专利名称：喷枪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可用于冶金熔炼处理的喷枪，该喷枪包括一个喷枪头，喷枪头上装有若干个扩张式风嘴，这些风嘴出自至少一个喷枪通道，它们穿过喷枪头的前板，朝向熔融液槽的液面。喷枪通道的四周被冷却介质供应通道和返回通道所围绕，两个通道之间用一个折流件分开，该折流件位于前板的上部，并由至少一个与供应通道和返回通道相连的连接通道使它们相连通，以便供应冷却介质。
事实已经证明，这种型式的喷枪(DE-C-2712745)能成功地用于各种冶炼工艺，例如氧气顶吹转炉炼钢和碱性氧气顶吹转炉炼钢工艺等，但在使用这种型式的喷枪时，其前板要受到熔融钢液的严重的热负荷的作用。由于前板冷却不足，会使材料被烧蚀而产生过早的磨损，导致前板泄漏。
为了改善高热应力前板的冷却条件，人们已经找到了某些解决办法，例如在联邦德国专利(DE-C-2712745)中所示的喷枪结构中，已在供应通道和返回通道之间装有一个折流件以加速冷却，该折流件应设计成在垂直平面内流动横截面积成比例的扩大，因而在水平面内相邻扩张喷嘴之间的收缩增大处可保持恒定的流动横截面积，这样，就可以保证冷却介质在前板上具有均匀的高速流动。
但是，前板的中心部分仍然是一个有问题的部位，即使采用了上述的解决方案，在该中心部分冷却介质的流动速度仍相当低，仍然可能导致前板的泄漏。
本发明的目的在于克服这些缺点和难点，提供一种甚至在前板的中心部分也能保证得到充分冷却的喷枪，这样，前板就不再是一个薄弱部分，喷枪的使用寿命将显著增加。
按照本发明，为达到上述目的，除至少有一个连接通道外，还至少有一个冷却介质的辅助通道，该通道将一部分流向连接通道内的冷却介质分出，并使这部分冷却介质的流动方向与在连接通道内的冷却介质的流动方向相偏离，辅助通道的出口直接朝向前板的中心部分。
如果冷却介质辅助通道的出口横截面处的流道中心线与在冷却介质辅助通道出口处沿连接通道流动的主流道中心线之间成某一角度，就可以得到最佳的流动状态。
最佳实施例的特征在于冷却介质辅助通道的安装位置是径向不对称地朝向喷枪头横截面的中心部分。
这种部分冷却介质的不对称供给，车前板处会引起强烈的涡流，这样就可以防止出现在对称流动条件下所产生的冷却介质流动速度显著减小的区域。
一种容易实现的实施例，其特征在于连接通道的内部至少有一个冷却介质辅助通道。
由于至少有一个冷却介质辅助通道具有封闭的横截面，并且其内横截面尺寸从其开始端到末端遂渐减小，因而冷却介质在前板的中心部分就可以得到特别强烈的流动。
一种结构简单的实施例，其特征在于至少有一个冷却介质辅助通道具有朝一侧开口的横截面。
一种可以避免在前板处产生湍流，而仍能保持冷却介质在整个前板各处特别是在其中心部分具有高流动速度的实施例，其特征在于至少有一个自供应通道引出的孔，穿入在下方限定喷枪通道(至少一个)的底部，该孔从底部的一侧一直通到它的中心，并且与垂直向下穿通底部的孔相连通，由这些孔形成冷却介质辅助通道。通道的延长部分是四周封闭的，它与垂直孔相连接，并且一直延伸到接近前板的中心。
下面将参照附图中各实施例对本发明作详细说明。
图1为第一个实施例所述喷枪的纵剖面图;
图2为图1中的Ⅱ-Ⅱ线剖切的断面图;
图3、4和图5为与图1相类似的另外几个实施例的喷枪纵剖面图;
用来从顶部向熔融液体(例如在转炉内)的表面吹氧的喷枪1包括一个由三根同心管3、4、5组成的水冷外壳2。内管3形成喷枪中心通道6，氧气通过该通道送入喷枪头7。喷枪中心通道的下端为底部8所封闭。气体通道9的中心线10以发散形式排列，该通道穿过底部8通向外部，并穿过前板11，前板11就是喷枪头7在熔融液体这一边的边界，这在下面将进一步说明。
前板11焊在外套管5上，它包括向内伸的管12，该管接在底部8上的气体通道9之后，并且与通道9同心。气体通道9连同其横截面向外遂渐变宽的管12的内部空间13一起形成一个扩张式的风嘴14。
从图2可以清楚地看到，喷枪头上共装有4个扩张式风嘴，它们沿径向对称分布。在中心管4的端部焊有一个折流件15，该件位于底部8和前板11之间，它有一个中心通道16，该通道连同底部8和前板11一起形成了一个连接通道19，该连接通道分别与由管子3、4所形成的供应通道17及由管子4、5形成的返回通道18相连接。冷却介质通过供应通道17进入连接通道19，它在流过中心通道16时就向着前板11的方向偏转，然后又沿前板11向着返回通道18径向向外流动。前板11上的管12以一定的侧向间隙伸过折流件15，因此，套管12的冷却也得到了保证。
隔块20、21插在管子3、4、5之间，用来固定管子之间的相对位置和保证供应通道与返回通道17和18的横截面尺寸。为了补偿长度方向上的延伸，中心管3由两部分管子3′和3″组成，下部管子3″与底部8向上伸到管3″内部的凸出部分相焊接。两部分管壁之间装有密封件22。
图1中所示的实施例中装有两个径向不对称排列的冷却介质辅助通道23，即它们只被放置在横截面的二分之一面积内(参看图2)。每个冷却介质辅助通道都是由四周封闭的管子24所构成，它们自供应通道17引出，用于将所供应的一部分冷却介质分出来，并使这部分冷却介质的流动方向与在连接通道19内冷却介质的流动方向相偏离。每个冷却介质辅助通道23的出口25都直接对着前板11的中心部分26，该中心部分是伸到喷枪内部的凸出部分。
每条冷却介质辅助通道23的出口25处横截面的流道中心线27与在冷却介质辅助通道23的出口25处沿连接通道19流动的冷却介质主流道的中心线28成某一角度。冷却介质辅助通道23使冷却介质在连接通道19内的流动产生涡流(在没有辅助通道23时，冷却介质的流动是径向对称的)，因此造成了径向非对称流动，这种流动方式可保证冷却介质在前板的中心部分有足够高的流动速度，从而可使受热危害最大的中心部分26得到充分的冷却。
在图3所示的实施例中，具有U形截面并直线延伸的流槽29来形成一个冷却介质辅助通道23，它的出口同样对着前板11的中心部分26。
在图4所示的实施例中，有一个由四面围拢的管形件30所形成的冷却介质辅助通道23，它与图1所示的冷却介质辅助通道23相类似。该管形件就像是图1所示通道的改型方案，它的内部横截面从开始端到末端(即沿其流动方向)遂渐减小，因而，受到有效加速的部分冷却介质流朝向前板11的中心部分26。
在图5所示的改型方案中，在连接通道19的开始端，安装了一些收集板31，每个收集板都与一个通向底部8中心的孔32相连接，此处可以装一个或多个均匀分布的收集板31。孔34接在通向中心的孔32之后，它精确地位于喷枪中心线33上，通过孔34可以把各收集板上面的冷却介质导向前板11的中心部分26。紧接在孔34之后的是一个沿轴线33方向安装的管子35，通过该管可以把从收集板上所收集的冷却介质引导到前板11的中心部分26附近，而不会受到连接通道19内的冷却介质流动的影响。
权利要求
1.一种用于冶金熔炼处理的喷枪(1)，该喷枪包括一个喷枪头(7)，喷枪头上装有若干个扩张式风嘴(14)，这些风嘴出自至少一个喷枪通道(6)，它们穿喷枪头(7)的前板(11)，朝向熔融液槽的液面，喷枪通道(6)的四周被冷却介质供应通道(17)和返回通道(18)所围绕，通道(17)和(18)之间用一个折流件(15)分开，该折流件位于前板(11)的上部，并由至少一个与供应通道和返回通道(17、18)相连的连接通道(19)使它们相连通，以便供应冷却介质，其特征在于该喷枪除至少有一个连接ǖ 19)外，还至少有一个冷却介质的辅助通道(23)，该通道将一部分流向连接通道(19)内的冷却介质分出，并使这部分冷却介质的流动方向与在连接通道(19)内冷却介质的流动方向相偏离，辅助通道的出口(25)直接朝着前板(11)的中心部分(26)。
2.根据权利要求1中所述的喷枪，其特征在于冷却介质辅助通道(23)出口(25)处横截面的流道中心线(27)与在冷却介质辅助通道(23)的出口(25)处沿连接通道(19)流动的冷却介质主流道中心线(28)之间成某一角度。
3.根据权利要求1或2中所述的喷枪，其特征在于冷却介质辅助通道(23)的安装位置是径向不对称地朝向喷枪头(7)横截面的中心部分(26)(图1～4)。
4.根据权利要求1～3中的一个或几个权利要求中所述的喷枪，其特征在于在连接通道(19)内部至少装有一个冷却介质辅助通道(23)。
5.根据权利要求1～4中的一个或几个权利要求中所述的喷枪，其特征在于至少有一个冷却介质辅助通道(23)有封闭的横截面并且其内横截面尺寸从开始端到末端遂渐减小(图1，4)。
6.根据权利要求1～4中的一个或几个权利要求中所述的喷枪，其特征在于至少有一个冷却介质辅助通道(23)具有朝一侧开口的横截面(图3)。
7.根据权利要求1中所述的喷枪，其特征在于至少有一个出自供应通道(17)的孔(32)穿入在下方限定喷枪通道(6)(至少一个)的底部(8)，该孔从底部(8)的侧面一直通到它的中心，并且与垂直向下穿过底部(8)的孔(34)相连通，孔(32)和(34)构成了冷却介质辅助通道23(图5)。
8.根据权利要求7中所述的喷枪，其特征在于通道的延长部分(35)是四周封闭的，它与垂直孔(34)相连接，并且一直延伸到接近前板(11)的中心部分(26)处。
全文摘要
一种用于冶金熔炼处理的喷枪，它包括一个喷枪头，喷枪头上装有若干个扩张式喷嘴，喷枪通道由冷却介质的供应通道和返回通道所围绕。两个通道之间用位于前板上部的一个折流件分开，并且由与供应通道及返回通道相连的连接通道使它们相连通，以便供应冷却介质。除了至少有一个连接通道外，还至少有一个冷却介质辅助通道，并使这部分冷却介质的流动方向与在连接通道内冷却介质的流动方向相偏离，辅助通道的出口直接朝着前板的中心部分。
文档编号C21C5/46GK1037545SQ8910265
公开日1989年11月29日 申请日期1989年4月25日 优先权日1988年4月25日
发明者曼福雷德·意申, 伊里斯特·弗霍曼, 汉斯·格布尼尔, 伊尼斯特·霍尔瓦特, 霍尔母兹·斯米吉奥 申请人:奥地利钢铁联合企业阿尔帕工业设备制造有限公司