0027]作為優(yōu)選:所述噴頭芯管與噴頭外管中心孔收縮的變徑圓錐孔段對應(yīng)的外廓面為圓錐面。
[0028]作為優(yōu)選:所述噴頭芯管與噴頭外管中心孔擴大的變徑圓錐孔段對應(yīng)的外廓面為圓錐面。
[0029]作為優(yōu)選:所述噴頭芯管與噴頭外管中心孔擴大的變徑圓錐孔段對應(yīng)的外廓面為圓柱面。
[0030]如上所述，本發(fā)明的有益效果是:
[0031]1、現(xiàn)有氧槍的超音速射流在實際使用中衰減較快，存在噴吹距離短、沖擊強度小等缺點。集束頂槍的集束射流噴吹技術(shù)，較好地解決了普通超音速氧槍存在的缺陷，與單純超音速氧氣射流相比具有噴射距離長、沖擊力大、氧氣利用率高和氧槍壽命長等優(yōu)點，能產(chǎn)生長距離保持初始出口直徑、速度、射流動量的聚合射流，相同距離時集束射流的注入能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)超音速氣體射流，可促進鋼渣反應(yīng)、均勻成分和溫度、減少噴濺、提高氧氣利用率、提高金屬收得率。同時因穿透能力的增強，槍位可適當(dāng)提高，減少噴頭粘鋼，降低氧槍噴頭消耗。
[0032]2、在本發(fā)明的集束頂槍結(jié)構(gòu)中，水冷內(nèi)管與隔水管之間為冷卻水進水通道、水冷外管與隔水管為冷卻水出水通道、水冷內(nèi)管與氣體內(nèi)管之間為氧氣通道、氣體內(nèi)管內(nèi)為燃?xì)馔ǖ?，也可以根?jù)需要通入粉劑。噴頭芯管與噴頭外管之間的特殊空隙通道分別連續(xù)形成收縮環(huán)錐段、多隙環(huán)槽段、擴展環(huán)錐段，可以使氧氣在通過時獲得超音速加速，并由噴頭外管節(jié)流孔流出的氧氣在超音速主氧的外層環(huán)繞伴隨流，使中心超音速射流擴展及衰減更小，超音速射流更長，提高氧氣射流對熔池的穿透深度及攪拌強度，同時由于射流速度衰減延緩，可提高氧槍的吹煉槍位，而不影響射流對鋼液的沖擊深度，延長了氧槍噴頭的使用壽命。氧氣從節(jié)流小孔流出形成的外層環(huán)繞伴隨流還可與鋼液脫碳產(chǎn)生的一氧化碳燃燒生成二氧化碳，放出的熱量加熱真空槽耐材，減少鋼液溫度下降速度。中間套管內(nèi)可以安裝攝像頭、火焰檢測裝置、燃?xì)恻c火裝置等附屬設(shè)備。
【附圖說明】
[0033]圖1為本發(fā)明實施例1中環(huán)槽集束射流噴頭結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖2為本發(fā)明實施例1中環(huán)槽集束射流噴頭底部示意圖；
[0035]圖3為本發(fā)明實施例1中噴頭外管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖4為本發(fā)明實施例1中節(jié)流孔的另一種分布示意圖；
[0037]圖5為本發(fā)明實施例2中環(huán)槽集束射流噴頭結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖6為本發(fā)明實施例2中環(huán)槽集束射流噴頭底部示意圖；
[0039]圖7為本發(fā)明實施例2中噴頭芯管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0040]零件標(biāo)號說明
[0041]1 噴頭芯管
[0042]2 噴頭外管
[0043]3 中間套管
[0044]4 水冷外管
[0045]5 隔水管
[0046]6 水冷內(nèi)管
[0047]7 氣體內(nèi)管
[0048]8 多孔隙環(huán)槽狀氣體通道
[0049]9 定位棱脊
[0050]2a 中心孔
[0051]2b節(jié)流孔
[0052]2c臺階孔
【具體實施方式】
[0053]以下由特定的具體實施例說明本發(fā)明的實施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點及功效。
[0054]實施例1
[0055]—種基于集束頂槍的高槍位真空精煉方法，包括利用鋼水包、真空室、集束頂槍和抽真空裝置組成的工藝裝備，將真空室的浸漬管插入鋼水包的鋼液中，頂槍通過密封通道插入真空室，抽真空裝置使真空室內(nèi)鋼液表面的壓力處于低壓狀態(tài)，上升浸漬管內(nèi)通入提升氣使鋼液在真空室與鋼水包之間循環(huán)流動，在頂槍內(nèi)通入氧氣、粉劑、燃?xì)獾冉橘|(zhì)。
[0056]其中集束頂槍具有位于中心的粉劑通道、位于粉劑通道外圍的主氧通道和位于主氧通道外圍的付氧通道；在RH真空精煉時，通過集束頂槍向真空槽內(nèi)吹入氧氣和粉劑，超音速吹氧、噴粉、二次燃燒加熱等工藝過程同時進行，集束頂槍槍頭位于鋼液面上3.5?5m，避開鋼液嚴(yán)重飛濺區(qū)。其中氧氣由主氧通道和付氧通道進入分別形成主氧流和付氧流，所述付氧流在主氧流外圍形成一層環(huán)繞伴隨流，使主氧流和粉劑形成集束射流，粉劑在主氧流的裹挾保護下與主氧流共同射入鋼液，主氧流沖擊鋼液并與鋼液中的碳反應(yīng)生成一氧化碳，溢出鋼液的一氧化碳與集束環(huán)繞伴流的付氧流發(fā)生二次燃燒加熱真空槽，減小鋼液溫降。
[0057]對于僅需脫氣和自然脫氧脫碳的鋼種，無需降下集束頂槍，抽真空時集束頂槍位于槽內(nèi)待機位。
[0058]對于需要強制脫碳的鋼種，精煉處理時降下集束頂槍至鋼液面上3.5m?5m，氧氣流量為1500?2500Nm3/h ;噴吹時間3?8min ； [C]可達(dá)20ppm以下。
[0059]對于超低碳的鋼種，吹入粉劑為脫碳劑，為包含CaC03、鐵礦石粉等成分的鈍化顆粒；脫碳劑的噴吹速度為10?100kg/min ;粉劑粒度0.1?3mm ;載氣流量為100?300Nm3/h ;氧氣流量為1500?2500Nm3/h ;噴吹時間3?8min ； [C]可達(dá)5ppm以下，T[0]可達(dá)lOppm以下。
[0060]對于需要脫硫的鋼種，吹入粉劑為脫硫劑，為包含CaO、CaF2、Si02、MgO、A1203等成分的鈍化顆粒；脫硫劑的噴吹速度為30?300kg/min ;粉劑粒度0.1?3mm ;載氣流量為100?300Nm3/h ;氧氣流量為1500?2500Nm3/h ;噴吹時間3?8min ； [S]可達(dá)5ppm以下。
[0061]對于需要脫磷的鋼種，吹入粉劑為脫磷劑，為包含CaO等成分的鈍化顆粒；脫磷劑的噴吹速度為30?300kg/min ;粉劑粒度0.1?3mm ;載氣流量為100?300Nm3/h ;氧氣流量為1500?2500Nm3/h ;噴吹時間3?8min ； [P]可達(dá)20ppm以下。
[0062]在RH真空精煉間隙期，通過頂槍向真空槽內(nèi)吹入燃?xì)夂脱鯕?，燃?xì)鈴姆蹌┩ǖ来等?，主氧流與付氧流共同助燃中心的燃?xì)猓紵訜嵴婵詹?，維持其內(nèi)部溫度在1350°C以上。
[0063]在更換新真空槽后，需要將真空槽從800°C甚至更低溫度加熱升溫至1350°C以上。具體方法是通過集束頂槍向新上線的真空槽通入燃?xì)夂脱鯕?，?dāng)真空槽內(nèi)溫度低于800°C時，先啟動點火裝置，然后再逐步加大燃?xì)夂脱鯕饬髁?；?dāng)真空槽內(nèi)溫度高于800攝氏度時，不需要啟動點火裝置，直接通入氧氣和煤氣，并逐步加大流量。
[0064]本發(fā)明中所述的集束頂槍如圖1至圖3所示，包括同軸設(shè)置的多層套管、噴頭芯管1、噴頭外管2，所述多層套管從外到內(nèi)分別為水冷外管4、隔水管5、水冷內(nèi)管6、氣體內(nèi)管7。水冷外管4和水冷內(nèi)管6與噴頭外管2焊接密封，氣體內(nèi)管7與噴頭芯管1插接且由彈性密封環(huán)密封。在本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，水冷內(nèi)管6與隔水管5之間為冷卻水進水通道、水冷外管4與隔水管5為冷卻水出水通道、水冷內(nèi)管6與氣體內(nèi)管7之間為氧氣通道、氣體內(nèi)管7內(nèi)為燃?xì)馔ǖ?，也可以根?jù)需要通入粉劑。
[0065]集束頂槍的關(guān)鍵在于，噴頭外管2開有一個中心孔2a和多個圍繞中心孔2a均布的節(jié)流孔2b，節(jié)流孔2b貫穿噴頭外管2的上下端，所述節(jié)流孔2b形成所述付氧通道，節(jié)流孔2b的數(shù)量以及距中心孔2a的距離可應(yīng)根據(jù)需求設(shè)置；所述噴頭芯管1中心形成粉劑通道，噴頭芯管1插入噴頭外管2的中心孔2a內(nèi)，所述噴頭芯管1外廓面與噴頭外管2內(nèi)廓面之間構(gòu)成所述主氧通道，噴頭芯管1與噴頭外管2之間設(shè)置有定位結(jié)構(gòu)，從而形成多孔隙環(huán)槽狀氣體通道8，噴頭芯管1與噴頭外管2之間的多孔隙環(huán)槽狀氣體通道8可以使氧氣通過時獲得超音速加速，通過噴頭外管2節(jié)流孔2b的氧氣在超音速主氧的外層環(huán)繞伴隨流，使中心超音速射流擴展及衰減更小，超音速射流更長，提高氧氣射流對熔池的穿透深度及攪拌強度，同時由于射流速度衰減延緩，可提高氧槍的吹煉槍位，而不影響射流對鋼液的沖擊深度，延長了氧槍噴頭的使用壽命。噴頭外管2節(jié)流孔2b流出的低速氧氣環(huán)流還可與鋼液脫碳產(chǎn)生的一氧化碳燃燒生成二氧化碳，放出的熱量加熱真空槽耐材，減少鋼液溫度下降速度。
[0066]本例中在中心孔2a與節(jié)流孔2b中間開有臺階孔2c，臺階孔2c內(nèi)安裝有中間套管3，中間套管3插入對應(yīng)的噴頭外2的臺階孔2c且由彈性密封環(huán)密封，中間套管3內(nèi)可以安裝攝像頭、火焰檢測裝置、燃?xì)恻c火裝置等附屬設(shè)備。臺階孔2c的數(shù)量可以為1?3個，如圖4所示，其他實施例中臺階孔2c可以位于節(jié)流孔2b外圈(此圖中臺階孔未示出)，使得節(jié)流孔2b更靠近中心孔2a，這樣同樣能夠起到外層環(huán)繞伴隨流的作用。
[0067]本例中，噴頭外管2中心孔2a內(nèi)廓面由三段連續(xù)母線繞中心軸線旋轉(zhuǎn)而成，第一段母線與中心軸線成正夾角形成橫斷面收縮的變徑圓錐孔，第二段母線與中心軸線平行形成等徑圓柱孔，第三段母線與中心軸線成負(fù)夾角形成橫斷面擴大的變徑圓錐孔。
[0068]進一步如圖2和圖3所示，本例中噴頭芯管1與噴頭外管2中心孔2a等徑圓柱段對應(yīng)的外廓面為凹弧面正多邊形柱面，相鄰兩凹弧面之間構(gòu)成定位棱脊9，噴頭