拉瓦尔型喷孔20由收缩段21、喉口22和扩张段23三部分组成，所述喉口22的截面为方形；所述扩张段23 出口的圆形截面内径大于所述喉口22的方形截面对角线长度，所述中心拉瓦尔型喷孔20出口的马赫数为3.0。

所述中心拉瓦尔型喷孔20中，所述扩张段23出口的圆形截面内径为φ 55mm；所述喉口22的方形截面对角线长度为φ42mm。

请参阅图2所示，在所述喷头本体10上，均匀分布有以所述喷头本体10 的圆心为中心点的一圈周边拉瓦尔型喷孔30；所述周边拉瓦尔型喷孔30的数量设置为5个；所述周边拉瓦尔型喷孔30出口的马赫数为2.0。

所述周边拉瓦尔型喷孔30由入口收缩段31、方形喉口32和出口扩张段 33三部分组成；所述出口扩张段33的出口圆形截面内径大于所述方形喉口 32的方形截面对角线长度。

所述周边拉瓦尔型喷孔30中，所述出口扩张段33的出口圆形截面内径为φ40mm；所述方形喉口32的方形截面对角线长度为φ28mm。

所述周边拉瓦尔型喷孔30与所述喷头本体10的轴线形成喷口夹角α；所述喷口夹角α的角度为13°。

请参阅图3所示，所述喉口22的截面为正方形；所述方形喉口32的截面为正方形。

喷头是氧枪的核心部分，它是一个能量转换器，通过喷头把氧气的压力能获得超音速流股来冲击搅拌熔池。本实用新型提供的拉瓦尔型喷孔是一个先收缩后扩张的喷管，由收缩段、喉口和扩张段三部分组成。喉口是收缩段和扩张段的交界面，此处的截面积最小，称之为临界截面，喉口直径称为临界直径。当高压气体流经喷孔的收缩段时，因喷孔截面积逐渐减小而被加速，在喉口处达到音速，流经扩张段时因气体膨胀、压力降低，速度继续增加，到达喷孔出口处时气流压力降至与外界压力相等，速度达到设计要求的超音速流股。

与其他类型的氧枪喷头相比，拉瓦尔型氧枪喷头的流股出口速度最大，在相同冲击深度下枪位最高，氧枪喷头的工作环境有所改善，有利于提高氧枪喷头的使用寿命。

本实施例提供的氧枪喷头，在氧枪喷头的喷头本体中心位置设置一个大的中心拉瓦尔喷孔，其出口马赫数高于传统氧枪喷头出口马赫数，能够提高冲击深度，加强熔池搅拌，利于熔池快速升温、脱碳。在喷头本体的中心拉瓦尔喷孔的四周开有一圈比中心拉瓦尔喷孔略小设置的周边拉瓦尔圆形喷孔，并设置有一定的喷口夹角，周边拉瓦尔喷孔与中心拉瓦尔喷孔协同作用，提高了对熔池的冲击面积，有利于转炉前期炉渣的熔化，能够快速成渣。

本实施例提供的氧枪喷头，采用中心拉瓦尔喷孔和周边拉瓦尔喷孔的组合设计，且将喉口的截面设置成方形结构，与传统圆形喉口截面结构相比，本实用新型设计的方形喉口结构具备连接方便、毛坯组件易于加工、提高了喷头组件焊接可靠性的优点。

实施例2

本实用新型实施例2提供了一种氧枪喷头。

请参阅图1所示，该氧枪喷头，包括喷头本体10；所述喷头本体10正中心设置有1个中心拉瓦尔型喷孔20，所述中心拉瓦尔型喷孔20由收缩段21、喉口22和扩张段23三部分组成，所述喉口22的截面为方形；所述扩张段23 出口的圆形截面内径大于所述喉口22的方形截面对角线长度，所述中心拉瓦尔型喷孔20出口的马赫数为2.8。

所述中心拉瓦尔型喷孔20中，所述扩张段23出口的圆形截面内径为φ 55mm；所述喉口22的方形截面对角线长度为φ42mm。

在所述喷头本体10上，均匀分布有以所述喷头本体10的圆心为中心点的一圈周边拉瓦尔型喷孔30；所述周边拉瓦尔型喷孔30的数量设置为4个；所述周边拉瓦尔型喷孔30出口的马赫数为2.0。

所述周边拉瓦尔型喷孔30由入口收缩段31、方形喉口32和出口扩张段 33三部分组成；所述出口扩张段33的出口圆形截面内径大于所述方形喉口 32的方形截面对角线长度。

所述周边拉瓦尔型喷孔30中，所述出口扩张段33的出口圆形截面内径为φ40mm；所述方形喉口32的方形截面对角线长度为φ28mm。

所述周边拉瓦尔型喷孔30与所述喷头本体10的轴线形成喷口夹角α；所述喷口夹角α的角度为15°。

如图4所示，所述喉口22的截面为圆角方形；所述方形喉口32的截面为圆角方形。

实施例3

本实用新型实施例3提供了一种氧枪喷头。

请参阅图1所示，该氧枪喷头，包括喷头本体10；所述喷头本体10正中心设置有1个中心拉瓦尔型喷孔20，所述中心拉瓦尔型喷孔20由收缩段21、喉口22和扩张段23三部分组成，所述喉口22的截面为方形；所述扩张段23 出口的圆形截面内径大于所述喉口22的方形截面对角线长度，所述中心拉瓦尔型喷孔20出口的马赫数为3.0。

所述中心拉瓦尔型喷孔20中，所述扩张段23出口的圆形截面内径为φ 55mm；所述喉口22的方形截面对角线长度为φ42mm。

在所述喷头本体10上，均匀分布有以所述喷头本体10的圆心为中心点的一圈周边拉瓦尔型喷孔30；所述周边拉瓦尔型喷孔30的数量设置为6个；所述周边拉瓦尔型喷孔30出口的马赫数为1.8。

所述周边拉瓦尔型喷孔30由入口收缩段31、方形喉口32和出口扩张段 33三部分组成；所述出口扩张段33的出口圆形截面内径大于所述方形喉口 32的方形截面对角线长度。

所述周边拉瓦尔型喷孔30中，所述出口扩张段33的出口圆形截面内径为φ40mm；所述方形喉口32的方形截面对角线长度为φ28mm。

所述周边拉瓦尔型喷孔30与所述喷头本体10的轴线形成喷口夹角α；所述喷口夹角α的角度为14°。

所述喉口22的截面为圆角方形；所述方形喉口32的截面为圆角方形。

综上所述，本实用新型提供了一种氧枪喷头。该氧枪喷头包括喷头本体；所述喷头本体正中心设置有个中心拉瓦尔型喷孔，所述中心拉瓦尔型喷孔由收缩段、喉口和扩张段三部分组成，所述喉口的截面为方形；所述扩张段出口的圆形截面内径大于所述喉口的方形截面对角线长度，所述中心拉瓦尔型喷孔出口的马赫数为2.5～3.0。在所述喷头本体上，均匀分布有以所述喷头本体的圆心为中心点的一圈周边拉瓦尔型喷孔；所述周边拉瓦尔型喷孔的数量设置为4～6个；所述周边拉瓦尔型喷孔出口的马赫数为1.5～2.0。所述周边拉瓦尔型喷孔由入口收缩段、方形喉口和出口扩张段三部分组成；所述出口扩张段的出口圆形截面内径大于所述方形喉口的方形截面对角线长度。本实用新型提供的氧枪喷头适用于转炉常规冶炼工艺及转炉炼钢新工艺的转炉后期脱碳、升温；并且能够缩短冶炼时间，提高吹炼效果。同时该氧枪喷头也适用于电炉等其他炼钢用炉子。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案。

Claims (10)

1.一种氧枪喷头，包括喷头本体(10)，其特征在于：所述喷头本体(10)正中心设置有1个中心拉瓦尔型喷孔(20)，所述中心拉瓦尔型喷孔(20)由收缩段(21)、喉口(22)和扩张段(23)三部分组成，所述喉口(22)的截面为方形；所述扩张段(23)出口的圆形截面内径大于所述喉口(22)的方形截面对角线长度，所述中心拉瓦尔型喷孔(20)出口的马赫数为2.5～3.0。

2.根据权利要求1所述的氧枪喷头，其特征在于：所述中心拉瓦尔型喷孔(20)中，所述扩张段(23)出口的圆形截面内径为φ45～55mm；所述喉口(22)的方形截面对角线长度为φ30～45mm。

3.根据权利要求1所述的氧枪喷头，其特征在于：在所述喷头本体(10)上，均匀分布有以所述喷头本体(10)的圆心为中心点的一圈周边拉瓦尔型喷孔(30)；所述周边拉瓦尔型喷孔(30)的数量设置为4～6个；所述周边拉瓦尔型喷孔(30)出口的马赫数为1.5～2.0。

4.根据权利要求3所述的氧枪喷头，其特征在于：所述周边拉瓦尔型喷孔(30)由入口收缩段(31)、方形喉口(32)和出口扩张段(33)三部分组成；所述出口扩张段(33)的出口圆形截面内径大于所述方形喉口(32)的方形截面对角线长度。

5.根据权利要求4所述的氧枪喷头，其特征在于：所述周边拉瓦尔型喷孔(30)中，所述出口扩张段(33)的出口圆形截面内径为φ35～45mm；所述方形喉口(32)的方形截面对角线长度为φ20～30mm。

6.根据权利要求4所述的氧枪喷头，其特征在于：所述周边拉瓦尔型喷孔(30)与所述喷头本体(10)的轴线形成喷口夹角α；所述喷口夹角α的角度为12°～18°。

7.根据权利要求2所述的氧枪喷头，其特征在于：所述喉口(22)的截面为正方形或者圆角方形。

8.根据权利要求5所述的氧枪喷头，其特征在于：所述方形喉口(32) 的截面为正方形或者圆角方形。

9.根据权利要求2所述的氧枪喷头，其特征在于：所述中心拉瓦尔型喷孔(20)中，所述扩张段(23)出口的圆形截面内径为φ55mm；所述喉口(22)的方形截面对角线长度为φ42mm。

10.根据权利要求5所述的氧枪喷头，其特征在于：所述周边拉瓦尔型喷孔(30)，所述出口扩张段(33)的出口圆形截面内径为φ40mm；所述方形喉口(32)的方形截面对角线长度为φ28mm。

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