煉鋼連鑄割嘴的製作方法

2023-12-08 23:42:11

專利名稱：煉鋼連鑄割嘴的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種鋼材切割裝置，尤其涉及一種煉鋼連鑄割嘴。
背景技術：
隨著冶煉技術及工藝的日益完善，提高鑄坯的拉坯速度是一個趨勢，鋼坯火 焰切割機的切割作業是在線完成的，並且與鋼坯的移動保持同步。由於受到場地及工藝的限 制，切割的鋼坯定尺尺寸儘可能短些，因此割嘴的切割速度和可靠性成了提高連鑄生產效率 的瓶頸口，因此要求更高的連鑄切割速度，以滿足日益提高的拉坯速度的需求。而切割燃氣 的消耗更是重點關注的問題，對於切割割縫的金屬損耗也越來越被重視。同時對切割斷面的 質量也提出了更高的要求，切斷面要求平整、掛渣要少，現有的煉鋼連鑄割嘴因其結構原因 其燃氣火焰不集中，火焰束大，使切割縫隙大，上緣塌邊，下緣掛渣，切割面呈喇叭口，而 且切割速度不高、耗能大，切割成本高。本發明的目的是提供一種煉鋼連鑄割嘴。該煉鋼連鑄割嘴的切割火力集中，火焰東小， 耗能低，切割質量高，切割速度快，體積小。本發明的技術方案包括由芯杆和其上設有若干凹槽的芯頭組成的嘴芯，設於所述嘴芯上 的嘴芯套管，設有若干預熱氧孔和燃氣孔的芯座，設於所述芯座和嘴芯上的高壓氧孔，其特 徵是所述芯頭其與芯杆連接的一端端面倒角呈弧形面或錐形面。所述芯頭端面呈弧形或錐形的倒角面延伸至芯杆表面。所述芯頭上的凹槽底面與所述芯杆表面齊平。所述芯頭由一圓臺段和一圓柱段構成；所述芯座上的每個燃氣孔和對應的一預熱氧孔經 相應一個混氣孔聯通於由芯杆外周壁、芯座和芯頭的相向兩端面、以及嘴芯套管內壁構成的 混氣室；所述嘴芯套管管孔的形狀與所述芯頭外周表面形狀相對應，並與該芯頭貼面接觸配 合或松配合套罩於所述嘴芯上。所述芯頭其圓柱段長度為2.5mm-13mm,圓臺段長度為3mm-"mm,圓臺的錐度為0. I—IO 度；所述設於芯座上的燃氣孔和預熱氧孔分別為2-20個，其孔徑為2mm-"mm;所述芯頭上 所設的凹槽為6—30條，其寬度和深度分別為0. 03mm-1. 51mm和0. 03mm-2. 5mm。所述混氣孔 的孔徑為0.6mm-6mm;所述混氣室的長度為10mm—20咖。所述芯頭其圓柱段長度為7mm,圓臺段長度為9mm，圓臺的錐度為0. 3—1度；所述芯座 上的燃氣孔和預熱氧孔各為IO個，其孔徑分別為0.6mm和1.2mm;所述芯頭上所設的凹槽為 19條，其寬度和深度分別為1.3mm和2.1mm;所述混氣孔的孔徑為1.2mm,所述混氣室的長 度為15咖。所述高壓氧孔由依次呈圓臺形的收斂段、分別呈圓柱形的擴張段和加速段構成。所述圓臺形收斂段的圓臺底面一端的孔徑為2mm—8mm,另 一端直徑為1. 5mm—6mm,其 長度為16mm—40mm;分別為圓柱形的擴張段和加速段的孔徑分別為2. 5mm—10mm和 1. lmm—4mm,其長度分另!j為16. 5mm-62mm和4. 5mm--18mm。所述高壓氧孔的圓臺形收斂段的圓臺底面一端的孔徑為4咖，其另一端孔徑為2.9mm, 其長度為20咖；分別為圓柱形的擴張段和加速段的孔徑分別為5咖和1.9mm,其長度分別為 31mm和9. l咖。所述芯座為其底面與所述芯杆連接的圓臺形，該賀臺形芯座的外周壁相間隔設有至少兩 個凹環槽，所述若干個燃氣孔和預熱氧孔入氣口分別設於相應凹環槽側壁上;所述割嘴採用不 鏽鋼或銅材鍍鉻材料製成。本發明由於其高壓氧孔由多段構成，以及嘴芯芯頭上的各凹槽尺寸設置可使切割火焰集 中、火焰束細而長，切割速度'fto通過割嘴上設置混氣孔，使燃氣和預熱氧在進入混氣室之前先進行預混合，使得兩者的 混合更為充分，在同樣的耗氣量情況下其燃燒更充分，形成的火焰東溫度更高，可進一步提 高切割速度和質量，從而達到進一步節約燃料氣的目的。再者割嘴分成嘴芯、芯座和嘴芯套管三個可拆卸式的獨立部件，易於加工製造便於維護 和檢修，同樣可以節約成本。芯座外周壁設置凹環槽，燃氣孔口和預熱氧孔口設於凹環槽側 壁上可以使割嘴體積縮小。割嘴採用不鏽鋼或銅材鍍鉻材料製成，切割時割嘴不粘鋼渣，也 可進一步延長割嘴使用壽命。 '本發明其圓柱加圓臺形的芯頭其尺寸比例和相應的凹槽數量和形狀尺寸的設置可以獲得 一個好的流線型氣體流東，特別是芯頭與芯杆連接的 一端端面倒角成 一定角度的弧形或錐形 面，相當於為芯頭凹槽增加了一個引導段，使通過該凹槽氣體形成更好的流線型流束，這些 都可以使火焰東更加細而長、更加集中，使切割質量得到進一步提高，其節約燃氣效果更為 突出。割嘴嘴芯與嘴芯套管的貼面配合可避免燃氣分散，使火焰東更為集中。本發明鋼材割 損小，割縫只有0.8 — 1. 5mm ,鋼坯切割上緣不塌邊、下緣不掛渣，切割面平整，可降低燃 氣壓力5M-70%,預熱氧降低60%，高壓氧降低50%-60%;燃氣和氧氣流量可分別降低至1.1 千克/小時和19立方米/小時，降低切割成本75%以上。當被切割鋼材越厚時，其節能效果越 明顯。


圖l為本發明結構示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，芯頭3由與芯杆2 —端連接的圓柱段3b和圓臺段h構成， 芯頭3的最大外徑大於芯杆2的最大外徑，圓柱段3b其與芯杆2連接的一端端面倒角成延伸 至芯杆2表面的錐形面10,圓柱段3b的長度為7mm,圓臺段3a的長度為9mm;芯頭29上繞 其周壁均句布設的凹槽34為19條，其寬度和深度分別為1. 3mm和2. lmm,凹槽的底面與芯杆2表面齊平。芯杆2另一端通過螺紋與圓臺形芯座1的圓臺底面一端連接。其管孔內周壁 形狀與芯頭3外周壁表面形狀相對應的嘴芯套管6通過圓臺形芯座1的圓臺底面的臺階支承 與芯頭3外周壁表面貼面接觸配合套裝於由芯杆2和芯頭3構成嘴芯上。嘴芯的長度為31mm。 嘴芯套管6的靠外側一端的管壁端面向外長出芯頭3相應一端端面2mm。混氣室5由芯杆2外壁、芯頭3的內側一端錐形端面10、芯座1的內側一端環形端面和 嘴芯套管6內壁構成，混氣室5的長度為15mm。圓臺形芯座1的圓臺錐度為30-45度，其周表面設有兩個凹環槽12、 11, 10個燃氣孔9 繞高壓氧孔13、 10個預熱氧孔8繞燃氣孔9其各自的氣體入口分別位於兩個凹環槽12和11 側壁上均布於圓臺形芯座1上；各預熱氧孔8向割嘴軸線方向傾斜至分別與相應的燃氣孔9 一一對應聯通後再經混氣孔7延伸至與混氣室5連接；燃氣孔9和預熱氧孔8的孔徑分別為 0. 6mm和1. 2mm,混氣孔7孔徑為1. 2mm。高壓氧孔13由沿割嘴芯頭3方向依次呈圓臺形的收斂段13a、分別呈圓柱形的擴張段13b 和加速段13c構成。位於氣體入口處的收斂段13a對進入噴嘴的高壓氧進行預加速，而位於 中間部位的擴張段13b則應儘量多的收集氣體以聚集能量，為加速段13c提供充分的加速氣 體，因此收斂段13a的入口端(即圓臺底面)和出口端(即圓臺臺面)的孔徑一般分別設計 為2mm—8mm和1. 5mm—5mm,本實施例為4mm和2.9mm,其長度一般為16--40mm,本實施例 為20mm;而擴張段13b的孔徑則相應大些， 一般設計在2. 5mm—IO隨，其長度在16. 5mm-62mm 範圍，本實施例中孔徑和長度分別為5mm和31mm;對位於氣體出口段的加速段13c,其孔徑 應儘量小，以減小氣體的密度以進一步增加氣體的噴射速度，並在噴射時獲得方向性較強的 平行流線，設計時，在儘量減小加速段13c孔徑的同時，要考慮氣體在噴射時必須要保證具 有足夠的切割能量，對於加速段13c的長度設置儘量要長、短適宜，過長不僅增加阻力而且 會增大割嘴的體積，過短不能獲得較佳的方向性較強的平行流線，這既影響切割質量又浪費 能源，因此其孔徑和長度一般分別在lmm—4mm和4. 5mm--18mm範圍，本實施例分別為1.9mm 和9mm。本實施例中割嘴工作時的高壓氧和燃氣壓力分別在0. 5-0. 7Mpa和0. 01-0. 02Mpa範圍。
權利要求
1、一種煉鋼鏈鑄割嘴，包括由芯杆和其上設有若干凹槽的芯頭組成的嘴芯，設於所述嘴芯上的嘴芯套管，設有若干預熱氧孔和燃氣孔的芯座，設於所述芯座和嘴芯上的高壓氧孔，其特徵是所述芯頭其與芯杆連接的一端端面倒角呈弧形面或錐形面。
2、 根據權利要求l所述煉鋼連鑄割嘴，其特徵是所述芯頭端面呈弧形或錐形的倒角面延 伸至芯杆表面。
3、 根據權利要求l所述煉鋼連鑄割嘴，其特徵是所述芯頭上的凹槽底面與所述芯杆表面 齊平。
4、 根據權利要求1所述煉鋼連鑄割嘴，其特徵是所述芯頭由一圓臺段和一圓柱段構成； 所述芯座上的每個燃氣孔和對應的一預熱氧孔經相應一個混氣孔聯通於由芯杆外周壁、芯座 和芯頭的相向兩端面、以及嘴芯套管內壁構成的混氣室；所述嘴芯套管管孔的形狀與所述芯 頭外周表面形狀相對應，並與該芯頭貼面接觸配合或松配合套罩於所述嘴芯上。
5、 根據權利要求4所述煉鋼連鑄割嘴，其特徵是所述芯頭其圓柱段長度為2.5mm-13mm, 圓臺段長度為3咖-15mm,圓臺的錐度為O.l—lO度；所述設於芯座上的燃氣孔和預熱氧孔分 別為2-20個，其孔徑為2mm-20mm;所述芯頭上所設的凹槽為6—30條，其寬度和深度分別為 0. 03卿-1.51鵬和0. 03咖-2. 5腳。所述混氣孔的孔徑為0. 6咖-6trnn;所述混氣室的長度為 IO咖一20mm。
6、 根據權利要求4所述煉鋼連鑄割嘴，其特徵是所述芯頭其圓柱段長度為7mm,圓臺段 長度為9mm,圓臺的錐度為0. 3—1度；所述芯座上的燃氣孔和預熱氧孔各為10個，其孔徑分 別為0.6咖和1.2mm;所述芯頭上所設的凹槽為19條，其寬度和深度分別為1. 3mm和2. lmm; 所述混氣孔的孔徑為1.2mm,所述混氣室的長度為15mm。
7、 根據權利要求1所述煉鋼連鑄割嘴，其特徵是所述高壓氧孔由依次呈圓臺形的收斂段、 分別呈圓柱形的擴張段和加速段構成。
8、根據權利要求7所述煉鋼連鑄割嘴，其特徵是所述圓臺形收斂段的圓臺底面一端的孔 徑為2mm—8mm,另一端直徑為1. 5mm—6mm,其長度為16mm--40mm;分別為圓柱形的擴張段和 加速段的孔徑分別為2. 5mm—10mm和1. lmm—4mm,其長度分別為16. 5mm-62mm和4. 5咖一—18咖。
9、 根據權利要求8所述煉鋼連鑄割嘴，其特徵是所述高壓氧孔的圓臺形收斂段的圓臺底 面一端的孔徑為4 mm,其另一端孔徑為2.9mm,其長度為20mm;分別為圓柱形的擴張段和加 速段的孔徑分別為5mm和1. 9mm，其長度分別為31mm和9. 1mm。
10、 根據權利要求1所述煉鋼連鑄割嘴，其特徵是所述芯座為其底面與所述芯杆連接的圓臺形，該賀臺形芯座的外周壁相間隔設有至少兩個凹環槽，所述若干個燃氣孔和預熱氧孔入氣口分別設於相應凹環槽側壁上;所述割嘴釆用不鏽鋼或銅材鍍鉻材料製成。
全文摘要
本發明公開了一種切割質量高、切割速度快而耗能小的煉鋼連鑄割嘴。包括芯杆、分別與芯杆連接的芯座和其周壁設有若干凹槽的芯頭，與芯頭貼面配合的嘴芯套管，芯座上分別設有若干個燃氣孔和預熱氧孔，對應聯通於相應的燃氣孔和預熱氧孔的若干個混氣孔，割嘴上設有由圓臺形收斂段、圓柱形的擴張段和加速段構成的高壓氧孔；所述芯頭由圓柱段和圓臺段兩部分構成，該圓柱段其與芯杆連接的一端倒角成錐形表面。
文檔編號F23D14/42GK101240897SQ20071019264
公開日2008年8月13日 申請日期2007年12月14日 優先權日2007年12月14日
發明者陳寅明 申請人:陳寅明