本發(fā)明涉及一種熔池熔煉側(cè)吹用亞音速/超音速射流噴槍?zhuān)瑢儆谝苯鸺夹g(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，富氧熔池熔煉技術(shù)迅猛發(fā)展，頂吹和底吹熔煉技術(shù)的產(chǎn)量不斷提高，但側(cè)吹熔煉技術(shù)的發(fā)展稍顯落后，其產(chǎn)能在富氧熔池熔煉技術(shù)中所占的份額最小，這是其工藝特點(diǎn)所決定的。

在噴射冶金過(guò)程中，噴入熔池中的氣體對(duì)熔池?cái)嚢杵鹬浅Ｖ匾淖饔?。射流周?chē)娜垠w在卷吸作用下隨氣體一同運(yùn)動(dòng)，使得射流的橫向運(yùn)動(dòng)速度迅速降低，導(dǎo)致射流的攪動(dòng)半徑較小。當(dāng)爐體寬度過(guò)大時(shí)就難以吹透渣層，這就限制了側(cè)吹爐的爐體大型化發(fā)展，使側(cè)吹爐的熔煉能力處于一個(gè)較低的水平，難以產(chǎn)生規(guī)模效應(yīng)，進(jìn)一步降低熔煉生產(chǎn)的單位成本。

要實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)大型化，提高射流的攪動(dòng)半徑，就必須提高富氧空氣的出口流速，但對(duì)于普通噴槍來(lái)說(shuō)當(dāng)出口速度達(dá)到音速時(shí)就會(huì)產(chǎn)生“壅塞現(xiàn)象”，即無(wú)論噴槍內(nèi)的氣壓如何提高，氣體的出口速度都不會(huì)繼續(xù)增大，最高只能達(dá)到音速，若要繼續(xù)增大氣體的出口速度噴槍就必須采用特殊的設(shè)計(jì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題及不足，本發(fā)明提供一種熔池熔煉側(cè)吹用亞音速/超音速射流噴槍。該噴槍風(fēng)道采用拉法爾噴管，可使槍內(nèi)的氣體流速進(jìn)一步加大直至超越音速，極大的提高了射流的攪動(dòng)半徑，增加爐體寬度，進(jìn)而提高側(cè)吹爐的熔煉能力，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。

一種熔池熔煉側(cè)吹用亞音速/超音速射流噴槍?zhuān)岓w1、噴頭2、外套管3、耐火材料層4、氣道5和氣體入口6，所述槍體1設(shè)置在爐體側(cè)壁一側(cè)的外圍上設(shè)有外套管3，槍體1一端端口上設(shè)有噴頭2，噴頭2表面設(shè)有耐火材料層4，槍體1內(nèi)部中間位置設(shè)有橫置的氣道5，氣道5連通噴頭2，槍體1上側(cè)設(shè)有氣體入口6，氣體入口6與氣道5連通，氣體入口6與供氣管路密封連接，氣道5為先收縮后擴(kuò)張的拉法爾噴管狀。

所述槍體1設(shè)置在爐體側(cè)壁時(shí)，槍體1相對(duì)爐體側(cè)壁傾斜，傾斜角度為0～40°。

該熔池熔煉側(cè)吹用亞音速/超音速射流噴槍的工作原理為：

將槍體1設(shè)置在爐體側(cè)壁，通過(guò)供氣管路向氣體入口6提供氣體，氣體在先收縮后擴(kuò)張的拉法爾噴管狀的氣道5進(jìn)一步加大直至超越音速或亞音速?lài)姶档綘t體中。

本發(fā)明的有益效果是：

（1）風(fēng)道采用拉法爾噴管，可使槍內(nèi)的氣體流速進(jìn)一步加大直至超越音速，極大的提高了射流的攪動(dòng)半徑，增加爐體寬度，進(jìn)而提高側(cè)吹爐的熔煉能力；

（2）氣體流速的增大有利于增強(qiáng)對(duì)熔池的攪拌作用，為熔煉反應(yīng)創(chuàng)造更好的動(dòng)力學(xué)條件，提高側(cè)吹爐的床能力；

（3）噴槍具有一定的向下傾斜角度，可進(jìn)一步增大射流的攪動(dòng)半徑，增加爐體寬度；

（4）槍體與外套管，還有槍體與噴頭之間是可拆卸的，裝置結(jié)構(gòu)模塊化，便于槍體的維護(hù)以及噴頭燒損后進(jìn)行更換。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明噴槍結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明噴槍安裝示意圖。

圖中：1-槍體，2-噴頭，3-外套管，4-耐火材料層，5-氣道，6-氣體入口。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例1

如圖1和2所示，該熔池熔煉側(cè)吹用亞音速/超音速射流噴槍?zhuān)岓w1、噴頭2、外套管3、耐火材料層4、氣道5和氣體入口6，所述槍體1設(shè)置在爐體側(cè)壁一側(cè)的外圍上設(shè)有外套管3，槍體1一端端口上設(shè)有噴頭2，噴頭2表面設(shè)有耐火材料層4（耐火材料的主要成份為氧化鋁），槍體1內(nèi)部中間位置設(shè)有橫置的氣道5，氣道5連通噴頭2，槍體1上側(cè)設(shè)有氣體入口6，氣體入口6與氣道5連通，氣體入口6與供氣管路密封連接，氣道5為先收縮后擴(kuò)張的拉法爾噴管狀。

其中槍體1設(shè)置在爐體側(cè)壁時(shí)，槍體1相對(duì)爐體側(cè)壁傾斜，傾斜角度為25°。

冶煉廠煉銅車(chē)間的瓦紐科夫爐，在采用該熔池熔煉側(cè)吹用亞音速/超音速射流噴槍后，風(fēng)壓由0.1MPa提高為0.6MPa，出口流速可達(dá)到380m/s，噴槍的向下傾斜角度設(shè)置為25°，可進(jìn)一步增強(qiáng)氣體射流的攪動(dòng)半徑，同時(shí)提高熔池內(nèi)的攪拌強(qiáng)度，促進(jìn)熔池內(nèi)的脫硫造渣反應(yīng)快速充分的進(jìn)行，床能力從20t/m²·d提高為40t/m²·d，爐體寬度可由2m增加到4m，有效熔煉面積由36m²提高到72m²，使側(cè)吹爐的日處理干料量由600t提高到1200t以上。

實(shí)施例2

如圖1和2所示，該熔池熔煉側(cè)吹用亞音速/超音速射流噴槍?zhuān)岓w1、噴頭2、外套管3、耐火材料層4、氣道5和氣體入口6，所述槍體1設(shè)置在爐體側(cè)壁一側(cè)的外圍上設(shè)有外套管3，槍體1一端端口上設(shè)有噴頭2，噴頭2表面設(shè)有耐火材料層4（耐火材料的主要成份為氧化鋁），槍體1內(nèi)部中間位置設(shè)有橫置的氣道5，氣道5連通噴頭2，槍體1上側(cè)設(shè)有氣體入口6，氣體入口6與氣道5連通，氣體入口6與供氣管路密封連接，氣道5為先收縮后擴(kuò)張的拉法爾噴管狀。

其中槍體1設(shè)置在爐體側(cè)壁時(shí)，槍體1相對(duì)爐體側(cè)壁傾斜，傾斜角度為0°。

實(shí)施例3

如圖1和2所示，該熔池熔煉側(cè)吹用亞音速/超音速射流噴槍?zhuān)岓w1、噴頭2、外套管3、耐火材料層4、氣道5和氣體入口6，所述槍體1設(shè)置在爐體側(cè)壁一側(cè)的外圍上設(shè)有外套管3，槍體1一端端口上設(shè)有噴頭2，噴頭2表面設(shè)有耐火材料層4（耐火材料的主要成份為氧化鋁），槍體1內(nèi)部中間位置設(shè)有橫置的氣道5，氣道5連通噴頭2，槍體1上側(cè)設(shè)有氣體入口6，氣體入口6與氣道5連通，氣體入口6與供氣管路密封連接，氣道5為先收縮后擴(kuò)張的拉法爾噴管狀。

其中槍體1設(shè)置在爐體側(cè)壁時(shí)，槍體1相對(duì)爐體側(cè)壁傾斜，傾斜角度為40°。

以上結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作了詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。