本发明专利技术提供一种炼钢领域的防卷渣的超音速喷头，由主氧通道和位于主氧通道外围的副氧通道构成，其中拉瓦尔管中心孔形成主氧通道，拉瓦尔管上设置有多个细长节流孔，节流孔位于中心孔的外围并形成副氧通道。本发明专利技术的副氧流在中心超音速射流外形成环绕伴随流，减弱抵消超音速射流产生的低压区，消除使钢渣卷入喷头的吸力，同时还可使中心超音速射流扩展及衰减更小，超音速射流更长，提高氧气射流对熔池的穿透深度及搅拌强度，枪位提高减少钢液喷溅和枪头粘渣，使用寿命延长。在RH真空精炼时，主氧流冲击钢液并与钢液中的碳反应生成一氧化碳，溢出钢液的一氧化碳与环绕伴流的副氧流发生二次燃烧加热真空槽，减小钢液温降。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及冶金行业中用于生成超音速长氧气流的喷射装置，特别涉及一种防卷渣的超音速喷头。
技术介绍
RH真空精炼是上世纪五十年代发展起来的一种钢铁冶金技术，除了真空脱气外，还可吹氧脱碳、喷粉脱硫，使得超低碳洁净钢得以大规模冶炼。而吹氧脱碳的装置起初设置在真空槽下部，后来设置在真空槽中部，最后设置在真空槽顶部，成为水冷多功能顶枪。现有技术中，无论是RH-KTB顶枪、RH-MFB顶枪、RH-MESID顶枪、RH-PB顶枪还是中国专利申请号 200420027046.4^200610076151.0^200820174977.5^200820174973.7^201110000083.0、201210346652.1、201310431081.6所涉及的顶枪或喷头，均采用圆孔拉瓦尔管结构，这类结构在实际使用过程中，不可避免发生枪头粘渣现象。究其原因，超音速拉瓦尔喷头在使气流产生超音速加速的同时，也使其喷口附近产生一个低压区，使得周围的钢渣等吸附在喷头上，影响了超音速喷头的使用效果，降低了喷头的预期寿命。在转炉炼钢装备中，顶吹氧枪大量采用拉瓦尔管做氧气加速器，其喷头结构一般为单孔或多孔拉瓦尔喷口。由于同样的机理，使得钢渣易于吸附在枪头上，严重时甚至发生危及生产安全和人生安全的事故。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种防卷渣的超音速喷头。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术技术方案如下:一种防卷渣的超音速喷头，包括拉瓦尔管，所述拉瓦尔管中心孔形成主氧通道，所述拉瓦尔管上设置有多个节流孔，所述节流孔位于中心孔的外围，该节流孔形成副氧通道。上述结构，在作为主氧通道的超音速拉瓦尔管的外围设有若干细长节流孔作为副氧通道，氧气由主氧通道和副氧通道进入分别形成主氧流和副氧流，所述副氧流在主氧流外围形成一层环绕伴随流，填补主氧气流形成的低压区，消除钢渣吸附到喷头的条件。作为优选:所述节流孔的进气口位于拉瓦尔管的进气口处，所述节流孔的出气口位于拉瓦尔管端部中心孔出口的四周。作为优选:所述拉瓦尔管沿气流方向依次分为进口收缩段、喉口等速段、出口扩展段。作为优选:所述节流孔进气口位于拉瓦尔管的出口扩展段上气体压力大于拉瓦尔管出口压力的位置，所述节流孔的出气口在拉瓦尔管端部出口管口四周。作为优选:所述节流孔为开放式，其侧面与中心孔连通，所述节流孔进气口位于拉瓦尔管出口扩展段，节流孔出气口位于拉瓦尔管出口管口边沿，即节流孔实质上为在出口扩展段内壁上形成的槽状结构。节流孔的进气口可以有三个位置，可以位于拉瓦尔管进口的进口收缩段上，也可以位于出口扩展段上，在出口扩展段上具有两种布置方式，位于出口扩展段上时，节流孔形成的副氧通道具的副氧流能够达到更高的速度。氧气流流过拉瓦尔管被加速成超音速射流的部分为主氧流，流过节流孔的氧流为副氧流，主氧流冲击钢液并产生脱碳反应生成一氧化碳，副氧流与一氧化碳反应生成二氧化碳形成保护气罩消除超音速射流产生的低压卷渣区。采用上述结构，主氧通道的拉瓦尔管可以使氧气在通过时获得超音速加速，副氧通道节流孔流出的氧气在超音速主氧的外层环绕伴随流，减弱抵消超音速射流产生的低压区，消除使钢渣卷入喷头的吸力，同时还可使中心超音速射流扩展及衰减更小，超音速射流更长，提高氧气射流对熔池的穿透深度及搅拌强度，同时由于射流速度衰减延缓，可提高氧枪的吹炼枪位，而不影响射流对钢液的冲击深度，延长了氧枪喷头的使用寿命。氧气从节流孔流出形成的外层环绕伴随流还可与钢液脱碳产生的一氧化碳燃烧生成二氧化碳，放出的热量加热真空槽耐材，减少钢液温度下降速度。本专利技术同时提供一种多孔式的防卷渣的超音速喷头，具有多个拉瓦尔型喷孔，每个所述拉瓦尔型喷孔外围均设置有多个节流孔，所述拉瓦尔型喷孔形成主氧通道，每个主氧通道外围由对应的节流孔形成副氧通道。即为多孔拉瓦尔喷头结构，多个拉瓦尔喷管同时向转炉钢液熔池喷射氧气。如上所述，本专利技术的有益效果是:1、防卷渣的超音速喷头，其副氧通道的气流减弱抵消了主氧通道超音速射流产生的低压区，消除使钢渣卷入喷头的吸力。2、改变了现有超音速氧枪的超音速射流在实际使用中受气流的影响衰减较快，存在喷吹距离短、冲击强度小等缺点。3、带副氧通道的喷头能产生长距离保持初始出口直径、速度、射流动量的聚合射流，气流对钢液的注入能力大于现有超音速喷头，可促进钢渣反应、均匀成分和温度、减少喷溅、提高氧气利用率、提高金属收得率。同时因穿透能力的增强，枪位可适当提高，减少喷头粘钢，降低氧枪喷头消耗。4、在本专利技术的喷头结构中，氧气从节流孔流出形成的外层环绕伴随流还可与钢液脱碳产生的一氧化碳燃烧生成二氧化碳，放出的热量加热RH真空槽耐材，减少钢液温度下降速度。【附图说明】图1为本专利技术实施例1中节流孔进气口在拉瓦尔管进口的喷头结构示意图；图2为本专利技术实施例1中节流孔进气口在超音速拉瓦尔管进口的喷头底部示意图；图3为本专利技术实施例1中节流孔进气口在拉瓦尔管出口扩张段的喷头结构示意图；图4为本专利技术实施例1中开放式节流孔在拉瓦尔管出口扩张段的喷头结构示意图；图5为本专利技术实施例1中开放式节流孔在超音速拉瓦尔管出口扩张段的喷头底部示意图；图6为本专利技术实施例2中转炉氧枪喷头结构的示意图。零件标号说明1进口收缩段2喉口等速段3出口扩展段4节流孔进气口5节流孔出气口【具体实施方式】以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效。实施例1如图1至图5所示，为一种应用于RH顶枪的防卷渣超音速喷头，其主体结构为单孔式拉瓦尔喷头，包括主氧通道和副氧通道，主氧通道由超音速拉瓦尔管的中心孔形成，glj氧通道为在超音速拉瓦尔管中心孔外围的细长节流孔；所述拉瓦尔管沿气流方向依次分为进口收缩段2、喉口等速段2、出口扩展段3 ;进口收缩段2压缩加速气流、喉口等速段2气流达到音速、出口扩展段3加速气流到超音速。当然还包括水冷外管、隔水管、水冷内管等结构。具有一定压力的氧气当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种防卷渣的超音速喷头，包括拉瓦尔管，所述拉瓦尔管沿气流方向依次分为进口收缩段、喉口等速段、出口扩展段，所述拉瓦尔管中心孔形成主氧通道，其特征在于：所述拉瓦尔管上设置有多个节流孔，所述节流孔位于中心孔的外围，该节流孔形成副氧通道。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘向东，王翔，钟渝，任鲲先，潘光明，
申请(专利权)人：中冶赛迪工程技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;85
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