專利名稱：氧槍噴頭的制作方法
技術領域：
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外套管的封閉端端部，提高冷卻效果。
背景技術：
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包括內套管ll、外套管12和中套管13，內套管ll內部通有氧氣；外 套管12套在內套管11外，外套管12—端的管壁與內套管ll的管壁連接 并呈封閉端14，封閉端14內側壁142向內凹陷，外側壁143與中套管13 平行；中套管13為直管狀結構，套在內、外套管12之間，并將內、外套 管12之間分成兩個通道，內套管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。請結合圖2所示， 由于中套管13為直管狀結構，當高速冷卻水(流速高達2m/s)流入進水 通道15時，該結構容易使冷卻水在外套管12的封閉端14端部141和內 側壁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和內側壁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的外側壁143與中套管13平行，且中套 管13比較靠近外套管12內壁，再加上中套管13左端與封閉端14之間的 距離較遠，使得冷卻水流經封閉端14時的流度很低(只有0.005 m/s左右)， 甚至出現水流"短路"現象，降低了冷卻水的循環效率，影響了冷卻效果， 從而影響了氧槍噴頭IO的使用壽命，減少了經濟效益。
實用新型內容
針對現有技術中存在的上述冷卻水未經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的冷卻水流速低、循環冷卻效果差 的缺點，本實用新型的目的是提供一種氧槍噴頭，該噴頭結構簡單，使用 方便，不但能夠對外套管的封閉端端部進行冷卻，而且提高封閉端內的冷 卻水流速，提高冷卻效果。
為實現上述目的，本實用新型釆用如下技術方案
該氧槍噴頭，該噴頭包括內套管、外套管和中套管，外套管套在內套
管外，外套管一端的管壁與內套管的管壁連接并呈封閉端；中套管為直管
結構，套在內、外套管之間，中套管一端設有導流管，導流管一端與中套
管連接固定，另一端向內傾斜，并伸入封閉端內。
所述的封閉端內側壁與內套管的外壁持平并呈一直線。 所述的導流管與中套管之間的徑向水平夾角的取值范圍為4~17° 。 所述的導流管與中套管之間的徑向水平夾角的取值為15° 。 所述的導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壁之間的距離的取值范圍為7~9mm。 所述的封閉端外側壁向內一端向內傾斜。
在上述技術方案中，本實用新型的氧槍噴頭包括內套管、外套管和中 套管，外套管套在內套管外，外套管一端的管壁與內套管的管壁連接并呈 封閉端；中套管為直管結構，套在內、外套管之間，中套管一端設有導流 管，導流管一端與中套管連接固定，另一端向內傾斜，并伸入封閉端內。 通過導流管以及改變封閉端內側壁結構，能夠有效地組織水流，避免冷卻 水在封閉端端部及內側壁各形成一漩渦，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，增強對封閉端端部的冷卻； 通過減小導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壁之 間的距離，并使封閉端外側壁向內一端向內傾斜，不但加快封閉端內的冷 卻水流速，從而提高冷卻水循環冷卻效果，并且延長了噴頭的使用壽命， 提高了經濟效益。
圖l是現有技術的氧槍噴頭的結構示意圖2是現有技術的氧槍噴頭內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構示意圖4是圖3所示的氧槍噴頭的A部結構放大示意圖5是本實用新型的氧槍噴頭內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流管與中套管之間的徑向水平夾角
a與封閉端內冷卻水流速的關系柱型圖7是本實用新型的氧槍噴頭與現有技術的氧槍噴頭在封閉端內的冷
卻水流速值的對比折線圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例進一步說明本實用新型的技術方案。 請參閱圖3所示，本實用新型的氧槍噴頭20與現有技術的氧槍噴頭 IO基本相同，同樣包括內套管21、外套管22和中套管23，內套管21內 部通有氧氣；外套管22套在內套管21外，外套管22—端的管壁與內套 管21的管壁連接并呈封閉端24;中套管23為直管狀結構，套在內、外套 管22之間，并將內、外套管22之間分成兩個通道25、 26,內套管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左端設有導流管27，導流管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。導流管27 左端向內傾斜，并伸入封閉端24內。在此需要說明的是，該導流管27的 管壁在徑向上呈向內傾斜的斜線型，當然也可以為向內傾斜的弧線型。封 閉端24內側壁242與內套管21的外壁持平并呈一直線。請再結合圖5所 示，該結構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內側壁242兩處不再形成漩渦，使得冷卻水順利流經封閉端24內 側壁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，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內的冷卻水流速，請結合圖6所 示，通過多次的試驗和計算得出，當導流管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內的冷卻水流速值最大。另外，還通過改變導流管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內壁之 間的距離D (見圖3)以及封閉端24外側壁243的結構來提高封閉端24 內的冷卻水流速，具體如下通過試驗和計算得出，導流管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外側壁243左端向內傾斜， 即增大封閉端24外側壁243與導流管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內的冷卻水流速，使得冷卻水能夠快速循環， 更加促進了對噴頭20的冷卻，提高了噴頭20的使用壽命，增加了經濟效 益。
請參閱圖7所示，B為現有技術氧槍噴頭10的封閉端14內的冷卻水 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(設為0.5m/s)進入進水通道25 口后，便能在封閉端24內達到的較高的流速(可達0.385m/s),隨著冷 卻水進入進水通道25 口時的流速繼續增加，封閉端24內的流速也快速增 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 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，現有 技術的氧槍噴頭10的封閉端14內的流速明顯低了很多，循環冷卻效果與 本實用新型的氧槍噴頭20存在明顯的差距。
本技術領域中的普通技術人員應當認識到，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 實質精神范圍內，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本實用新型的 權利要求書范圍內。
權利要求1.一種氧槍噴頭，該噴頭包括內套管、外套管和中套管，外套管套在內套管外，外套管一端的管壁與內套管的管壁連接并呈封閉端；中套管為直管結構，套在內、外套管之間，其特征在于所述的中套管一端設有導流管，導流管一端與中套管連接固定，另一端向內傾斜，并伸入封閉端內。
2. 如權利要求l所述的氧槍噴頭，其特征在于 所述的封閉端內側壁與內套管的外壁持平并呈一直線。
3. 如權利要求l所述的氧槍噴頭，其特征在于 所述的導流管與中套管之間的徑向水平夾角的取值范圍為4-17° 。
4. 如權利要求1或3所述的氧槍噴頭，其特征在于 所述的導流管與中套管之間的徑向水平夾角的取值為15° 。
5. 如權利要求l所述的氧槍噴頭，其特征在于 所述的導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. 如權利要求l后5所述的氧槍噴頭，其特征在于 所述的導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壁之間的距離的取值范圍為7-9mm。
8. 如權利要求l所述的氧槍噴頭，其特征在于 所述的封閉端外惻壁向內一端向內傾斜。
專利摘要本實用新型公開了一種氧槍噴頭，該噴頭包括內套管、外套管和中套管，外套管套在內套管外，外套管一端的管壁與內套管的管壁連接并呈封閉端；中套管為直管結構，套在內、外套管之間，中套管一端設有導流管，導流管一端與中套管連接固定，另一端向內傾斜，并伸入封閉端內。通過導流管以及改變封閉端內側壁結構，能夠有效地組織水流，避免冷卻水在封閉端端部及內側壁形成漩渦，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，增強對封閉端端部的冷卻；通過減小導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壁之間的距離，并使封閉端外側壁向內一端向內傾斜，加快了封閉端內的冷卻水流速，提高了冷卻水循環冷卻效果。
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 優先權日2007年7月19日
發明者任三兵, 安 劉, 曉 劉, 園 方, 樊俊飛 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司;上海寶鋼工程技術有限公司