一种熔池熔炼侧吹用亚音速/超音速射流喷枪制造技术

本发明专利技术涉及一种熔池熔炼侧吹用亚音速/超音速射流喷枪，属于冶金技术领域。该熔池熔炼侧吹用亚音速/超音速射流喷枪，包括枪体、喷头、外套管、耐火材料层、气道和气体入口，所述枪体设置在炉体侧壁一侧的外围上设有外套管，枪体一端端口上设有喷头，喷头表面设有耐火材料层，枪体内部中间位置设有横置的气道，气道连通喷头，枪体上侧设有气体入口，气体入口与气道连通，气体入口与供气管路密封连接，气道为先收缩后扩张的拉法尔喷管状。该喷枪风道采用拉法尔喷管，可使枪内的气体流速进一步加大直至超越音速，极大的提高了射流的搅动半径，增加炉体宽度，进而提高侧吹炉的熔炼能力。

A side blown bath smelting with subsonic / supersonic jet spray gun

The invention relates to a side blown bath smelting with subsonic / supersonic jet spray gun, which belongs to the technical field of metallurgy. The side blown bath smelting with subsonic / supersonic jet spray gun, comprising a gun body, nozzle, the outer tube and the refractory material layer, airway and gas entrance, the gun body is arranged in the furnace body is arranged on the peripheral side wall of one side of the outer tube, one end port of the gun body is provided with a nozzle, the nozzle surface is provided with a refractory material layer. Inside the gun middle position with a transverse airway, the airway is communicated with the spray head, the upper gun body is provided with a gas entrance, gas entrance and airway connected gas entrance and the gas supply pipeline sealing connection, the airway is La Farge nozzle contraction expansion. The air gun using the La Farge nozzle, the gas flow rate in the gun until further increase beyond the speed of sound, which greatly improves the stirring jet radius, increasing the width of the boiler body, and then improve the smelting capacity of side blown converter.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种熔池熔炼侧吹用亚音速/超音速射流喷枪，属于冶金

技术介绍
近年来，富氧熔池熔炼技术迅猛发展，顶吹和底吹熔炼技术的产量不断提高，但侧吹熔炼技术的发展稍显落后，其产能在富氧熔池熔炼技术中所占的份额最小，这是其工艺特点所决定的。在喷射冶金过程中，喷入熔池中的气体对熔池搅拌起着非常重要的作用。射流周围的熔体在卷吸作用下随气体一同运动，使得射流的横向运动速度迅速降低，导致射流的搅动半径较小。当炉体宽度过大时就难以吹透渣层，这就限制了侧吹炉的炉体大型化发展，使侧吹炉的熔炼能力处于一个较低的水平，难以产生规模效应，进一步降低熔炼生产的单位成本。要实现炉内大型化，提高射流的搅动半径，就必须提高富氧空气的出口流速，但对于普通喷枪来说当出口速度达到音速时就会产生“壅塞现象”，即无论喷枪内的气压如何提高，气体的出口速度都不会继续增大，最高只能达到音速，若要继续增大气体的出口速度喷枪就必须采用特殊的设计。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题及不足，本专利技术提供一种熔池熔炼侧吹用亚音速/超音速射流喷枪。该喷枪风道采用拉法尔喷管，可使枪内的气体流速进一步加大直至超越音速，极大的提高了射流的搅动半径，增加炉体宽度，进而提高侧吹炉的熔炼能力，本专利技术通过以下技术方案实现。一种熔池熔炼侧吹用亚音速/超音速射流喷枪，包括枪体1、喷头2、外套管3、耐火材料层4、气道5和气体入口6，所述枪体1设置在炉体侧壁一侧的外围上设有外套管3，枪体1一端端口上设有喷头2，喷头2表面设有耐火材料层4，枪体1内部中间位置设有横置的气道5，气道5连通喷头2，枪体1上侧设有气体入口6，气体入口6与气道5连通，气体入口6与供气管路密封连接，气道5为先收缩后扩张的拉法尔喷管状。所述枪体1设置在炉体侧壁时，枪体1相对炉体侧壁倾斜，倾斜角度为0～40°。该熔池熔炼侧吹用亚音速/超音速射流喷枪的工作原理为：将枪体1设置在炉体侧壁，通过供气管路向气体入口6提供气体，气体在先收缩后扩张的拉法尔喷管状的气道5进一步加大直至超越音速或亚音速喷吹到炉体中。本专利技术的有益效果是：（1）风道采用拉法尔喷管，可使枪内的气体流速进一步加大直至超越音速，极大的提高了射流的搅动半径，增加炉体宽度，进而提高侧吹炉的熔炼能力；（2）气体流速的增大有利于增强对熔池的搅拌作用，为熔炼反应创造更好的动力学条件，提高侧吹炉的床能力；（3）喷枪具有一定的向下倾斜角度，可进一步增大射流的搅动半径，增加炉体宽度；（4）枪体与外套管，还有枪体与喷头之间是可拆卸的，装置结构模块化，便于枪体的维护以及喷头烧损后进行更换。附图说明图1是本专利技术喷枪结构示意图；图2是本专利技术喷枪安装示意图。图中：1-枪体，2-喷头，3-外套管，4-耐火材料层，5-气道，6-气体入口。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式，对本专利技术作进一步说明。实施例1如图1和2所示，该熔池熔炼侧吹用亚音速/超音速射流喷枪，包括枪体1、喷头2、外套管3、耐火材料层4、气道5和气体入口6，所述枪体1设置在炉体侧壁一侧的外围上设有外套管3，枪体1一端端口上设有喷头2，喷头2表面设有耐火材料层4（耐火材料的主要成份为氧化铝），枪体1内部中间位置设有横置的气道5，气道5连通喷头2，枪体1上侧设有气体入口6，气体入口6与气道5连通，气体入口6与供气管路密封连接，气道5为先收缩后扩张的拉法尔喷管状。其中枪体1设置在炉体侧壁时，枪体1相对炉体侧壁倾斜，倾斜角度为25°。冶炼厂炼铜车间的瓦纽科夫炉，在采用该熔池熔炼侧吹用亚音速/超音速射流喷枪后，风压由0.1MPa提高为0.6MPa，出口流速可达到380m/s，喷枪的向下倾斜角度设置为25°，可进一步增强气体射流的搅动半径，同时提高熔池内的搅拌强度，促进熔池内的脱硫造渣反应快速充分的进行，床能力从20t/m2·d提高为40t/m2·d，炉体宽度可由2m增加到4m，有效熔炼面积由36m2提高到72m2，使侧吹炉的日处理干料量由600t提高到1200t以上。实施例2如图1和2所示，该熔池熔炼侧吹用亚音速/超音速射流喷枪，包括枪体1、喷头2、外套管3、耐火材料层4、气道5和气体入口6，所述枪体1设置在炉体侧壁一侧的外围上设有外套管3，枪体1一端端口上设有喷头2，喷头2表面设有耐火材料层4（耐火材料的主要成份为氧化铝），枪体1内部中间位置设有横置的气道5，气道5连通喷头2，枪体1上侧设有气体入口6，气体入口6与气道5连通，气体入口6与供气管路密封连接，气道5为先收缩后扩张的拉法尔喷管状。其中枪体1设置在炉体侧壁时，枪体1相对炉体侧壁倾斜，倾斜角度为0°。实施例3如图1和2所示，该熔池熔炼侧吹用亚音速/超音速射流喷枪，包括枪体1、喷头2、外套管3、耐火材料层4、气道5和气体入口6，所述枪体1设置在炉体侧壁一侧的外围上设有外套管3，枪体1一端端口上设有喷头2，喷头2表面设有耐火材料层4（耐火材料的主要成份为氧化铝），枪体1内部中间位置设有横置的气道5，气道5连通喷头2，枪体1上侧设有气体入口6，气体入口6与气道5连通，气体入口6与供气管路密封连接，气道5为先收缩后扩张的拉法尔喷管状。其中枪体1设置在炉体侧壁时，枪体1相对炉体侧壁倾斜，倾斜角度为40°。以上结合附图对本专利技术的具体实施方式作了详细说明，但是本专利技术并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利技术宗旨的前提下作出各种变化。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种熔池熔炼侧吹用亚音速/超音速射流喷枪，其特征在于：包括枪体（1）、喷头（2）、外套管（3）、耐火材料层（4）、气道（5）和气体入口（6），所述枪体（1）设置在炉体侧壁一侧的外围上设有外套管（3），枪体（1）一端端口上设有喷头（2），喷头（2）表面设有耐火材料层（4），枪体（1）内部中间位置设有横置的气道（5），气道（5）连通喷头（2），枪体（1）上侧设有气体入口（6），气体入口（6）与气道（5）连通，气体入口（6）与供气管路密封连接，气道（5）为先收缩后扩张的拉法尔喷管状。

【技术特征摘要】
1.一种熔池熔炼侧吹用亚音速/超音速射流喷枪，其特征在于：包括枪体（1）、喷头（2）、外套管（3）、耐火材料层（4）、气道（5）和气体入口（6），所述枪体（1）设置在炉体侧壁一侧的外围上设有外套管（3），枪体（1）一端端口上设有喷头（2），喷头（2）表面设有耐火材料层（4），枪体（1）内部中间位置设有横置的气道（5），...

【专利技术属性】
技术研发人员：王华，刘泛函，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南;53