[发明专利]一种两段式单通道熔池熔炼氧枪

说明书

本发明提供一种两段式单通道熔池熔炼氧枪，属于有色金属熔池熔炼技术领域和钢铁冶炼吹炼技术领域，包括氧枪底座、枪体和枪头，所述枪头的一端为连接端，另一端为出气端，所述枪体的A端与枪头的连接端连接，枪体的B端与氧枪底座连接；所述枪体与枪头的中心轴线在一条直线，且枪体与枪头的外径、内径均相同。本熔池熔炼氧枪采用两段式结构，可提高氧枪使用寿命，简化氧枪更换操作流程，降低氧枪成本，枪头结构可以提升氧气利用率，提高生产效率。

技术领域

本发明提供一种两段式单通道熔池熔炼氧枪，属于有色金属熔池熔炼技术领域和钢铁冶炼吹炼技术领域。

背景技术

气体喷吹技术广泛应用于冶金领域，在诸多冶金过程中，需要通过氧枪将富氧空气或纯净氧气从冶金反应器底部或侧面喷吹进入冶金熔池，以实现熔池熔炼过程的高效进行。因此，氧枪是熔池熔炼过程中的关键设备，对其结构进行优化设计，可达到提高熔炼效率、优化熔炼过程的目的。

熔池熔炼过程中使用的氧枪经历了从单管到套管、再到带有槽缝等复杂结构的多层套管氧枪的发展和革新过程。目前，熔池熔炼工业生产中普遍使用槽缝式多层套管氧枪，该氧枪由不同直径的不锈钢套管组装而成，主要包括枪头、枪体以及氧枪底座。其中，枪体由两根或多根同轴圆管组成，通常由无缝钢管加工制成，内层通道输送纯净氧气或富氧空气，外层通道输送水、氮气、空气等保护性介质(或冷却介质)；枪头是在内层套管的外壁沿气体输运方向加工一定长度的槽缝而形成；枪体与氧枪底座的连接通常使用法兰螺栓固定连接、〇型橡胶圈滑动连接或焊接等方式实现。

从大量的氧枪相关文献和现场生产数据发现，槽缝式多层套管氧枪现有技术存在的主要问题包括以下几点：

(1)在生产过程中，需要保护性气体或冷却装置对氧枪进行冷却，氧枪结构复杂，对熔池熔炼炉及其配套设备的设计与运行有较高要求，且冷却效果直接影响氧枪使用寿命。

(2)耐高温性能较差的金属材质氧枪枪头部分与高温熔体直接接触，高温环境使氧枪枪头易出现烧损、侵蚀等问题，进而导致倒灌和堵枪现象的发生，阻碍生产过程的顺利进行，这需要不定时地疏通或更换氧枪，影响生产效率。

(3)在检修氧枪时，如遇到氧枪严重堵塞或烧损情况，现场操作人员必须采用剧烈地击打或者抽拉等操作方式才能将枪芯从外层套管内抽出，操作难度较大。

(4)该类氧枪需要控制富氧空气或纯净氧气与保护性气体的比例，需要较大的供气压力才能保证足量反应气体进入熔池内。

(5)在枪头部分沿气体输运方向存在一定长度的槽缝结构，对气体输运产生一定的阻力，供气系统的运行成本上升。

发明内容

为了克服现有技术中槽缝式多层套管氧枪使用过程中耐高温性能较差，更换氧枪操作难度较高，使用寿命较短，影响生产效率等缺陷，本发明提供一种两段式单通道熔池熔炼氧枪，简化氧枪设备的总体结构，提升耐高温、耐磨损性能，降低更换氧枪操作难度，延长氧枪使用寿命。

本发明解决其技术问题所采用的的技术方案是：一种两段式单通道熔池熔炼氧枪，包括氧枪底座、枪体和枪头，所述枪头的一端为连接端，另一端为出气端，所述枪体的A端与枪头的连接端连接，枪体的B端与氧枪底座连接；所述枪体与枪头的中心轴线在一条直线，且枪体与枪头的外径、内径均相同。

优选地，所述枪头由氮化硅制成。

优选地，所述枪体由金属材质制成。

优选地，所述枪头的长度为氧枪总长度的1/4-1/3。

优选地，所述枪头出气端的截面为带齿结构。

优选地，所述带齿结构沿枪头轴线方向的长度为30mm-50mm。

优选地，所述枪头出气端的中空结构面积占枪头出气端端面总面积的50％-70％。