专利名称：水冷结构炼钢炉氧枪喷头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及炼钢炉用氧枪领域，尤其涉及一种炼钢炉用氧枪喷头。
背景技术：
炼钢炉用的氧枪喷头，其端底承受很高热负荷，而侧壁所受热负荷很小，大约为端 底的1/250，因此喷头的冷却实际上主要是对端底的冷却。现有的氧枪喷头结构如图1所 示，由三层套管组成，内层套管为氧气管路1，中间层管与内层套管之间为冷却水进水管道 2，外层套管与中间层管之间为冷却水出水管道3，中间层管即为分隔冷却水进出的挡板，俗 称兜水板4，兜水板的设计合理与否极大的影响冷却效率，从而影响着喷头的寿命。现有的 兜水板4为直通形，并靠近外层套管，其离开喷头端底的距离也较远。这样的结构导致高速 冷却水流(2m/s)在流向喷头底端3的过程中在喷头的底端和侧面各形成一个漩涡，水流在 未到达喷头底部端面时就流向兜水板4，经过兜水板4后直接流入冷却水出水管道3，导致 喷头底端的冷却水流速度很低(只有0. 005 m/s左右)，循环效率降低，冷却效果不理想。发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种水冷结构炼钢炉氧枪喷头，在该氧枪 喷头的冷却水管路中通过增加控流凸块使冷却水的流动中始终保持恒速及加速，避免出现 减速区及回流区域，避免冷却死角，提高冷却效率。本实用新型是这样实现的一种水冷结构炼钢炉氧枪喷头，由三层套管组成，内层 套管为氧气管路，中间层管与内层套管之间为冷却水进水管道，外层套管与中间层管之间 为冷却水出水管道，中间层管即为分隔冷却水进出的兜水板，所述兜水板靠近喷头端底的 一端设有控流凸块，所述控流凸块的外形与内管外壁形状互为补充，控流凸块的外轮廓由 引流段、增速段和过渡段构成，引流段为与兜水板轴线成一定角度的直线，过渡段为一圆弧 线，圆弧的半径与内、外层套管开口处之间的间距相配合，增速段一端与过渡段相切，增速 段的另一端与引流段相连，增速段的高度与内、外层套管开口处之间的间距相配合。所述的引流段与兜水板轴线的角度为12Cf 170σ。所述的增速段的高度为内层套管厚度的1/3 2/3。过渡段的半径为内层套管厚度的1/4 1/2。本实用新型水冷结构炼钢炉氧枪喷头在冷却水管路中增加控流凸块，这样能够使 得冷却水在从入口流入、流经氧枪喷头端底、从出口流出的过程中始终保持恒速及加速，避 免出现减速区及回流区域；控流凸块的形状与内管形状互为补充，使得冷却水流在经过控 流凸块的过程中保持较大的流速，甚至在端底出现加速现象，加速对氧枪喷头端底的冷却， 从而更好的保护喷头不受高温的辐射而损坏，延长喷头寿命。
图1为现有的氧枪喷头内部冷却水流场示意图；图2为本实用新型水冷结构炼钢炉氧枪喷头内部冷却水流场示意图；图3为本实用新型中控流凸块的结构示意图；图4为氧枪喷头改进前后端底温度比较图；一■一原有的氧枪喷头温度分布，本实用新型氧枪喷头温度分布图5为氧枪喷头改进前后回水温度比较。原有的氧枪喷头回水温度，本实用新型氧枪喷头回水温度图中1氧气管路、2冷却水进水管道、3冷却水出水管道、4兜水板、5控流凸块、51 引流段、52增速段、53过渡段。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本 实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型表述的内容 之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申 请所附权利要求书所限定的范围。实施例1如图2所示，一种水冷结构炼钢炉氧枪喷头，由三层套管组成，内层套管为氧气管 路1，中间层管与内层套管之间为冷却水进水管道2，外层套管与中间层管之间为冷却水出 水管道3，中间层管即为分隔冷却水进出的兜水板4，所述兜水板4靠近喷头端底的一端设 有控流凸块5，所述控流凸块5的外形与内管外壁形状互为补充，控流凸块5的外轮廓由引 流段51、增速段52和过渡段53构成，引流段51为与兜水板4轴线成一定角度的直线，过渡 段53为一圆弧线，圆弧的半径N与内、外层套管开口处之间的间距P相配合，增速段52 — 端与过渡段53相切，增速段52的另一端与引流段51相连，增速段52的高度M与内、外层 套管开口处之间的间距P相配合。如图3所示，本实施例可进一步描述为为了取得最佳的水流场，提高流速均勻冷 却效果，在本实施例中所述的引流段51与兜水板4轴线的角度L为150 ;所述的增速段52 的高度M为内、外层套管开口处之间的间距P的1/3 ；过渡段53的半径N为内、外层套管开 口处之间的间距P的1/4。如图4、5所示为氧枪喷头改进前的比较图，从图中可以看出，原有的氧枪喷头端 底冷却效果较差，端底温度达到3^rc，而且使得水流温度上升较快。在同样冷却水的条件 下，本实用新型氧枪喷头端底温度最高仅为316°c，可以看出，端底的温度明显降低，改进扰 流板的效果较好；并且本实用新型的氧枪喷头回水温度相比原有氧枪喷头明显升高，说明 本实用新型的氧枪喷头的换热效率更好。实施例2一种水冷结构炼钢炉氧枪喷头，实施例2和实施例1的区别在于，所述的引流段51 与兜水板4轴线的角度L为160 -；所述的增速段52的高度M为内、外层套管开口处之间的 间距P的1/2 ；过渡段53的半径N为内、外层套管开口处之间的间距P的1/2。4[0024]实施例3一种水冷结构炼钢炉氧枪喷头，实施例3和实施例1的区别在于，所述的引流段51 与兜水板4轴线的角度L为170 ；所述的增速段52的高度M为内、外层套管开口处之间的间距P的1/3 ；过渡段53的半径N为内、外层套管开口处之间的间距P的1/3。实施例4—种水冷结构炼钢炉氧枪喷头，实施例4和实施例1的区别在于，所述的引流段51 与兜水板4轴线的角度L为120 3 ；所述的增速段52的高度M为内、外层套管开口处之间的 间距P的2/3 ；过渡段53的半径N为内、外层套管开口处之间的间距P的1/2。
权利要求1.一种水冷结构炼钢炉氧枪喷头，由三层套管组成，内层套管为氧气管路(1)，中间 层管与内层套管之间为冷却水进水管道O)，外层套管与中间层管之间为冷却水出水管道 (3)，中间层管即为分隔冷却水进出的兜水板G)，其特征是所述兜水板(4)靠近喷头端 底的一端设有控流凸块(5)，所述控流凸块(5)的外形与内管外壁形状互为补充，控流凸块 (5)的外轮廓由引流段(51)、增速段(52)和过渡段(53)构成，引流段(51)为与兜水板(4) 轴线成一定角度的直线，过渡段(53)为一圆弧线，圆弧的半径与内、外层套管开口处之间 的间距相配合，增速段(5 —端与过渡段(5 相切，增速段(5 的另一端与引流段(51) 相连，增速段(5 的高度与内、外层套管开口处之间的间距相配合。
2.如权利要求1所述的水冷结构炼钢炉氧枪喷头，其特征是所述的引流段(51)与兜 水板(4)轴线的角度为 120。 17Cf。
3.如权利要求1所述的水冷结构炼钢炉氧枪喷头，其特征是所述的增速段(52)的高 度为内层套管厚度的1/3 2/3。
4.如权利要求1所述的水冷结构炼钢炉氧枪喷头，其特征是过渡段(53)的半径为内 层套管厚度的1/4 1/2。
专利摘要本实用新型涉及炼钢炉用氧枪领域，尤其涉及一种炼钢炉用氧枪喷头。一种水冷结构炼钢炉氧枪喷头，由三层套管组成，兜水板靠近喷头端底的一端设有控流凸块，所述控流凸块的外形与内管外壁形状互为补充，控流凸块的外轮廓由引流段、增速段和过渡段构成，引流段为与兜水板轴线成一定角度的直线，过渡段为一圆弧线，圆弧的半径与内、外层套管开口处之间的间距相配合，增速段一端与过渡段相切，增速段的另一端与引流段相连，增速段的高度与内、外层套管开口处之间的间距相配合。本实用新型中冷却水在流动过程中保持较大的流速，避免出现减速区及回流区域，甚至在端底出现加速现象，加速对氧枪喷头端底的冷却，从而更好的保护喷头不受高温的辐射而损坏，延长喷头寿命。
文档编号F27D3/16GK201828156SQ20102057195
公开日2011年5月11日 申请日期2010年10月22日 优先权日2010年10月22日
发明者任三兵, 方园, 樊俊飞 申请人:宝山钢铁股份有限公司