[发明专利]喷吹熔融金属的喷嘴

说明书

本发明涉及一种喷吹熔融金属的超音速环形喷嘴和方法。

这种喷嘴已经从GB 1198112中得知，但它似乎还没有在实际中应用。可能的原因也许是在环形射流的中部将产生负压，这将会使射流并在一起，从而没有所要求的宽的过热点。

本发明的目的在于提供一种能使环形射流发散的方法和喷嘴。

本发明的另一目的是提供一种可调节的环形喷嘴并提供一种既能产生紧密的射流又能产生发散射流的可调节的环形喷嘴。

下面将参考附图说明本发明，图中示出了根据本发明的三种环形喷嘴。

图1是顶吹喷嘴的端视图；

图2是沿图1中的2-2线的剖视图；

图3是另一种喷嘴的端视图；

图4是沿图3中的4-4线的剖视图；

图5是又一种喷嘴的端视图；

图6是沿图5中的6-6线的剖视图。

图1和2所示的喷嘴包括一外体11和一中心体12，在它们之间形成狭槽23。将外体11布置成被焊接在氧气枪的外管13和内管14上。在管13和14之间的环形空间中，有一中间管15，冷却水按惯常的方式在管15的周围循环。中心体12用通过螺纹旋紧或焊接的方法固定在杆17上，该杆17延伸通过氧气枪。

喷嘴的外体11有一锥形开口18，喷嘴的中心体12则基本上是锥形的，并且有六个具有平行侧边的轴向凸台或键19，与锥形开口18相配。使喷嘴形成一超音速喷嘴。键19将狭槽23分成6个部分，从而在喷嘴的出口处在环形射流中产生孔洞。周围的气体通过这些孔洞流入并填满在其它情况下必须会在中心体12附近产生的负压，防止射流按锥形发散。射流中的这些孔洞在射流碰上金属时被填充，从而使射流完全是环形的。

在图3和4中示出了另一实施例，其中的喷嘴是可以调节的。对于相应的零件采用了同图1和2一样的参考标号。喷嘴的外体11在其锥形表面18上有三条沟槽22，而中心体12有三个与沟槽22相配的轴向凸台或键19。沟槽22可以用杆17使中心体12沿轴向进行调节，从而使外体11与内体12之间的狭槽23的宽度可以改变。这样，就将狭槽23分割成三部份。可以用通往喷嘴的导管上的流量调节器合适地调节流量，而导管中的压力则可以通过调节狭槽的宽度来进行调节，以控制射流速度。因此，流量调节与氧气枪和它的杆17的轴向热膨胀无关。这样，流量与吹氧的压力之间的关系就可以在精炼过程中改变，并维持宽的作业区域。另一种方案是可以把沟槽22做在中心体12上，并把键19做在外体11上。

在图5和6中示出了再一种实施例。其中心体12没有凸台，而是其外体11有两个凸台或球状物19，它们只封住狭槽23的出口部分。这样，狭槽23就分成两部分，有中间的阻塞19。这种喷嘴同前面所述的实施例一样能在熔融金属上形成宽的环形过热点。但是，当中心体12通过杆17向内移置时，在环形狭槽23中没有中断处，因而在离开喷嘴的环流中没有中断处。因此，在环形射流的中心将有负压，并将使射流收缩，在熔化时提供小的过热点。这种喷嘴使之有可能以一个宽的环形低速射流射在金属熔池上，并在同一吹炼作业的不同阶段用一狭窄的高速射流射在金属熔池上。

作为在射流中形成孔洞，以抵消作用在中心体12上的负压的另一种方案，可以通过杆17和中心体12从氧气枪的端部供应气体。用这种方式供应的气流的数量级必须与通过喷嘴的气流的差不多，而所示的实施例则是首选的。也可以将射流中的孔洞和通过杆17与中心体12的供气结合起来，而且可能是有益的。也可以用管形杆17供给悬浮在气体或液体中的粉状物料。

所描述的喷嘴和氧气枪可以用在BOS(碱性氧气转炉钢的炼制)中和其它采用顶吹喷枪的冶金工艺中。