倒圓臺(tái)噴吹段結(jié)構(gòu)的鐵水預(yù)處理噴槍的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及轉(zhuǎn)爐煉鋼前鐵水爐外預(yù)處理的噴吹預(yù)處理領(lǐng)域，具體涉及一種倒圓臺(tái)噴吹段結(jié)構(gòu)的鐵水預(yù)處理噴槍，該噴槍用于鐵水罐噴吹脫硫、脫磷、脫硅等預(yù)處理。
【背景技術(shù)】
[0002]硫是絕大多數(shù)鋼種中的有害元素，它以硫化物的形式存在于鋼中，對(duì)鋼的質(zhì)量有相當(dāng)大的影響。目前，鐵水預(yù)處理爐外脫硫已經(jīng)成為低硫鋼(Sg 0.010%)或極低硫鋼(S^0.005%)生產(chǎn)中不可缺少的技術(shù)手段。在眾多脫硫方式中，而在眾多脫硫方法中，鐵水噴吹脫硫以其一次性投資少、操作簡便、鐵水溫降小等特點(diǎn)在國內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。所謂鐵水嗔吹脫硫就是以尚壓惰性氣體(N2)為載體利用嗔槍向裝鐵容器(鐵水觸或魚雷觸)中噴吹脫硫粉劑，并使脫硫劑與鐵水充分接觸反應(yīng)，從而將鐵水中的硫脫除。由此可見，噴槍是鐵水預(yù)處理工藝的關(guān)鍵部件，服役環(huán)境較為惡劣，其作用不僅要將預(yù)處理粉劑導(dǎo)入熔融鐵水深處，同時(shí)，還要通過噴口的噴射流場(chǎng)組織和噴吹氣體的攪拌動(dòng)能，實(shí)現(xiàn)粉劑在鐵水中分散混合，提高鐵水預(yù)處理反應(yīng)接觸面積與傳質(zhì)速度，達(dá)到鐵水高效預(yù)處理的目的。因此，使用壽命和使用性能是衡量鐵水預(yù)處理噴槍的兩個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)。
[0003]針對(duì)噴槍的金屬槍芯與槍芯外耐火材料槍襯之間相容性較差，出現(xiàn)嚴(yán)重的縱裂紋燒穿、槍襯剝落與槍頭脫落等破損形式，導(dǎo)致鐵水預(yù)處理噴槍實(shí)際使用壽命較短問題，專利號(hào)為ZL200320115797.7的中國實(shí)用新型專利公開了一種鐵水預(yù)處理噴槍，專利號(hào)為ZL03254739.0的中國實(shí)用新型專利公開了一種長壽命單噴口鈍化鎂脫硫噴槍，專利號(hào)為ZL200710051992.0的中國發(fā)明專利公開了一種鐵水噴吹脫硫噴槍，專利號(hào)為ZL200610018623.7的中國發(fā)明專利公開了一種自冷式鐵水預(yù)處理噴槍，這四個(gè)專利較好地解決了不同種類噴槍金屬槍芯與耐火材料槍襯間的熱膨脹協(xié)調(diào)問題、噴槍大面積燒穿、槍襯大面積剝落和槍頭脫落問題，并在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中取得了延長噴槍使用壽命的效果。
[0004]為了改善鐵水預(yù)處理噴槍的使用性能，文獻(xiàn)“第三煉鋼廠鐵水脫硫效果的分析與改進(jìn)”(鞍鋼技術(shù)，1996年第10期)針對(duì)常規(guī)單孔直吹噴槍鐵水脫硫動(dòng)力學(xué)條件較差和高流量條件下容易產(chǎn)生噴濺等問題，發(fā)明了一種三孔噴槍結(jié)構(gòu)，具體為三個(gè)噴口沿周向均勻布置于噴槍底部，在實(shí)際中取得了一定效果。公開號(hào)為CN201545866的中國發(fā)明專利公開了一種多噴嘴鐵水脫硫噴槍，該噴槍針對(duì)普通單孔直吹噴槍噴吹脫硫粉劑集中、鐵水與脫硫粉劑難以充分混合影響脫硫利用率等不足，在槍芯頭部設(shè)有至少兩個(gè)分別向外傾斜且等距離設(shè)置的噴嘴，使噴吹的脫硫粉劑更加分散，改善鐵水脫硫過程的攪拌效果，縮短反應(yīng)時(shí)間，提高脫硫劑的利用率，減少脫硫過程中的噴濺。公開號(hào)為CN201678697U中國實(shí)用新型專利公開了一種鐵水預(yù)處理噴槍，該噴槍通過在噴槍耐火材料槍襯下端形成鼓形擾流器，利用擾流分布器外壁向上延伸的分流凹槽的導(dǎo)流作用，分化噴射流股，提高噴射流股面積與預(yù)處理劑的分散混合效果，提高預(yù)處理劑的利用率，改善噴吹預(yù)處理技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。此夕卜，公開號(hào)為CN204111803U的中國實(shí)用新型還公開了一種具有導(dǎo)流槽噴口結(jié)構(gòu)的鐵水預(yù)處理噴槍，該噴槍通過在噴槍底部開設(shè)導(dǎo)流凹槽結(jié)構(gòu)，使噴吹主流股上升過程中強(qiáng)制分散為眾多細(xì)小流股，遏制氣體流股上升膨脹過程中的聚集，增加了流股的徑向流動(dòng)，減緩了對(duì)于槍身的磨損。
[0005]上述技術(shù)雖然在一定程度上解決了現(xiàn)有噴槍脫硫反應(yīng)動(dòng)力學(xué)條件較差等問題，但在實(shí)際生產(chǎn)中存在多孔噴槍容易堵塞以及噴槍制作復(fù)雜、現(xiàn)場(chǎng)使用維護(hù)不便等不足，限制了鐵水脫硫技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的進(jìn)一步提尚。
[0006]通過水模試驗(yàn)，探明了現(xiàn)有技術(shù)中鐵水噴吹預(yù)處理的熔池流動(dòng)狀態(tài)，噴吹預(yù)處理過程中，噴吹氣體從底部噴口噴出后，氣流進(jìn)入液體，形成向下的氣體流股；由于氣體受到液體的浮力作用，其向下動(dòng)量迅速減小，繼而形成沿噴槍向上流動(dòng)；氣泡在上浮的過程中，隨著液位深度的減小，氣體受到的壓力減小，氣泡的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)了液體的運(yùn)動(dòng)，處于噴槍附近的液體由于氣流的帶動(dòng)，形成強(qiáng)烈的沿噴槍槍體的向上運(yùn)動(dòng)；當(dāng)氣液兩相區(qū)形成的上升流股到達(dá)液面后，氣體溢出液面，引起鐵水液面的劇烈波動(dòng)，而到達(dá)液面的液體被驅(qū)動(dòng)向熔池周邊循環(huán)流動(dòng)。由上述噴吹鐵水預(yù)處理熔池流動(dòng)狀態(tài)可知，現(xiàn)有技術(shù)中，噴吹初期形成的氣泡較大，流股膨脹上浮比較集中，既不利于預(yù)處理粉劑從氣泡中穿透也增強(qiáng)了對(duì)于槍襯的磨損；而在噴吹末期，由于流股相對(duì)集中，噴吹氣體逸出液面時(shí)，導(dǎo)致鐵水液面波動(dòng)劇烈，容易引起噴濺，噴吹氣體攪拌動(dòng)能損失較大；同時(shí)，氣泡較大和流股集中也導(dǎo)致液體上浮區(qū)域面積減小，也不利于噴吹氣體攪拌動(dòng)能的充分發(fā)揮。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實(shí)用新型結(jié)合的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，結(jié)合影響噴吹脫硫動(dòng)力學(xué)條件的三個(gè)基本參數(shù)(粉劑穿透比、粉劑停留時(shí)間和熔池混勻時(shí)間)，提供了一種倒圓臺(tái)噴吹段結(jié)構(gòu)的鐵水預(yù)處理噴槍，該噴槍實(shí)施維護(hù)簡便，改善鐵水噴吹預(yù)處理動(dòng)力學(xué)條件，延長噴槍使用壽命，提高鐵水預(yù)處理技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)一種倒圓臺(tái)噴吹段結(jié)構(gòu)的鐵水預(yù)處理噴槍，包括依次連接相通的連接法蘭、連接段噴槍本體和槍身段噴槍本體和噴吹段；所述連接段噴槍本體和槍身段噴槍本體由內(nèi)至外依次為噴吹管、主管和增強(qiáng)管，所述主管外側(cè)以軸線為中心線由內(nèi)向外呈發(fā)射狀均勻布置有多條用于連接增強(qiáng)管的搭橋焊接件，且所述搭橋焊接件穿過增強(qiáng)管上的開孔內(nèi)，所述噴吹段為倒圓臺(tái)形結(jié)構(gòu)，所述噴吹管伸入噴吹段底部端面，所述主管和增強(qiáng)管伸入噴吹段中部，所述主管和增強(qiáng)管底部設(shè)置有用于安裝石墨噴管的安裝座，所述石墨噴管焊接在噴吹管外壁上，所述槍身段噴槍本體的增強(qiáng)管和安裝座外壁上焊接有錨固件，所述槍身段噴槍本體和噴吹段外壁上澆筑耐火材料槍襯，且耐火材料槍襯覆蓋錨固件。
[0009]在上述技術(shù)方案中，所述噴吹段的倒圓臺(tái)頂部端面直徑為槍身段直徑的1.5?2倍，所述噴吹段的倒圓臺(tái)底部端面直徑