一種環(huán)齒縫超音速射流噴頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及冶金行業(yè)中用于生成超音速氣流的噴射裝置，具體為一種環(huán)齒縫超音速射流噴頭。
【背景技術(shù)】
[0002]超音速射流在冶金行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用，如頂吹轉(zhuǎn)爐的氧槍、RH真空精煉爐頂槍等。但無(wú)論是RH-KTB頂槍，還是以后開發(fā)的RH-MFB頂槍、RH-MESID頂槍、RH-PB頂槍以及中國(guó)專利 200420027046.4,200610076151.0,200820174977.5,200820174973.7、200820174973.7,201110000083.0,201210346652.1,201310431081.6 所涉及的頂槍或噴頭，均采用圓孔拉瓦爾管結(jié)構(gòu)，即拉瓦爾管一般在中心位置，燃?xì)馔ǖ婪植荚诶郀柟芡鈧蒛，個(gè)別槍頭燃?xì)馔ǖ涝谥行奈恢?，而拉瓦爾管采用多孔外置傾斜分布，均存在制造難度大、使用壽命低、吹氧流量有限、使用中容易堵槍等缺點(diǎn)。中國(guó)專利20142044449.6提出環(huán)縫噴頭技術(shù)，解決了上述問(wèn)題，但是存在噴頭材料受熱后膨脹影響環(huán)縫面積進(jìn)而影響噴吹流量的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種適合RH真空精煉等多個(gè)領(lǐng)域使用的一種環(huán)齒縫超音速射流噴頭，以達(dá)到降低制造難度，保證流量穩(wěn)定，減少堵槍幾率，延長(zhǎng)其使用壽命，提高噴吹效能的目的。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0005]一種環(huán)齒縫超音速射流噴頭，包括外管和設(shè)于外管內(nèi)的中空芯管，所述外管與中空芯管同軸設(shè)置，所述外管內(nèi)廓面與芯管外廓面之間形成三段變截面通道，即收縮段、擴(kuò)張段以及具有環(huán)齒縫斷面的喉口段，所述收縮段的橫斷面積逐漸變小，擴(kuò)張段的橫斷面積逐漸變大，連接收縮段與擴(kuò)張段的喉口段橫斷面積最小，在噴頭軸向截面上所述變截面通道為軸對(duì)稱的收縮-擴(kuò)張變截面狀。
[0006]采用上述結(jié)構(gòu)的噴頭，所述芯管位于外管內(nèi)，喉口段的橫截面小于收縮段和擴(kuò)張段，依次形成的三段變截面通道可以將一定壓力的低速氣流加速到超音速，在噴頭出口處形成超音速射流。由于環(huán)齒縫形喉口能夠在熱脹冷縮時(shí)流通截面積不會(huì)變化太多，保證了噴射流量穩(wěn)定，而且傳統(tǒng)圓形喉口容易出現(xiàn)被鋼渣等全部堵死的情況，采用環(huán)縫形喉口可以避免喉口全部被堵住的現(xiàn)象，進(jìn)而減少堵槍幾率，延長(zhǎng)其使用壽命，提高RH真空精煉裝置冶煉的效能。
[0007]作為優(yōu)選:所述喉口段環(huán)齒縫的環(huán)齒位于外管或中空芯管上。
[0008]作為優(yōu)選:所述外管內(nèi)廓面在擴(kuò)張段為收口的變截面管。
[0009]作為優(yōu)選:所述外管內(nèi)廓面在擴(kuò)張段為擴(kuò)口的變截面管。
[0010]作為優(yōu)選:所述外管內(nèi)廓面在擴(kuò)張段為等截面管。
[0011]作為優(yōu)選:所述噴頭收縮段和擴(kuò)張段均為環(huán)形截面。
[0012]作為優(yōu)選:所述中空芯管內(nèi)安裝有攝像頭。
[0013]中空芯管內(nèi)可以通過(guò)與環(huán)管內(nèi)不同性質(zhì)的氣流。所述中空芯管內(nèi)可以通過(guò)固體粉劑。
[0014]如上所述，本發(fā)明的有益效果是:
[0015]1、采用本發(fā)明噴頭的真空精煉頂槍通過(guò)頂槍密封通道進(jìn)入RH真空室，能夠在真空條件下對(duì)真空室內(nèi)的鋼液實(shí)現(xiàn)吹氧脫碳和吹氧升溫以及噴粉脫硫，并在非真空條件下對(duì)真空室吹燃?xì)夂婵竞图訜岢滗摗?br>[0016]2、本發(fā)明噴頭可以使氧氣、燃?xì)?、脫硫粉劑在各自不同的通道?nèi)輸送至RH真空室。
[0017]3、本發(fā)明噴頭能夠在保持氧氣壓力與傳統(tǒng)RH真空精煉裝置相同的條件下，增大吹氧流量而不增加鋼液吹坑深度，進(jìn)而提高脫碳速率，提高RH真空精煉裝置的效能。
[0018]4、本發(fā)明噴頭能夠在噴粉脫硫時(shí)期，在氧氣通道通入保護(hù)氣體，使得脫硫粉劑在被周圍的保護(hù)氣體包圍下到達(dá)鋼液表面，從而減少被真空抽氣吸走的粉劑量，提高脫硫粉劑的收得率。
[0019]5、本發(fā)明噴頭能夠在烘烤真空室或除冷鋼時(shí)期實(shí)現(xiàn)純氧或富氧燃燒，提高加熱效率。
[0020]6、本發(fā)明噴頭能夠在吹氧脫碳時(shí)，實(shí)現(xiàn)超音速氧氣射流，使得工作槍位更高，減少飛濺鋼液粘槍，且環(huán)齒縫喉口比拉瓦爾喉口更能有效防止堵槍，延長(zhǎng)頂槍的使用壽命。
[0021]7、本發(fā)明噴頭的環(huán)齒縫形喉口能夠在熱脹冷縮時(shí)不發(fā)生喉口堵塞現(xiàn)象，保證噴頭的流量。
[0022]8、本發(fā)明噴頭除了應(yīng)用于RH真空精煉爐頂槍時(shí)，能夠在真空條件下對(duì)真空室內(nèi)的鋼液實(shí)現(xiàn)吹氧脫碳和吹氧升溫以及噴粉脫硫，并在非真空條件下對(duì)真空室吹燃?xì)夂婵竞图訜岢滗撝猓瑧?yīng)用于電爐爐壁槍時(shí)，超音速氣流可以實(shí)現(xiàn)切割廢鋼和噴碳粉、造泡沫渣。應(yīng)用于高爐時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離噴煤粉。應(yīng)用于工業(yè)加熱爐時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)大功率超長(zhǎng)焰加熱。應(yīng)用于蒸汽噴射真空泵可以實(shí)現(xiàn)大流量抽氣。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為本發(fā)明實(shí)施例環(huán)齒縫超音速射流噴頭喉口斷面示意圖；
[0024]圖2為本發(fā)明實(shí)施例環(huán)齒縫超音速射流噴頭軸向截面示意圖；
[0025]圖3為本發(fā)明實(shí)施例中外管擴(kuò)張段為等截面圓管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖4為本發(fā)明實(shí)施例中外管擴(kuò)張段為擴(kuò)口的變截面圓管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖5為本發(fā)明實(shí)施例中外管擴(kuò)張段為收口的變截面圓管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖6為本發(fā)明應(yīng)用于RH真空精煉用頂槍實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]零件標(biāo)號(hào)說(shuō)明
[0030]I 外管
[0031]2 中空芯管
[0032]3 環(huán)齒
[0033]4 水冷外管
[0034]5 隔水管
[0035]6內(nèi)管
[0036]7中心管
[0037]8輸粉管
[0038]9O型密封圈
[0039]10收縮段
[0040]11喉口段
[0041]12擴(kuò)張段
【具體實(shí)施方式】
[0042]以下由特定的具體實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說(shuō)明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。
[0043]本實(shí)施例中所提及的方位，以從后至前的方向?yàn)閲娚浞较颉?br>[0044]如圖1至圖3所示，本發(fā)明提供一種環(huán)齒縫超音速射流噴頭，包括同軸設(shè)置的中空芯管2和變截面外管1，中空芯管2位于外管I內(nèi)，外管I內(nèi)廓面與中空芯管2外廓面之間沿軸向依次形成環(huán)形的收縮段10、喉口段11和環(huán)形的擴(kuò)張段12三段變截面通道，其中收縮段10的橫截面沿軸向的噴射方向逐漸變小，擴(kuò)張段12的橫截面沿軸向的噴射方向逐漸變大，喉口段11位于收縮段10和擴(kuò)張段12之間，喉口段11橫截面小于收縮段10和擴(kuò)張段12，且喉口段11具有環(huán)齒縫斷面，變截面通道在噴頭軸向截面上為軸對(duì)稱的截面，形成收縮-擴(kuò)張的變截面狀。依次形成的三段變截面通道可以將一定壓力的低速氣流加速到超音