噴吹熔融金屬的噴嘴與方法
2023-05-17 00:03:01 1
專利名稱：噴吹熔融金屬的噴嘴與方法
技術領域：
本發明涉及一種噴吹熔融金屬的超音速環形噴嘴和方法。
這種噴嘴已經從GB1198112中得知，但它似乎還沒有在實際中應用。可能的原因也許是在環形射流的中部將產生負壓，這將會使射流並在一起，從而沒有所要求的寬的過熱點。
本發明的目的在於提供一種能使環形射流發散的方法和噴嘴。
本發明的另一目的是提供一種可調節的環形噴嘴並提供一種既能產生緊密的射流又能產生發散射流的可調節的環形噴嘴。
下面將參考
本發明，圖中示出了根據本發明的三種環形噴嘴。
圖1是頂吹噴嘴的端視圖；圖2是沿圖1中的2-2線的剖視圖；圖3是另一種噴嘴的端視圖；圖4是沿圖3中的4-4線的剖視圖；圖5是又一種噴嘴的端視圖；圖6是沿圖5中的6-6線的剖視圖。
圖1和2所示的噴嘴包括一外體11和一中心體12，在它們之間形成狹槽23。將外體11布置成被焊接在氧氣槍的外管13和內管14上。在管13和14之間的環形空間中，有一中間管15，冷卻水按慣常的方式在管15的周圍循環。中心體12用通過螺紋旋緊或焊接的方法固定在杆17上，該杆17延伸通過氧氣槍。
噴嘴的外體11有一錐形開口18，噴嘴的中心體12則基本上是錐形的，並且有六個具有平行側邊的軸向凸臺或鍵19，與錐形開口18相配。使噴嘴形成一超音速噴嘴。鍵19將狹槽23分成6個部分，從而在噴嘴的出口處在環形射流中產生孔洞。周圍的氣體通過這些孔洞流入並填滿在其它情況下必須會在中心體12附近產生的負壓，防止射流按錐形發散。射流中的這些孔洞在射流碰上金屬時被填充，從而使射流完全是環形的。
在圖3和4中示出了另一實施例，其中的噴嘴是可以調節的。對於相應的零件採用了同圖1和2一樣的參考標號。噴嘴的外體11在其錐形表面18上有三條溝槽22，而中心體12有三個與溝槽22相配的軸向凸臺或鍵19。溝槽22可以用杆17使中心體12沿軸向進行調節，從而使外體11與內體12之間的狹槽23的寬度可以改變。這樣，就將狹槽23分割成三部份。可以用通往噴嘴的導管上的流量調節器合適地調節流量，而導管中的壓力則可以通過調節狹槽的寬度來進行調節，以控制射流速度。因此，流量調節與氧氣槍和它的杆17的軸向熱膨脹無關。這樣，流量與吹氧的壓力之間的關係就可以在精煉過程中改變，並維持寬的作業區域。另一種方案是可以把溝槽22做在中心體12上，並把鍵19做在外體11上。
在圖5和6中示出了再一種實施例。其中心體12沒有凸臺，而是其外體11有兩個凸臺或球狀物19，它們只封住狹槽23的出口部分。這樣，狹槽23就分成兩部分，有中間的阻塞19。這種噴嘴同前面所述的實施例一樣能在熔融金屬上形成寬的環形過熱點。但是，當中心體12通過杆17向內移置時，在環形狹槽23中沒有中斷處，因而在離開噴嘴的環流中沒有中斷處。因此，在環形射流的中心將有負壓，並將使射流收縮，在熔化時提供小的過熱點。這種噴嘴使之有可能以一個寬的環形低速射流射在金屬熔池上，並在同一吹煉作業的不同階段用一狹窄的高速射流射在金屬熔池上。
作為在射流中形成孔洞，以抵消作用在中心體12上的負壓的另一種方案，可以通過杆17和中心體12從氧氣槍的端部供應氣體。用這種方式供應的氣流的數量級必須與通過噴嘴的氣流的差不多，而所示的實施例則是首選的。也可以將射流中的孔洞和通過杆17與中心體12的供氣結合起來，而且可能是有益的。也可以用管形杆17供給懸浮在氣體或液體中的粉狀物料。
所描述的噴嘴和氧氣槍可以用在BOS(鹼性氧氣轉爐鋼的煉製)中和其它採用頂吹噴槍的冶金工藝中。
權利要求
1.一種在冶金工業上採用的用於氧氣噴槍的超音速環形噴嘴，其特徵為，用裝置(19)使氣體供往所形成的環形射流的內部，以便抵消該處的負壓。
2.一種如權利要求1所述的噴嘴，其特徵為，所述裝置(19)封住噴嘴的環形狹槽(23)的一部分，從而使噴出噴嘴的環形射流被分割，並使周圍的氣體能流入射流內部。
3.一種如權利要求2所述的噴嘴，其特徵為，它包括一外環形體(11)和一基本上是錐形的中心體(12)，它們一起形成了噴嘴的環形狹槽，在前述外體和中心體上還包括鍵(19)和溝槽(22)，以形成用於封住前述環形狹槽(23)的一部分的裝置，上述中心體(12)可沿軸向移動，從而能得到一個可變的狹槽寬度，而上述鍵(19)則仍然封住狹槽(23)的一部分。
4.一種在冶金工業上採用的用於氧氣噴槍的超音速環形噴嘴，它包括一外環形體(11)和一中心體(12)，它們一起形成噴嘴的環形狹槽(23)，其特徵為，所述中心體(12)可以相對於所述環形體(11)在第一位置和第二位置之間移動，在第一位置時，狹槽(23)被分割成各自獨立的部分，從而使噴出的環形射流也被分割成單獨的部分，而在第二位置時，整個環形狹槽(23)都打通，從而使噴出的環形射流沒有中斷的地方。
5.一種如權利要求4所述的噴嘴，其特徵為，所述中心體(12)基本上是錐形的並可在它的兩個位置之間軸向移動，所述外體和中心體(11、12)中的一個在所述狹槽(23)的出口端有球狀物(19)，所述球狀物在中心體處於其第一位置時封住所述狹槽，但在處於第二位置時則不封住所述狹槽。
6.一種用具有環形噴嘴的氧氣噴槍噴吹熔融金屬的方法，其特徵為，氣體被供往所形成的環形射流的內部，以抵消在該處的負壓。
7.一種如權利要求6所述的方法，其特徵為，離開噴嘴的環形氣流的一部分被擋住，以便在環形射流中形成孔洞並通過它吸入周圍的大氣。
全文摘要
一種用於氧氣槍例如在轉爐中吹煉鋼水的氧氣槍的環形噴嘴，它在轉爐中在鋼水中形成環形的過熱點。在離開噴嘴時，環形射流有中斷處，它使周圍的大氣被朝環形射流的中心吸入。這樣，就防止了負壓，否則這種負壓會阻止射流按錐形發散。在一個實施例中，噴嘴可以在吹煉作業中在形成緊密的射流與形成發散的射流之間轉換。
文檔編號C21C5/46GK1139981SQ9419471
公開日1997年1月8日 申請日期1994年12月28日 優先權日1993年12月30日
發明者丹·伯格曼, 井本健夫 申請人:麥福斯·史迪夫泰森金屬加工及製造公司