专利名称：一种不锈钢真空精炼炉用多功能吹气顶枪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及炼钢设备，特别涉及一种不锈钢真空精炼炉用多功能吹气顶枪。
背景技术：
现有不锈钢真空精炼炉顶枪系统如图1所示，单路气源氧气10经过自力式减压阀 20后压力一般控制在1. OMPa左右，然后经过一个由压力变送器PT30、流量变送器FT40和 气动调节阀50组成带压力补偿的PID控制系统后，按设定的流量被调节控制，经顶枪60喷 嘴喷射到钢水中，进行吹氧升温、脱碳。图1中的2个压力表PI-70和1个手动球阀80起 辅助作用，便于巡检或故障处理；3个气动切断阀90是从安全的角度设计的，在每炉钢吹氧 结束后，进行安全放空。现有技术中的顶枪本体因设计厂家不同而略有不同，图2是现在比较通用的顶枪 60枪头喷嘴设计结构，氧气由中心套管601进入，至枪头部位后变为3路，并成一定的喇叭 式角度喷射出去。顶枪本体一般采用水冷方式，中心套管是通氧气，外圈是通冷却水的。现有的仅具有吹氧功能顶枪系统在真空精炼过程中，容易因真空喷溅造成顶枪前 端及头部粘结大量渣钢。虽然此种顶枪外套管通水冷却可防止氧枪头部被渣钢高温熔化和 粘结，但由于渣钢温度比较高，短时间内不能完全冷却而处于熔融态粘附在顶枪端部。此 外，由于不锈钢真空冶炼过程中炉内真空度频繁变化，尤其当炉内真空压力回升时，粘附包 裹在顶枪端部的熔融态渣钢瞬间被倒吸至顶枪喷嘴中，然后冷却凝固堵塞喷嘴。因此，此种 顶枪存在喷嘴容易堵塞渣钢的问题，严重影响顶枪的正常使用。中国专利CN98206028.9公开了一种带有耐火材料保护层的不粘渣氧枪。氧枪由 保护层、枪体、枪头组成，即枪体外壳上附有30 40mm厚的耐火材料保护层，耐火材料中含 有三氧化二铝、氧化镁、碳等成分，因该保护层具有绝热功能，氧枪进入炉后表面逐渐升温， 内部冷却温度不会很快传导到表面，钢渣溅到耐火材料表面后，不会急速冷凝沾牢；又因保 护层中含有一定碳含量，高温钢渣遇碳后产生氧化反应，钢渣随即脱落。本型号氧枪的特点 是可以有效地解决氧枪沾渣的难题，保护氧枪枪体不受侵蚀破坏，使用寿命长。中国专利CN942^886. 1公开了一种自动脱渣氧枪。该氧枪包括枪体、枪头、并在 自枪头末端沿枪体轴线的外壁上设置有1 10条破渣条；该氧枪具有自动破裂粘结在枪体 上的冷凝钢渣，勿需对其进行人工或机械清理及加工简单等优点。上述专利技术中，主要阐述的是如何防止氧枪端部粘渣及如何让粘结的渣钢自动 脱落，对防止顶枪头部外壳粘渣、以及进而防止氧枪喷嘴吸渣堵塞有一定效果，但是，这两 种顶枪仅适合于常压下冶炼炉或常压下精炼炉使用，由于影响顶枪的安装更换和真空密封 性能，而无法应用于真空精炼炉上。发明内容本实用新型的目的在于设计一种不锈钢真空精炼炉用多功能吹气顶枪，在仅具备 吹氧气脱碳或升温功能基础上增加吹氩气或氮气特殊功能，解决不锈钢真空精炼炉用传统3顶枪喷嘴容易堵塞渣钢问题。整个真空精炼过程中不仅不影响真空吹氧脱碳阶段的吹氧操 作，而且可以在非真空吹氧脱碳的真空冶炼阶段进行吹气保护，防止真空冶炼过程中的严 重喷溅造成顶枪喷嘴堵塞现象发生，同时吹氧之后切换至吹氩气或氮气，可以避免氧气残 留于枪体内引起自燃等事故，提高了顶枪使用的安全性。而且，可以确保顶枪喷嘴始终处于 通畅状态，不仅可以大幅提高顶枪喷嘴使用次数，而且确保了顶枪吹氧射流参数的稳定控 制，进而确保了最佳的真空吹氧脱碳冶金效果。为达到上述目的，本实用新型的技术方案是一种不锈钢真空精炼炉用多功能吹气顶枪，其包括，顶枪；氧气主管道，连通顶枪， 氧气主管道上自氧气进口端至顶枪依次设有减压阀、切断阀、1#压力表、压力变送器、手动 球阀、流量变送器、调节阀及姊压力表；氮气辅管道，其出口端接氧气主管道上1#压力表进 口端处的管路，氮气辅管道上设减压阀、切断阀；氩气辅管道，其出口端接氧气主管道上1# 压力表进口端处的管路，氮气辅管道上设减压阀、切断阀；氧气主管道、氮气辅管道、氩气辅 管道上的3个切断阀相互间形成逻辑互锁切换控制连接。进一步，所述的氧气主管道、氮气辅管道、氩气辅管道上的切断阀为气动切断阀。又，所述的氧气主管道、氮气辅管道、氩气辅管道上的减压阀为自力式减压阀。另外，所述的氧气主管道上的调节阀为气动调节阀。本实用新型顶枪不仅具备顶吹氧气用于真空下钢水脱碳和升温的常规功能，而且 具有吹氩气或氮气以保护顶枪喷嘴、防止喷嘴吸渣堵塞的特殊功能。另外，本实用新型顶枪增加了氩气或氮气的吹扫功能，还可以将吹氧结束时残留 在氧枪本体及控制设备中的氧气吹走，防止因枪体及输气管道中残留氧气、导致回火自燃 甚至爆炸。而现有技术中，只是将顶枪控制系统中的两个切断阀之间的氧气放空，而顶枪本 体内的氧气依然有残留，整个系统中容易导致回火自燃甚至爆炸的可能。鉴于具备此种功能，本实用新型顶枪将现有技术中的3个切断阀控制的氧气放散 系统去除，从安全角度来看，此本实用新型顶枪更具安全可靠性。本实用新型的有益效果本实用新型针对不锈钢真空精炼炉(真空氧气脱碳炉，简称V0D)使用单吹氧顶枪 系统容易因真空喷溅造成喷嘴频繁堵塞的问题，在不改变顶枪外部结构及形式即不影响在 真空冶炼炉上正常使用的情况下，增加了可吹氩气或氮气保护的功能，即实现真空非吹氧 冶炼过程对氧枪喷嘴的全程保护，以防止氧枪头部粘结的熔融态渣钢在真空度不断变化的 情况下被倒吸至顶枪喷嘴内，造成顶枪喷嘴堵塞；而对于顶枪头部外壳上粘结的渣钢，会因 为顶枪外套管水冷的作用渣钢冷凝收缩，一定时间后会自动脱落，或通过生产间隙人工轻 微处理即可清除。
图1为现有技术的不锈钢真空精炼炉顶枪系统示意图；图2为现有技术的顶枪头部喷嘴的结构示意图；图3为本实用新型一实施例的示意图。
具体实施方式
参见图3，本实用新型的不锈钢真空精炼炉用多功能吹气顶枪，其包括，顶枪1 ；氧气主管道2，连通顶枪1，氧气主管道2上自氧气进口端至顶枪依次设有减压阀 21、切断阀22、1#压力表23、压力变送器M、手动球阀25、流量变送器沈、调节阀27及2# 压力表观；氮气辅管道3，其出口端接氧气主管道2上1#压力表23进口端处的管路，氮气辅 管道3上设减压阀31、切断阀32 ；氩气辅管道4，其出口端接氧气主管道2上1#压力表23进口端处的管路，氮气辅 管道4上设减压阀41、切断阀42 ；氧气主管道2、氮气辅管道3、氩气辅管道4上的3个切断 阀22、32、42相互间形成逻辑互锁切换控制连接；切断阀22、32、42为气动切断阀。所述的氧气主管道2、氮气辅管道3、氩气辅管道4上的减压阀21、31、41为自力式 减压阀。氧气主管道2上的调节阀27为气动调节阀。综上所述，本实用新型在不锈钢真空精炼炉上应用后，不仅未影响到前期真空吹 氧脱碳阶段的真空吹氧脱碳功能和效果，而且在后期非吹氧脱碳的真空冶炼阶段进行吹气 保护后，有效的防止了真空严重喷溅起来的渣钢堵塞氧枪喷嘴，解决了不锈钢真空精炼炉 上始终面临的顶枪喷嘴堵塞问题，确保了顶枪喷嘴始终处于正常的畅通状态，大幅提高了 顶枪使用次数，明显节约了备件消耗成本，而且，顶枪喷嘴因畅通完好而使用性能良好，有 效保证了顶枪使用过程氧气射流等参数的稳定控制和冶金效果的充分发挥。
权利要求1.一种不锈钢真空精炼炉用多功能吹气顶枪，其特征是，包括，顶枪；氧气主管道，连通顶枪，氧气主管道上自氧气进口端至顶枪依次设有减压阀、切断阀、 1#压力表、压力变送器、手动球阀、流量变送器、调节阀及2#压力表；氮气辅管道，其出口端接氧气主管道上1#压力表进口端处的管路，氮气辅管道上设减 压阀、切断阀；氩气辅管道，其出口端接氧气主管道上1#压力表进口端处的管路，氮气辅管道上设减 压阀、切断阀；氧气主管道、氮气辅管道、氩气辅管道上的3个切断阀相互间形成逻辑互锁切换控制 连接。
2.如权利要求1所述的不锈钢真空精炼炉用多功能吹气顶枪，其特征是，所述的氧气 主管道、氮气辅管道、氩气辅管道上的切断阀为气动切断阀。
3.如权利要求1所述的不锈钢真空精炼炉用多功能吹气顶枪，其特征是，所述的氧气 主管道、氮气辅管道、氩气辅管道上的减压阀为自力式减压阀。
4.如权利要求1所述的不锈钢真空精炼炉用多功能吹气顶枪，其特征是，所述的氧气 主管道上的调节阀为气动调节阀。
专利摘要一种不锈钢真空精炼炉用多功能吹气顶枪，其包括，顶枪；氧气主管道，连通顶枪，氧气主管道上自氧气进口端至顶枪依次设有减压阀、切断阀、1#压力表、压力变送器、手动球阀、流量变送器、调节阀及2#压力表；氮气辅管道，其出口端接氧气主管道上1#压力表进口端处的管路，氮气辅管道上设减压阀、切断阀；氩气辅管道，其出口端接氧气主管道上1#压力表进口端处的管路，氮气辅管道上设减压阀、切断阀；3个切断阀相互间形成逻辑互锁切换控制连接。本实用新型增加了吹氩或氮功能，在非真空吹氧脱碳的真空冶炼阶段进行吹气保护，防止真空冶炼过程中严重喷溅造成顶枪喷嘴堵塞现象发生，且可以避免氧气残留于枪体内引起自燃等事故，提高顶枪使用的安全性。
文档编号C21C7/068GK201825977SQ201020573348
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
发明者刘竑, 成伟, 李实 , 杨超, 池和冰, 王昌才, 董志平, 陈根华 申请人:宝山钢铁股份有限公司