申请/专利权人：武汉工程大学

申请日：2019-06-17

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN110229941B

主分类号：C21C5/46

分类号：C21C5/46

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2019.10.22#实质审查的生效;2019.09.13#公开

摘要：本发明涉及一种双工质氧枪，包括上壳体、氧枪本体、引射管、高压喷管和冷却装置，上壳体内部中空，且其上端和下端分别设有进气口和出气口，上壳体通过二氧化碳气管与外接二氧化碳气源连通；氧枪本体为竖直设置的圆筒形，其下端设有氧枪喷头，高压喷管竖直设置在氧枪本体的上方，高压喷管内部分别通过氧气管和氮气管与外接氧气源和氮气源连通，高压喷管的下端和氧枪本体的上端分别通过进气口和出气口伸入上壳体内部；引射管竖直设置在上壳体内部，且位于高压喷管和氧枪本体之间。该双工质氧枪可用氧气引射二氧化碳，两种气体在引射管以及氧枪流道内充分混合后喷入转炉，二氧化碳作为转炉冶炼的冷却剂。

主权项：1.一种双工质氧枪，其特征在于，包括上壳体10、氧枪本体30、引射管40、高压喷管50和冷却装置；所述上壳体10内部中空，所述上壳体（10）上端设有进气口12，所述上壳体（10）下端设有出气口13，所述上壳体10通过二氧化碳气管20与外接二氧化碳气源连通，所述二氧化碳气管20上设有阀门；所述氧枪本体30为竖直设置的圆筒形，其下端设有氧枪喷头32；所述高压喷管50竖直设置在所述氧枪本体30的上方，所述高压喷管50内部中空且下端开口，所述高压喷管50内部分别通过氧气管51和氮气管52与外接氧气源和氮气源连通，所述氧气管51和氮气管52上均设有阀门，所述高压喷管50的下端通过所述进气口12伸入所述上壳体10内部，所述氧枪本体30的上端通过所述出气口13伸入所述上壳体10内部；所述引射管40竖直设置在所述上壳体10内部，且位于所述高压喷管50和所述氧枪本体30之间，所述引射管40的上端开口朝向所述高压喷管50的下端开口，所述引射管40的下端与所述氧枪本体30的上端连接并连通；所述冷却装置设置在所述氧枪本体30外对所述氧枪本体30进行冷却；所述上壳体10为内部中空的圆柱形。

全文数据：一种双工质氧枪技术领域本发明涉及转炉炼钢工艺技术领域，具体涉及一种双工质氧枪。背景技术转炉炼钢技术是以铁水、废钢、铁合金为主要原料，靠铁水本身的物理热和铁水中Si、C、P、S等与氧气化学反应产生热量，通过生石灰、萤石、白云石等造渣料去除生成的杂质，转炉炼钢释放的多余的热量是通过分批加入铁矿石、氧化铁皮等冷却剂以控制钢水温度，转炉炼钢是最主要的炼钢方式，在我国占到总钢产量的80％以上，其具有生产效率高、钢种质量好、生产成本低、建设投资省等优点。转炉炼钢过程加入的冷却剂分成几个批次，通常是在炼钢初期加入废钢、炼钢中期分批次加入铁矿石，由于加入铁矿石等冷却剂无法保证转炉内钢水温度平稳变化，且加入的铁矿石也会带入S、P、Si等杂质，从而影响了钢水的碳温命中率。二氧化碳可以作为传统炼钢冷却剂的替代品，既可节能减排，又不会引入新的杂质，但二氧化碳作为冷却剂需要采用相应的双工质氧枪。发明内容本发明为解决上述技术问题提供了一种可以将氧气和二氧化碳混合并加入转炉的双工质氧枪。本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种双工质氧枪，包括上壳体、氧枪本体、引射管、高压喷管和冷却装置，所述上壳体内部中空，且其上端和下端分别设有进气口和出气口，所述上壳体通过二氧化碳气管与外界二氧化碳气源连通，所述二氧化碳气管上设有阀门；所述氧枪本体为竖直设置的圆筒形，其下端设有氧枪喷头；所述高压喷管竖直设置在所述氧枪本体的上方，所述高压喷管内部中空且下端开口，所述高压喷管内部分别通过氧气管和氮气管与外接氧气源和氮气源连通，所述氧气管和氮气管上均设有阀门，所述高压喷管的下端和所述氧枪本体的上端分别通过所述进气口和出气口伸入所述上壳体内部；所述引射管竖直设置在所述上壳体内部，且位于所述高压喷管和所述氧枪本体之间，所述引射管的上端开口朝向所述高压喷管的下端开口，所述引射管的下端与所述氧枪本体的上端连接并连通；所述冷却装置设置在所述氧枪本体外对所述氧枪本体进行冷却。本发明的有益效果是：本发明的双工质氧枪可以使用二氧化碳对转炉钢水进行了冷却，用氧气引射二氧化碳，两种气体在引射管以及氧枪流道内充分混合后喷入转炉，提高冷却的效率。在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。进一步，所述冷却装置包括第一夹套和第二夹套，所述第一夹套套设在所述氧枪本体上，所述第一夹套与所述氧枪本体之间形成冷却水进水流道，所述第二夹套套设在所述第一夹套上，所述第二夹套与所述第一夹套之间形成冷却水回水流道，所述第一夹套61的下端开口，以使所述冷却水进水流道和所述冷却水回水流道的下端连通，所述第一夹套的外壁上设有与所述冷却水进水流道连通的冷却水进水管，所述第二夹套的外壁上设有与所述冷却水回水流道连通的冷却水出水管。采用上述进一步方案的有益效果是水冷效果好，且采用双层夹套提高水冷的效率。进一步，所述第一夹套的上端与所述氧枪本体通过焊接封闭连接。采用上述进一步方案的有益效果是使冷却装置与氧枪本体的连接更稳固，结构更简单。进一步，所述第二夹套的上端与所述第一夹套通过焊接封闭连接，所述第二夹套的下端与所述氧枪本体通过焊接封闭连接。采用上述进一步方案的有益效果是使冷却装置与氧枪本体的连接更稳固，结构更简单。进一步，所述上壳体为内部中空的圆柱形。附图说明图1为本发明双工质氧枪的结构示意图；附图中，各标号所代表的部件列表如下：10、上壳体，11、二氧化碳接受室，12、进气口，13、出气口，20、二氧化碳气管，30、氧枪本体，31、氧枪流道，32、氧枪喷头32，40、引射管，50、高压喷管，51、氧气管，52、氮气管，61、第一夹套，62、第二夹套，63、冷却水进水流道，64、冷却水回水流道，65、冷却水进水管，66、冷却水出水管。具体实施方式以下结合附图及具体实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。如图1所示，本发明提供了一种双工质氧枪，包括上壳体10、氧枪本体30、引射管40、高压喷管50和冷却装置，所述上壳体10内部中空，形成二氧化碳接受室11，所述二氧化碳接受室11上端和下端分别设有进气口12和出气口13，所述二氧化碳接受室11通过二氧化碳气管20与外接二氧化碳气源连通，二氧化碳气源储存在二氧化碳气罐中，所述二氧化碳气管20上设有阀门；所述氧枪本体30为竖直设置的圆筒形，其内部中空且上下两端开口形成氧枪流道31，所述氧枪本体30的下端设有氧枪喷头32，所述氧枪喷头32与所述氧枪流道31连通；所述高压喷管50竖直设置在所述氧枪本体30的上方，所述高压喷管50内部中空且下端开口，所述高压喷管50上端设有连接口并分别通过氧气管51和氮气管52与外接氧气源和氮气源连通，所述氧气源和所述氮气源分别储存在高压氧气罐和高压氮气罐中，所述氧气管51和氮气管52上均设有阀门，所述高压喷管50的下端和所述氧枪本体30的上端分别通过所述进气口12和出气口13伸入所述二氧化碳接受室11内；所述引射管40竖直设置在所述二氧化碳接受室11内，且位于所述高压喷管50和所述氧枪本体30之间，所述引射管40的上端开口朝向所述高压喷管50的下端开口，所述引射管40的下端与所述氧枪本体30的上端连接并连通，所述冷却装置设置在所述氧枪本体30外对所述氧枪本体30进行冷却。本发明的双工质氧枪的工作原理为：在转炉冶炼初期，关闭二氧化碳气管20上的阀门，只打开氧气管51上的阀门，氧气依次经过高压喷管50、引射管40、氧枪流道31、氧枪喷头32喷入转炉中，以很快的升高炉温，随着转炉温度的升高以及造渣料的加入，转炉很快形成良好的泡沫渣，缩短炼钢的化渣时间，当在冶炼中期，转炉内热量富余，需要加入冷却剂时，打开二氧化碳气管20的阀门，二氧化碳通入二氧化碳接受室11内，氧气通过高压喷管50引射二氧化碳接受室11内的二氧化碳，使得二氧化碳和氧气在引射管40内充分混合后，经氧枪流道31和氧枪喷头32喷入转炉，在冶炼后期，再次关闭二氧化碳气管20的阀门，向转炉内只吹入氧气。本发明的双工质氧枪可以将氧气和二氧化碳混合均匀后喷入转炉，冷却效果好，并且不需要对通入的二氧化碳进行加压，只需通过氧气引射完成气体的混合。优选地，所述冷却装置包括第一夹套61和第二夹套62，所述第一夹套61套设在所述氧枪本体30上，所述第一夹套61与所述氧枪本体30之间形成冷却水进水流道63，所述第二夹套62套设在所述第一夹套61上，所述第二夹套62套设在所述第一夹套61上，所述第二夹套62与所述第一夹套61之间形成冷却水回水流道64，所述第一夹套61的下端开口，以使所述冷却水进水流道63和所述冷却水回水流道64连通，所述第一夹套61的外壁上端设有与所述冷却水进水流道63连通的冷却水进水管65，所述第二夹套62的外壁上方设有与所述冷却水回水流道64连通的冷却水出水管66。冷却水进水管65上设有阀门，冷却水自冷却水进水管65通入冷却水进水流道63，与氧枪本体30进行换热后，自冷却水进水流道63和冷却水回水流道64的连通处流入外层的冷却水回水流道64，然后自冷却水出水管66流出，对氧枪本体30进行冷却降温，在冶炼的初期、中期和后期均可直接对氧枪进行冷却。优选地，所述第一夹套61的上端与所述氧枪本体30通过焊接封闭连接。所述第二夹套62的上端与所述第一夹套61通过焊接封闭连接，所述第二夹套62的下端与所述氧枪本体30通过焊接封闭连接。焊接方式使得冷却装置与氧枪本体30的连接更稳固，结构更简单。优选地，所述上壳体10位内部中空的圆柱形。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种双工质氧枪，其特征在于，包括上壳体10、氧枪本体30、引射管40、高压喷管50和冷却装置；所述上壳体10内部中空，且其上端和下端分别设有进气口12和出气口13，所述上壳体10通过二氧化碳气管20与外接二氧化碳气源连通，所述二氧化碳气管20上设有阀门；所述氧枪本体30为竖直设置的圆筒形，其下端设有氧枪喷头32；所述高压喷管50竖直设置在所述氧枪本体30的上方，所述高压喷管50内部中空且下端开口，所述高压喷管50内部分别通过氧气管51和氮气管52与外接氧气源和氮气源连通，所述氧气管51和氮气管52上均设有阀门，所述高压喷管50的下端和所述氧枪本体30的上端分别通过所述进气口12和出气口13伸入所述上壳体10内部；所述引射管40竖直设置在所述上壳体10内部，且位于所述高压喷管50和所述氧枪本体30之间，所述引射管40的上端开口朝向所述高压喷管50的下端开口，所述引射管40的下端与所述氧枪本体30的上端连接并连通；所述冷却装置设置在所述氧枪本体30外对所述氧枪本体30进行冷却。2.根据权利要求1所述的一种双工质氧枪，其特征在于，所述冷却装置包括第一夹套61和第二夹套62，所述第一夹套61套设在所述氧枪本体30上，所述第一夹套61与所述氧枪本体30之间形成冷却水进水流道63，所述第二夹套62套设在所述第一夹套61上，所述第二夹套62与所述第一夹套61之间形成冷却水回水流道64，所述第一夹套61的下端开口，以使所述冷却水进水流道63和所述冷却水回水流道64连通，所述第一夹套61的外壁上设有与所述冷却水进水流道63连通的冷却水进水管65，所述第二夹套62的外壁上设有与所述冷却水回水流道64连通的冷却水出水管66。3.根据权利要求2所述的一种双工质氧枪，其特征在于，所述第一夹套61的上端与所述氧枪本体30通过焊接封闭连接。4.根据权利要求2或3所述的一种双工质氧枪，其特征在于，所述第二夹套62的上端与所述第一夹套61通过焊接封闭连接，所述第二夹套62的下端与所述氧枪本体30通过焊接封闭连接。5.根据权利要求4所述的一种双工质氧枪，其特征在于，所述上壳体10为内部中空的圆柱形。

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