專利名稱：氧槍噴頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及真空吹氧脫氣精煉裝置，更具體地說，涉及一種氧槍 噴頭，該噴頭能夠使冷卻水直接流經(jīng)外套管的封閉端端部，提高冷卻效果。
背景技術(shù)：
請參閱圖l所示，目前，用于真空吹氧脫氣精煉(VOD)的氧槍噴頭 lO包括內(nèi)套管ll、外套管12和中套管13，內(nèi)套管ll內(nèi)部通有氧氣；外 套管12套在內(nèi)套管11外，外套管12—端的管壁與內(nèi)套管ll的管壁連接 并呈封閉端14，封閉端14內(nèi)側(cè)壁142向內(nèi)凹陷，外側(cè)壁143與中套管13 平行；中套管13為直管狀結(jié)構(gòu)，套在內(nèi)、外套管12之間，并將內(nèi)、外套 管12之間分成兩個通道，內(nèi)套管11與中套管13之間為冷卻水的進水通 道15,中套管13與外套管12之間為冷卻水的出水通道16。由于該噴頭 IO外套管12的封閉端14端部141承受很高的熱負荷，而內(nèi)套管11的惻 壁所受熱負荷卻很小，約為封閉端14的1/250，因此該噴頭10的冷卻實 際上主要是對外套管12的封閉端14端部141的冷卻。請結(jié)合圖2所示， 由于中套管13為直管狀結(jié)構(gòu)，當高速冷卻水(流速高達2m/s)流入進水 通道15時，該結(jié)構(gòu)容易使冷卻水在外套管12的封閉端14端部141和內(nèi) 側(cè)壁142凹陷兩處各形成一個漩渦17，造成冷卻水未到達封閉端14端部 141便流向中套管13，并經(jīng)過中套管13直接流入出水通道16，使得封閉 端14端部141和內(nèi)側(cè)壁142無法得到有效的冷卻，大大降低了噴頭10的 冷卻效果。另外，由于封閉端14的外側(cè)壁143與中套管13平行，且中套 管13比較靠近外套管12內(nèi)壁，再加上中套管13左端與封閉端14之間的 距離較遠，使得冷卻水流經(jīng)封閉端14時的流度很低(只有0.005 m/s左右)， 甚至出現(xiàn)水流"短路"現(xiàn)象，降低了冷卻水的循環(huán)效率，影響了冷卻效果， 從而影響了氧槍噴頭IO的使用壽命，減少了經(jīng)濟效益。
實用新型內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述冷卻水未經(jīng)噴頭外套管的封閉端端部直接
流入出水通道、噴頭外套管的封閉端內(nèi)的冷卻水流速低、循環(huán)冷卻效果差 的缺點，本實用新型的目的是提供一種氧槍噴頭，該噴頭結(jié)構(gòu)簡單，使用 方便，不但能夠?qū)ν馓坠艿姆忾]端端部進行冷卻，而且提高封閉端內(nèi)的冷 卻水流速，提高冷卻效果。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型釆用如下技術(shù)方案
該氧槍噴頭，該噴頭包括內(nèi)套管、外套管和中套管，外套管套在內(nèi)套
管外，外套管一端的管壁與內(nèi)套管的管壁連接并呈封閉端；中套管為直管
結(jié)構(gòu)，套在內(nèi)、外套管之間，中套管一端設(shè)有導(dǎo)流管，導(dǎo)流管一端與中套
管連接固定，另一端向內(nèi)傾斜，并伸入封閉端內(nèi)。
所述的封閉端內(nèi)側(cè)壁與內(nèi)套管的外壁持平并呈一直線。 所述的導(dǎo)流管與中套管之間的徑向水平夾角的取值范圍為4~17° 。 所述的導(dǎo)流管與中套管之間的徑向水平夾角的取值為15° 。 所述的導(dǎo)流管的另一端與外套管的封閉端端部之間的距離的取值范圍
為8~ 20mm。
所述的導(dǎo)流管的另一端與外套管的封閉端端部之間的距離的取值為 15mm。
所述的中套管與外套管內(nèi)壁之間的距離的取值范圍為7~9mm。 所述的封閉端外側(cè)壁向內(nèi)一端向內(nèi)傾斜。
在上述技術(shù)方案中，本實用新型的氧槍噴頭包括內(nèi)套管、外套管和中 套管，外套管套在內(nèi)套管外，外套管一端的管壁與內(nèi)套管的管壁連接并呈 封閉端；中套管為直管結(jié)構(gòu)，套在內(nèi)、外套管之間，中套管一端設(shè)有導(dǎo)流 管，導(dǎo)流管一端與中套管連接固定，另一端向內(nèi)傾斜，并伸入封閉端內(nèi)。 通過導(dǎo)流管以及改變封閉端內(nèi)側(cè)壁結(jié)構(gòu)，能夠有效地組織水流，避免冷卻 水在封閉端端部及內(nèi)側(cè)壁各形成一漩渦，使冷卻水能夠直接到達噴頭的封 閉端端部，并在該部位保持較長時間的循環(huán)，增強對封閉端端部的冷卻； 通過減小導(dǎo)流管與封閉端端部之間的距離以及增大中套管與外套管內(nèi)壁之 間的距離，并使封閉端外側(cè)壁向內(nèi)一端向內(nèi)傾斜，不但加快封閉端內(nèi)的冷 卻水流速，從而提高冷卻水循環(huán)冷卻效果，并且延長了噴頭的使用壽命， 提高了經(jīng)濟效益。

圖l是現(xiàn)有技術(shù)的氧槍噴頭的結(jié)構(gòu)示意圖2是現(xiàn)有技術(shù)的氧槍噴頭內(nèi)的冷卻水水流方向示意圖3是本實用新型的氧槍噴頭的結(jié)構(gòu)示意圖4是圖3所示的氧槍噴頭的A部結(jié)構(gòu)放大示意圖5是本實用新型的氧槍噴頭內(nèi)的冷卻水水流方向示意圖6是本實用新型的氧槍噴頭的導(dǎo)流管與中套管之間的徑向水平夾角
a與封閉端內(nèi)冷卻水流速的關(guān)系柱型圖7是本實用新型的氧槍噴頭與現(xiàn)有技術(shù)的氧槍噴頭在封閉端內(nèi)的冷
卻水流速值的對比折線圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例進一步說明本實用新型的技術(shù)方案。 請參閱圖3所示，本實用新型的氧槍噴頭20與現(xiàn)有技術(shù)的氧槍噴頭 IO基本相同，同樣包括內(nèi)套管21、外套管22和中套管23，內(nèi)套管21內(nèi) 部通有氧氣；外套管22套在內(nèi)套管21外，外套管22—端的管壁與內(nèi)套 管21的管壁連接并呈封閉端24;中套管23為直管狀結(jié)構(gòu)，套在內(nèi)、外套 管22之間，并將內(nèi)、外套管22之間分成兩個通道25、 26,內(nèi)套管21與 中套管23之間為冷卻水的進水通遒25,中套管23與外套管22之間為冷 卻水的出水通道26，通過冷卻水對該噴頭20進行冷卻。不同之處在于， 本實用新型的氧槍噴頭20的中套管23左端設(shè)有導(dǎo)流管27，導(dǎo)流管27右 端與中套管23連接固定，固定方式可以采用焊接或螺栓檸緊。導(dǎo)流管27 左端向內(nèi)傾斜，并伸入封閉端24內(nèi)。在此需要說明的是，該導(dǎo)流管27的 管壁在徑向上呈向內(nèi)傾斜的斜線型，當然也可以為向內(nèi)傾斜的弧線型。封 閉端24內(nèi)側(cè)壁242與內(nèi)套管21的外壁持平并呈一直線。請再結(jié)合圖5所 示，該結(jié)構(gòu)使得冷卻水從進水通道25進入時，封閉端24端部241以及封 閉端24內(nèi)側(cè)壁242兩處不再形成漩渦，使得冷卻水順利流經(jīng)封閉端24內(nèi) 側(cè)壁242及封閉端24端部241,并在這兩個部位保持較長時間的循環(huán)，從 而對該部位進行有效的冷卻，尤其封閉端24端部241是噴頭20冷卻的主 要部位，因此大大提高了冷卻效果，延長了噴頭20的使用壽命。請再參閱
圖4所示，為了增加封閉端24端部241內(nèi)的冷卻水流速，請結(jié)合圖6所 示，通過多次的試驗和計算得出，當導(dǎo)流管27與中套管23之間的徑向水 平夾角a的取值范圍在4~17°時，從圖6中可以看出，封閉端24端部 241內(nèi)的冷卻水流速明顯較快，并且以3 = 15°為最佳，此時封閉端24端 部241內(nèi)的冷卻水流速值最大。另外，還通過改變導(dǎo)流管27左端與外套 管22的封閉端24端部241之間的距離L、中套管23與外套管22內(nèi)壁之 間的距離D (見圖3)以及封閉端24外側(cè)壁243的結(jié)構(gòu)來提高封閉端24 內(nèi)的冷卻水流速，具體如下通過試驗和計算得出，導(dǎo)流管27的左與外套 管22的封閉端24端部241之間的距離L的取值范圍在8~20mm時，特 別是當L= 15mm時，而且中套管23與外套管22內(nèi)壁之間的距離D的取 值范圍在7~ 9mm時，以及通過將封閉端24外側(cè)壁243左端向內(nèi)傾斜， 即增大封閉端24外側(cè)壁243與導(dǎo)流管27之間的夾角b。通過以上諸多改 進，能夠大大加快了封閉端24內(nèi)的冷卻水流速，使得冷卻水能夠快速循環(huán)， 更加促進了對噴頭20的冷卻，提高了噴頭20的使用壽命，增加了經(jīng)濟效 益。
請參閱圖7所示，B為現(xiàn)有技術(shù)氧槍噴頭10的封閉端14內(nèi)的冷卻水 流速值連接而成的折線，C為本實用新型的氧槍噴頭20的封閉端24內(nèi)的 冷卻水流速值連接而成的折線。從圖7中可以看出，在采用本實用新型的 氧槍噴頭20后，當冷卻水以較低的流速(設(shè)為0.5m/s)進入進水通道25 口后，便能在封閉端24內(nèi)達到的較高的流速(可達0.385m/s),隨著冷 卻水進入進水通道25 口時的流速繼續(xù)增加，封閉端24內(nèi)的流速也快速增 加，當冷卻水進入進水通道25道口時的流速為2.5m/s時，封閉端24內(nèi) 的流速以高達0.95m/s。而從圖7中可以明顯看出，在相同條件下，現(xiàn)有 技術(shù)的氧槍噴頭10的封閉端14內(nèi)的流速明顯低了很多，循環(huán)冷卻效果與 本實用新型的氧槍噴頭20存在明顯的差距。
本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當認識到，以上的實施例僅是用來說 明本實用新型，而并非用作為對本實用新型的限定，只要在本實用新型的 實質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本實用新型的 權(quán)利要求書范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種氧槍噴頭，該噴頭包括內(nèi)套管、外套管和中套管，外套管套在內(nèi)套管外，外套管一端的管壁與內(nèi)套管的管壁連接并呈封閉端；中套管為直管結(jié)構(gòu)，套在內(nèi)、外套管之間，其特征在于所述的中套管一端設(shè)有導(dǎo)流管，導(dǎo)流管一端與中套管連接固定，另一端向內(nèi)傾斜，并伸入封閉端內(nèi)。
2. 如權(quán)利要求l所述的氧槍噴頭，其特征在于 所述的封閉端內(nèi)側(cè)壁與內(nèi)套管的外壁持平并呈一直線。
3. 如權(quán)利要求l所述的氧槍噴頭，其特征在于 所述的導(dǎo)流管與中套管之間的徑向水平夾角的取值范圍為4-17° 。
4. 如權(quán)利要求1或3所述的氧槍噴頭，其特征在于 所述的導(dǎo)流管與中套管之間的徑向水平夾角的取值為15° 。
5. 如權(quán)利要求l所述的氧槍噴頭，其特征在于 所述的導(dǎo)流管的另一端與外套管的封閉端端部之間的距離的取值范圍為8~ 20mm。
6. 如權(quán)利要求l后5所述的氧槍噴頭，其特征在于 所述的導(dǎo)流管的另一端與外套管的封閉端端部之間的距離的取值為15mm。
7. 如權(quán)利要求l所述的氧槍噴頭，其特征在于 所述的中套管與外套管內(nèi)壁之間的距離的取值范圍為7-9mm。
8. 如權(quán)利要求l所述的氧槍噴頭，其特征在于 所述的封閉端外惻壁向內(nèi)一端向內(nèi)傾斜。
專利摘要本實用新型公開了一種氧槍噴頭，該噴頭包括內(nèi)套管、外套管和中套管，外套管套在內(nèi)套管外，外套管一端的管壁與內(nèi)套管的管壁連接并呈封閉端；中套管為直管結(jié)構(gòu)，套在內(nèi)、外套管之間，中套管一端設(shè)有導(dǎo)流管，導(dǎo)流管一端與中套管連接固定，另一端向內(nèi)傾斜，并伸入封閉端內(nèi)。通過導(dǎo)流管以及改變封閉端內(nèi)側(cè)壁結(jié)構(gòu)，能夠有效地組織水流，避免冷卻水在封閉端端部及內(nèi)側(cè)壁形成漩渦，使冷卻水能夠直接到達噴頭的封閉端端部，并在該部位保持較長時間的循環(huán)，增強對封閉端端部的冷卻；通過減小導(dǎo)流管與封閉端端部之間的距離以及增大中套管與外套管內(nèi)壁之間的距離，并使封閉端外側(cè)壁向內(nèi)一端向內(nèi)傾斜，加快了封閉端內(nèi)的冷卻水流速，提高了冷卻水循環(huán)冷卻效果。
文檔編號C21C7/00GK201068462SQ200720072620
公開日2008年6月4日 申請日期2007年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月19日
發(fā)明者任三兵, 安 劉, 曉 劉, 園 方, 樊俊飛 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司;上海寶鋼工程技術(shù)有限公司