一種氧槍噴頭液態(tài)模鍛模芯的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種液態(tài)模鍛工藝的模芯，尤其是一種轉爐煉鋼氧槍噴頭液態(tài)模 鍛用模芯，屬于壓力鑄造技術領域。
【背景技術】
[0002] 氧槍噴頭是轉爐氧氣頂吹煉鋼設備的重要部件，在煉鋼過程中，氧槍噴頭工作環(huán) 境十分惡劣，其工作溫度在1200-2000°C之間，因此對氧槍噴頭的冶金性能提出了嚴格要 求。氧槍噴頭的類型很多，按噴頭的孔數可分為單孔和多孔噴頭，隨著轉爐噸位的增加，單 孔噴頭已不能滿足煉鋼工藝過程的需求，所以逐步被多孔噴頭替代。如附圖1、圖2所示的 一種五孔氧槍噴頭1，它設有端盤1-1、分水盤1-2、分氧盤1-3和吹氧管1-4,端盤1-1與分 水盤1-2、分水盤1-2與分氧盤1-3之間的空隙為冷卻水腔1-5。
[0003] 目前氧槍噴頭產品的生產工藝大致分為兩步：首先采用鑄造、鍛焊組合、鑄鍛焊組 合或擠焊組合等手段制造氧槍噴頭毛坯；然后再經過機加工等工序完成產品生產過程。按 照有關標準要求，氧槍噴頭設計壽命為正常冶煉工藝條件下使用500爐次。但由于受氧槍 噴頭制造水平的制約，以傳統(tǒng)的鑄造、鍛焊組合、鑄鍛焊組合和擠焊組合等方法制造的氧槍 噴頭毛坯加工的產品，使用壽命很難達到設計要求。
[0004] 為解決氧槍噴頭產品使用壽命短的問題，人們創(chuàng)新了一種采用液態(tài)模鍛工藝制造 氧槍噴頭毛坯的方法，它使用高強度可溶芯來形成冷卻水腔和氧孔，采用加壓鑄造方法實 現(xiàn)氧槍噴頭的一次澆注、整體成型；通過對澆入模腔的銅液施加一定壓力進行高壓凝固來 細化、致密組織結構，消除鑄造缺陷，從而提高了氧槍噴頭的使用壽命和安全可靠性能。但 采用液態(tài)模鍛工藝制造氧槍噴頭產品毛坯，同時帶來了模芯結構的合理設計問題。 【實用新型內容】
[0005] 本實用新型的目的在于為滿足液態(tài)模鍛工藝制造氧槍噴頭毛坯的技術要求，提供 一種適用于制造五孔氧槍噴頭產品的氧槍噴頭液態(tài)模鍛模芯。
[0006] 本實用新型的目的是通過下述技術方案實現(xiàn)的：
[0007] 一種氧槍噴頭液態(tài)模鍛模芯，包括配合使用的氧孔芯和冷卻水腔芯；所述氧孔芯 由氧孔芯頭和氧孔芯柱組成，所述氧孔芯頭為圓盤結構，在氧孔芯頭上設有水平定位孔，所 述氧孔芯柱與氧孔芯頭為一體式結構，氧孔芯柱數量為五組，它們在氧孔芯頭底面上沿周 向均勻布置，每一組氧孔芯柱中心軸線與氧孔芯頭中心軸線的夾角a=10-20° ;所述冷 卻水腔芯外形為一圓錐臺體，在其下部圓周上設有定位芯頭，在其頂部位置和安裝面上開 設排氣孔，所述圓錐臺體上設有五組與氧孔芯柱匹配的芯孔。
[0008] 上述氧槍噴頭液態(tài)模鍛模芯，所述氧孔芯柱中心軸線與氧孔芯頭中心軸線的夾角 優(yōu)選a= 14°。
[0009] 上述氧槍噴頭液態(tài)模鍛模芯，所述氧孔芯頭直徑〇< 75mm，氧孔芯頭高度H= 30_50mm。
[0010] 上述氧槍噴頭液態(tài)模鍛模芯，所述氧孔芯頭上水平定位孔直徑dl= 5-10mm。
[0011] 上述氧槍噴頭液態(tài)模鍛模芯，所述冷卻水腔芯的圓錐臺體外表面錐度角0 = 2-5° ;冷卻水腔芯的定位芯頭高度H2 = 3-20mm。
[0012] 上述氧槍噴頭液態(tài)模鍛模芯，所述冷卻水腔芯頂部位置和安裝面上排氣孔直徑 d2=0l.5-2ram〇
[0013] 上述氧槍噴頭液態(tài)模鍛模芯，所述氧孔芯和冷卻水腔芯外表面上均噴涂厚度為 0. 3-0. 5mm的防熔芯涂料。
[0014] 本實用新型所述的氧槍噴頭液態(tài)模鍛模芯采用分體結構的氧孔芯和冷卻水腔芯， 其中氧孔芯用來形成氧孔，通過其上部的氧孔芯頭安裝在液態(tài)模鍛模具的上模內，并利用 插銷插入氧孔芯頭上水平定位孔內，將氧孔芯定位固定；冷卻水腔芯用來形成氧槍噴頭的 冷卻水腔，通過其下部的定位芯頭安裝在液態(tài)模鍛模具下模上平面上，氧孔芯和冷卻水腔 芯同軸線裝配，當液態(tài)模鍛模具閉合后，銅液在壓力作用下進入模腔，在氧孔芯與冷卻水腔 芯之間的間隙處形成氧槍噴頭吹氧管的壁厚；氧孔芯和冷卻水腔芯由粒度為100-200目 工業(yè)用鹽粉末和粘結劑組成，利用粉末冶金方法制成，在100°C以下的水中可以溶解，在 500°C溫度的抗壓強度為2-10MPa，氧孔芯和冷卻水腔芯制成后，在其外表面上噴涂厚度為 0. 3-0. 5mm的防熔芯涂料，用于防止液態(tài)模鍛過程中銅液流過時將其熔化或造成銅液的污 染。由此可見，本實用新型所述的氧槍噴頭液態(tài)模鍛模芯具有水溶解性好、抗高溫、高壓性 能優(yōu)良和結構設計合理的特點，滿足了液態(tài)模鍛工藝制造氧槍噴頭的技術要求。
【附圖說明】
[0015] 下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。
[0016] 圖1是五孔氧槍噴頭剖面結構示意圖；
[0017] 圖2是圖1的仰視圖；
[0018] 圖3是本實用新型所述的氧槍噴頭液態(tài)模鍛模芯結構示意圖；
[0019] 圖4是氧孔芯剖面結構示意圖；
[0020] 圖5是圖4的右側視圖；
[0021] 圖6是冷卻水腔芯剖面結構示意圖；
[0022]圖7是本實用新型所述的氧槍噴頭液態(tài)模鍛模芯工作狀態(tài)示意圖。
[0023] 圖中各標號清單為：1、五孔氧槍噴頭，1-1、端盤，1-2、分水盤，1-3、分氧盤，1-4、吹 氧管，1-5、冷卻水腔，2、氧槍噴頭液態(tài)模鍛模芯，2-1、氧孔芯，2-1-1、氧孔芯頭，2-1-2、氧孔 芯柱，2-1-3、水平定位孔，2-2、冷卻水腔芯，2-2-1、芯孔，2-2-2、定位芯頭，2-2-3、排氣孔， 3、液態(tài)模鍛模具，3-1、上模，3-2、下模，4、插銷，5、銅液。
【具體實施方式】
[0024] 參看圖3、圖4、圖5、圖6,本實用新型所述的氧槍噴頭液態(tài)模鍛模芯包括配合使用 的氧孔芯2_1和冷卻水腔芯2_2 ;所述氧孔芯2_1由氧孔芯頭2_1_1和氧孔芯柱2_1_2組 成，所述氧孔芯頭2-1-1為圓盤結構，氧孔芯頭2-1-2直徑〇< 75mm，氧孔芯頭2-1-2高度 H= 30-50mm，在氧孔芯頭2-1-1上設有水平定位孔2-1-3,所述水平定位孔2-1-3的直徑 dl= 5-10mm;所述氧孔芯柱2-1-2與氧孔芯頭2-1-1為一體式結構，氧孔芯柱2-1-2數量 為五組，它們在氧孔芯頭2-1-1底面上沿周向均勻布置，每一組氧孔芯柱中心軸線與氧孔 芯頭中心軸線的夾角a=10-20°，其中氧孔芯柱中心軸線與氧孔芯頭中心軸線夾角最佳 實施例為a=14° ;所述冷卻水腔芯2-2外形為一圓錐臺體，所述圓錐臺體外表面錐度角 0 = 2-5°，在冷卻水腔芯2-2下部圓周上設有定位芯頭2-2-2,所述定位芯頭2-2-2高度 H2 = 3-20mm，在冷卻水腔芯2-2頂部位置和安裝面上開設排氣孔2-2-3,所述排氣孔2-2-3 直徑d2 = 1. 5-2mm，所述圓錐臺體上設有五組與氧孔芯柱2-1-2匹配的芯孔2-2-1 ;所述氧 孔芯2-1和冷卻水腔芯2-2外表面上均噴涂厚度為0. 3-0. 5mm的防熔芯涂料。
[0025]參看圖1至圖7,本實用新型所述的氧槍噴頭液態(tài)模鍛模芯采用分體結構的氧孔 芯2-1和冷卻水腔芯2-2,其中氧孔芯2-1用來形成氧槍噴頭1吹氧管1-4管孔，當氧槍噴 頭液態(tài)模鍛模芯2處于工作狀態(tài)時，氧孔芯2-1通過氧孔芯頭2-1-1安裝在液態(tài)模鍛模具 3的上模3-1內，并利用插銷4插入氧孔芯頭2-1-1上水平定位孔2-1-3內，將氧孔芯2-1 定位固定；冷卻水腔芯2-2用來形成氧槍噴頭1的冷卻水腔1-5,冷卻水腔芯2-2通過定位 芯頭2-2-2安裝在液態(tài)模鍛模具3下模3-2的上平面上，氧孔芯2-1和冷卻水腔芯2-2同 軸線裝配，當液態(tài)模鍛模具3閉合后，銅液5在壓力作用下進入模腔，在氧孔芯2-1與冷卻 水腔芯2-2之間的間隙形成氧槍噴頭1吹氧管1-4的壁厚。在本實用新型所述的氧槍噴頭 液態(tài)模鍛模芯2中，氧孔芯2-1和冷卻水腔芯2-2均由粒度為100-200目工業(yè)用鹽粉末和 粘結劑組成，利用粉末冶金方法制成，在l〇〇°C以下的水中可以溶解，在500°C溫度的抗壓 強度為2-10MPa，氧孔芯2-1和冷卻水腔芯2-2,在其外表面上噴涂厚度為0. 3-0. 5mm的防 熔芯涂料，用于防止液態(tài)模鍛過程中銅液5流過時將其熔化或造成銅液的污染。
【主權項】
1. 一種氧槍噴頭液態(tài)模鍛模芯，其特征是，所述氧槍噴頭液態(tài)模鍛模芯（2)包括配合 使用的氧孔芯（2-1)和冷卻水腔芯（2-2);所述氧孔芯（2-1)由氧孔芯頭（2-1-1)和氧孔芯 柱（2-1-2)組成，所述氧孔芯頭（2-1-1)為圓盤結構，在氧孔芯頭（2-1-1)上設有水平定位 孔（2-1-3)，所述氧孔芯柱（2-1-2)與氧孔芯頭（2-1-1)為一體式結構，氧孔芯柱（2-1-2) 數量為五組，它們在氧孔芯頭（2-1-1)底面上沿周向均勻布置，每一組氧孔芯柱中心軸線 與氧孔芯頭中心軸線的夾角a = 10-20° ;所述冷卻水腔芯（2-2)外形為一圓錐臺體，在 其下部圓周上設有定位芯頭（2-2-2)，在其頂部位置和安裝面上開設排氣孔（2-2-3)，所述 圓錐臺體上設有五組與氧孔芯柱匹配的芯孔（2-2-1)。
2. 根據權利要求1所述的氧槍噴頭液態(tài)模鍛模芯，其特征是，所述氧孔芯柱中心軸線 與氧孔芯頭中心軸線的夾角a = 14°。
3. 根據權利要求1或2所述的氧槍噴頭液態(tài)模鍛模芯，其特征是，所述氧孔芯頭 (2-1-2)直徑 ? < 75_，氧孔芯頭（2-1-2)高度 H = 30-50_。
4. 根據權利要求3所述的氧槍噴頭液態(tài)模鍛模芯，其特征是，所述氧孔芯頭（2-1-2)上 水平定位孔（2-1-3)的直徑dl = 5-10mm〇
5. 根據權利要求1或2所述的氧槍噴頭液態(tài)模鍛模芯，其特征是，所述冷卻水腔芯 (2-2)的圓錐臺體外表面錐度角0 = 2-5° ;冷卻水腔芯（2-2)的定位芯頭（2-2-2)高度 H2 = 3_20mm。
6. 根據權利要求5所述的氧槍噴頭液態(tài)模鍛模芯，其特征是，所述冷卻水腔芯（2-2)頂 部位置和安裝面上排氣孔（2-2-3)直徑d2 = I. 5-2mm。
7. 根據權利要求1或2或4或6所述的氧槍噴頭液態(tài)模鍛模芯，其特征是，所述氧孔芯 (2-1)和冷卻水腔芯（2-2)外表面上均噴涂厚度為0. 3-0. 5mm的防熔芯涂料。
【專利摘要】一種氧槍噴頭液態(tài)模鍛模芯，屬于壓力鑄造技術領域。所述氧槍噴頭液態(tài)模鍛模芯包括配合使用的氧孔芯和冷卻水腔芯；所述氧孔芯由氧孔芯頭和氧孔芯柱組成，所述氧孔芯頭為圓盤結構，在氧孔芯頭上設有水平定位孔，所述氧孔芯柱與氧孔芯頭為一體式結構，氧孔芯柱數量為五組，它們在氧孔芯頭底面沿周向均勻布置，每一組氧孔芯柱中心軸線與氧孔芯頭中心軸線的夾角α＝10-20°；所述冷卻水腔芯外形為一圓錐臺體，在其下部圓周上設有定位芯頭，在其頂部位置和安裝面上開設排氣孔，所述圓錐臺體上設有五組與氧孔芯柱匹配的芯孔。本實用新型具有水溶解性好、抗高溫、高壓性能優(yōu)良和結構設計合理的特點，滿足了液態(tài)模鍛工藝制造氧槍噴頭毛坯的技術要求。
【IPC分類】B22D18-02, C21C5-46
【公開號】CN204565084
【申請?zhí)枴緾N201520179987
【發(fā)明人】張龍龍, 申保軍, 郭朝, 王亮
【申請人】石家莊巨力科技有限公司
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年3月27日