专利名称：组合锻压氧枪喷头的生产方法及专用模具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于冶炼钢的设备，具体地说，涉及一种吹氧炼钢用的组合锻压 氧枪喷头的生产方法及专用模具，属于冶炼技术领域。
背景技术：
常用的氧枪喷头如图1所示，包括喷头主体、挡水板2、喷头外管3、喷头中管4和 喷头内管6，喷头主体包括喷头头冠1和喷头内蕊5，喷头头冠1上设有吹氧管9，吹氧管9 具有吹氧口 8，吹氧口 8的中心线与氧枪喷头的中心线具有夹角α，喷头内蕊5设置在喷头 头冠1的上方，喷头内蕊5包括上部的氧气盘11和下部的出氧管10，出氧管10具有出氧口 7，出氧口 7与吹氧口 8位置相对应，在氧气盘11的底部设有导水锥25，在喷头头冠1内的 中间位置设有分水锥26，挡水板2的端部设有翻水钩27。目前，我国制造氧枪喷头的工艺方法主要有两种，一种是采用工业紫铜整体铸造 而成，另一种是用工业紫铜或无氧铜锻压成各个零件，然后组装焊接在一起。铸造喷头由于 受铸造工艺的限制，铸造出喷头的纯度、密度、导热性能很难满足使用要求，紫铜在铸造过 程中难免会产生一定的缺陷，如气孔、疏松、裂纹、毛刺、飞边等铸造缺陷，不可避免地影响 到喷头的水冷和导热效果，使喷头的寿命大大降低。而且氧气出氧孔边缘部位在使用过程 中的变形和吃损，也影响氧枪喷头的吹炼效果。锻压组装式焊接喷头，零件较多。各个零件除钢管外，全部用紫铜或无氧铜锻压、 车削成型，然后组装焊接在一起。这种喷头虽然使用寿命长，吹炼效果好，但制造工艺复杂， 焊缝较多，存在安全隐患，而且制造成本较高，难以推广使用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种组合锻压氧枪喷头的生产方 法及专用模具，采用该方法及专用模具生产的氧枪喷头，致密度高、水冷却及导热效果好、 存在的焊缝少，安全系数高，使用寿命长。为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案如下组合锻压氧枪喷头的生产 方法，包括喷头头冠、挡水板、喷头外管、喷头中管、喷头内蕊和喷头内管的生产方法，喷头 头冠上设有吹氧管，吹氧管具有吹氧口，喷头内蕊设有出氧口，其特征在于所述喷头头冠 的生产方法包括以下步骤选材选用无氧铜；锻压毛坯将选取的无氧铜锻压成毛坯，毛坯包括一体结构的底座和圆盘，底座比 圆盘的直径大；制中间坯在圆盘上加工出内腔，然后铣出与吹氧管外径相对应的立柱，得到中间 坯；锻压成型将中间坯加热到700°C -800°c，置于锻压机上进行锻压，锻压后，立柱 的中心线与底座的中心线具有7° -20°的夹角，底座翻边成型，得到成型坯；
在立柱上加工出锥形吹氧口，吹氧口的中心线与底座的中心线夹角为7° -20°， 得到喷头头冠。上述技术方案的进一步改进将挡水板、喷头外管、喷头中管、喷头内蕊和喷头内管与喷头头冠连接，得到氧枪 喷头。将挡水板置于喷头头冠上并点焊焊接。将喷头内蕊与喷头头冠采用火焰钎焊连接，然后加工出出氧口。将喷头中管与挡水板螺纹连接，喷头内蕊设有氧气盘，将喷头内管与氧气盘采用 氩弧焊焊接。将喷头外管与喷头头冠采用氩弧焊焊接在一起，得到氧枪喷头。所述专用模具包括上模和下模，上模包括凸模固定板，凸模固定板上设有凸模，凸 模上设有若干个柱子孔，柱子孔以凸模的中心呈辐射状均勻排列，柱子孔的中心线与凸模 的中心线具有7° -20°的夹角。所述柱子孔靠近凸模中心的位置设有镶块，镶块与凸模的接触面平行于凸模的中 心线。所述凸模的中间部位具有弧形凹面。所述下模包括凹模固定板，凹模固定板上固定有凹模，凹模具有型腔，型腔与喷头 头冠的端面形状相对应，在凹模的中间部位具有弧形凸面。本发明采取以上技术方案，具有以下优点选用纯度为99. 97%的无氧铜Tul锻压 毛坯，锻压后铜的金相组织为孪晶α相，致密度高，导电、导热性好，加工性能好，焊接性能 优越，这样既能提高喷头的冷却效果，又能防止“氢病”的产生。使用专用模具将中间坯锻压成与喷头头冠形状相应的成型坯，并将成型坯在空气 中自然冷却至室温并清洗，锻压成型后喷头头冠的壁厚均勻、密实、细化了晶粒，型腔光洁 度高，显著减小了供水阻力，在供水压力不变的情况下，提高了氧枪喷头的供水强度，提高 了导热性能，保证了冷却效果，因而能够有效提高氧枪喷头的使用寿命。专用模具中柱子孔靠近凸模中心的位置设有镶块，镶块与凸模的接触面平行于凸 模的中心线，便于取放模具和锻压件。将挡水板置于吹氧管上并点焊焊接，挡水板选用碳素钢Q235A精密铸造，然后对 其表面进行机械加工，表面光滑，可以将水流顺畅地引向喷头头冠的分水锥处，流线合理， 分布均勻。组合锻压氧枪喷头的焊缝少，安全系数高，使用寿命长。下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
附图1是现有技术中组合锻压氧枪喷头的结构示意图；附图2是本发明实施例中毛坯的结构示意图；附图3是本发明实施例中加工内腔后的毛坯结构示意图；附图4是本发明实施例中中间坯的结构示意图；附图5是附图4中A-A向的结构示意附图6是本发明实施例中成型坯的结构示意图；附图7是本发明实施例中加工出锥形吹氧口后的成型坯结构示意图；附图8是附图7中B-B向的结构示意图；附图9是本发明实施例中上模的结构示意图；附图10是附图9中C-C向的结构示意图；附图11是本发明实施例中下模的结构示意图；附图12是本发明实施例中上模与下模配合的结构示意图。图中，1-喷头头冠，2-挡水板，3-喷头外管，4-喷头中管，5-喷头内蕊，6-喷头内管， 7-出氧口，8-吹氧口，9-吹氧管，10-出氧管，11-氧气盘，12-底座，13-圆盘，14-立柱， 15-上模，16-下模，17-成型β，18-凸模固定板，19-凸模，20-柱子孔，21-镶块，22-凹模 固定板，23-凹模，24-型腔，25-导水锥，26-分水锥，27-翻水钩，28-弧形凹面，29-弧形凸 面，131-内腔。
具体实施例方式实施例，如图2至图8所示，组合锻压氧枪喷头的生产方法，包括喷头头冠1、挡水 板2、喷头外管3、喷头中管4、喷头内蕊5和喷头内管6的生产方法，喷头头冠1的生产方法 包括以下步骤选材选用纯度为99. 97%的无氧铜Tul ；锻压毛坯将选取的无氧铜Tul锻压成毛坯，毛坯包括一体结构的底座12和圆盘 13，底座12比圆盘13的直径大，锻压后铜的金相组织为孪晶α相，致密度高；制中间坯在圆盘13上划线，进行体积分配，即确定立柱14的位置，先在圆盘13 上加工出内腔131，然后铣出立柱14，立柱14的位置与吹氧管9的位置及外径相对应，得到 中间坯；锻压成型上模15和下模16安装在锻压机上，用高频电炉将中间坯加热到 7000C -SOO0C，置于上模15和下模16之间进行锻压，使立柱14与柱子孔20位置对应，锻压 后，立柱14的中心线与底座12的中心线具有7° -20°的夹角，底座12翻边成型，得到成 型坯17，成型坯17的形状与喷头头冠1相应，将成型坯17在空气中自然冷却至室温并清 洗，锻压成型的喷头头冠，壁厚均勻、密实、细化了晶粒，型腔光洁度高，显著减小了供水阻 力，在供水压力不变的情况下，提高了氧枪喷头的供水强度，提高了导热性能，保证了冷却 效果，因而能够有效的提高氧枪喷头的使用寿命。在立柱14上加工出锥形吹氧口 8，吹氧口 8的中心线与底座12的中心线夹角为 7° -20°，得到喷头头冠1。加工生产挡水板2、喷头外管3、喷头中管4、喷头内蕊5和喷头内管6，将挡水板2 置于喷头头冠1的吹氧管9上并点焊焊接，挡水板2选用碳素钢Q235A精密铸造，然后对挡 水板2的表面进行机械加工，表面光滑，可以将水流顺畅地引向喷头头冠1的分水锥26处， 流线合理，分布均勻。将喷头内蕊5与喷头头冠1采用火焰钎焊连接，焊接材料的熔点要高于650°C，根 据吹氧口 8的位置加工出出氧口 7，喷头中管4与挡水板2螺纹连接，喷头内管6与喷头内
6蕊5的氧气盘11采用纯铜丝氩弧焊焊接，喷头外管3与喷头头冠1采用纯铜丝氩弧焊焊接 在一起，氩弧焊焊接后保温并对焊缝进行探伤，比铸造喷头头冠的冷却效果明显提高。经试验，本发明实施例得到的组合锻压氧枪喷头在实际使用中使用寿命可达到常 规铸造氧枪喷头寿命的2 3倍。如图9、图10所示，生产组合锻压氧枪喷头的专用模具，包括上模15和下模16，上 模15包括圆形的凸模固定板18，凸模固定板18上固定有圆形的凸模19，凸模19的中间部 位具有弧形凹面28，凸模19上设有五个柱子孔20，柱子孔20用来容纳立柱14，五个柱子 孔20以凸模19的中心呈辐射状均勻排列，每个柱子孔20的中心线与凸模19的中心线分 别具有7° -20°的夹角，每个柱子孔20靠近凸模19中心的位置分别设有镶块21，镶块21 与凸模19的接触面平行于凸模19的中心线，镶块21与立柱14的接触面与立柱14的外部 形状相对应。如图11所示，下模16包括凹模固定板22，凹模固定板22上固定有凹模23，凹模 23具有型腔24，型腔24与喷头头冠1的端面形状相对应，在凹模23的中间部位具有弧形 凸面29。如图12所示，下模16与上模15相配合，所形成的空腔与成型坯17形状对应。以上柱子孔的数量还可以为3个或4个或6个，立柱的数量相应地为3个或4个 或6个。喷头头冠也可以选用纯度为99. 95%的无氧铜Tu2。
权利要求
组合锻压氧枪喷头的生产方法，包括喷头头冠(1)、挡水板(2)、喷头外管(3)、喷头中管(4)、喷头内蕊(5)和喷头内管(6)的生产方法，其特征在于所述喷头头冠(1)的生产方法包括以下步骤选材选用无氧铜；锻压毛坯将选取的无氧铜锻压成毛坯，毛坯包括一体结构的底座(12)和圆盘(13)，底座(12)比圆盘(13)的直径大；制中间坯在圆盘(13)上加工出内腔(131)，然后铣出与吹氧管(9)外径相对应的立柱(14)，得到中间坯；锻压成型将中间坯加热到700℃ 800℃，置于锻压机上进行锻压，锻压后，立柱(14)的中心线与底座(12)的中心线具有7° 20°的夹角，底座(12)翻边成型，得到成型坯(17)；在立柱(14)上加工出锥形吹氧口(8)，吹氧口(8)的中心线与底座(12)中心线的夹角为7° 20°，得到喷头头冠(1)。
2.如权利要求1所述的组合锻压氧枪喷头的生产方法，其特征在于所述生产方法包 括以下步骤将挡水板(2)、喷头外管(3)、喷头中管(4)、喷头内蕊(5)和喷头内管(6)与喷头头冠 (1)连接，得到氧枪喷头。
3.如权利要求2所述的组合锻压氧枪喷头的生产方法，其特征在于所述生产方法包 括以下步骤将挡水板(2)置于喷头头冠(1)上并点焊焊接。
4.如权利要求3所述的组合锻压氧枪喷头的生产方法，其特征在于所述生产方法包 括以下步骤将喷头内蕊(5)与喷头头冠(1)采用火焰钎焊连接，然后加工出出氧口(7)。
5.如权利要求4所述的组合锻压氧枪喷头的生产方法，其特征在于所述生产方法包 括以下步骤将喷头中管(4)与挡水板(2)螺纹连接，喷头内蕊(5)设有氧气盘(11)，将喷头内管 (6)与氧气盘(11)采用氩弧焊焊接。
6.如权利要求5所述的组合锻压氧枪喷头的生产方法，其特征在于所述生产方法包 括以下步骤将喷头外管(3)与喷头头冠(1)采用氩弧焊焊接在一起，得到氧枪喷头。
7.一种实施权利要求1的组合锻压氧枪喷头的生产方法的专用模具，其特征在于 所述专用模具包括设置在锻压机上的上模(15)和下模(16)，上模(15)包括凸模固定板(18)，凸模固定板(18)上设有凸模(19)，凸模(19)上设有若干个柱子孔(20)，柱子孔(20) 以凸模(19)的中心呈辐射状均勻排列，柱子孔(20)的中心线与凸模(19)的中心线具有 V -20°的夹角。
8.一种实施权利要求7的组合锻压氧枪喷头的生产方法的专用模具，其特征在于所 述柱子孔(20)靠近凸模(19)中心的位置设有镶块(21)，镶块(21)与凸模(19)的接触面 平行于凸模(19)的中心线。
9.一种实施权利要求8的组合锻压氧枪喷头的生产方法的专用模具，其特征在于所述凸模(19)的中间部位具有弧形凹面(28)。
10. 一种实施权利要求7-9的组合锻压氧枪喷头的生产方法的专用模具，其特征在于 所述下模(16)包括凹模固定板(22)，凹模固定板(22)上固定有凹模(23)，凹模(23)具有 型腔(24)，型腔(24)与喷头头冠(1)的端面形状相对应，在凹模(23)的中间部位具有弧形 凸面(29)。
全文摘要
本发明涉及一种组合锻压氧枪喷头的生产方法及专用模具，包括喷头头冠、挡水板、喷头外管、喷头中管、喷头内蕊和喷头内管的生产方法，喷头头冠的生产方法包括选材、锻压毛坯、制中间坯和锻压成型，在立柱上加工出锥形吹氧口，得到喷头头冠吗，专用模具包括上模和下模，上模包括凸模固定板，凸模固定板上设有凸模，凸模上设有若干个柱子孔，柱子孔以凸模的中心呈辐射状均匀排列，柱子孔的中心线与凸模的中心线具有7°-20°的夹角，使用专用模具锻压成成型坯，锻压成型后喷头头冠的焊缝少，壁厚均匀、密实、细化了晶粒，型腔光洁度高，提高了氧枪喷头的供水强度，保证了冷却效果，因而能够有效的提高氧枪喷头的使用寿命。
文档编号C21C5/46GK101935735SQ20101024875
公开日2011年1月5日 申请日期2010年8月10日 优先权日2010年8月10日
发明者刘延春 申请人:刘延春