插入式鐵水扒渣吹氣噴槍的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及鐵水預處理技術領域，具體地指一種鐵水高爐渣與鐵水預處理后液面浮渣扒除過程中插入式鐵水扒渣吹氣噴槍。
【背景技術】
[0002]鐵水預處理與鐵水扒渣技術是潔凈鋼生產(chǎn)平臺的關鍵技術之一，也是現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)流程中的必備工序。目前，國內(nèi)外鋼鐵企業(yè)普遍采用扒渣機進行鐵水高爐渣以及鐵水預處理后液面浮渣的扒除，具體是裝載高爐鐵水或預處理后鐵水的鐵水罐運抵扒渣工位后，將鐵水罐向扒渣口方向傾斜一定角度，使液面浮渣與扒渣口最低面基本平齊，但鐵水液面高于扒渣口最低面，防止鐵水外溢，通過浸入鐵水中的扒渣板直線往復運動或曲線運動，將鐵水表面的鐵水渣逐次扒除。由于鐵水罐與扒渣板形狀的限制，扒渣板不能伸到鐵水罐后壁，導致該區(qū)域鐵水渣難以扒出；同時，由于鐵水液面上鐵水渣的分散與漂浮，扒渣板單次動作的扒渣量少，導致扒渣板動作次數(shù)多，扒渣時間長、扒渣效率低、扒渣鐵損大、運行成本高，制約了預處理工序技術經(jīng)濟指標的改善與生產(chǎn)效益的發(fā)揮。針對上述問題，一些技術先進國家的鋼鐵企業(yè)，先后于上世紀80年代與90年代開發(fā)了頂槍吹氣趕渣與透氣磚側(cè)吹趕渣的輔助扒渣工藝，通過沿鐵水罐后壁插入鐵水中的吹氣頂槍或安裝在鐵水罐后壁鐵水深處透氣磚的氣體噴吹，驅(qū)使液面上鐵水渣向扒渣口方向聚集，并使鐵水罐后壁區(qū)域鐵水裸露，達到提高扒渣效率的目的，相關資料報道了頂槍吹氣或透氣磚側(cè)吹扒渣的實際應用效果，但對頂槍或透氣磚的結(jié)構(gòu)參數(shù)、安裝布置方式、操作工藝過程與工藝參數(shù)等均未進行系統(tǒng)的報道；同時，分析了頂槍吹氣與透氣磚側(cè)吹的優(yōu)缺點，對于透氣磚側(cè)吹扒渣工藝，由于透氣磚鐵水罐側(cè)壁安裝，影響了鐵水罐壁工作襯的整體性，透氣磚區(qū)域易磨損、剝落，漏鐵風險高，由于扒渣前需人工接通吹氣氣源，安全隱患大、操作繁瑣，但透氣磚透氣平穩(wěn)，側(cè)吹液面平靜，扒渣效果優(yōu)良，對于頂槍吹氣扒渣工藝，噴槍通過驅(qū)動裝置從鐵水罐液面上插入，不影響鐵水罐壁工作襯的整體性，免去了透氣磚的人工接通氣源操作，人身與設備安全性高，因單噴口直通式噴槍噴吹流股動能大，雖然驅(qū)渣能力強，扒渣時間顯著縮短，但液面波動大，扒渣鐵損高，同時也加劇了鐵水罐壁工作襯的沖刷磨損；基于安全生產(chǎn)與鐵水罐運轉(zhuǎn)模式多樣性需要，指出了鐵水罐頂槍吹氣輔助扒渣工藝的鐵水扒渣技術發(fā)展方向。
[0003]針對常規(guī)鐵水機械扒渣的固有不足，基于透氣磚側(cè)吹不影響扒渣操作過程中扒渣板的正常行進，進入21世紀后，我國一些鋼鐵企業(yè)首先開展了鐵水罐透氣磚側(cè)吹輔助扒渣工藝技術的自主研宄，并在眾多鋼鐵企業(yè)得到應用，但存在透氣磚氣體連接與清燒操作繁瑣、透氣磚堵塞與透氣磚區(qū)域漏鐵隱患等共性問題，人身安全與設備安全風險大，同時也難以滿足“一罐到底”的工藝模式；為此，基于頂槍吹氣扒渣安全穩(wěn)定性高的優(yōu)點，自2005年起，國內(nèi)多家鋼鐵企業(yè)先后開展了頂槍吹氣驅(qū)渣輔助扒渣工藝及相關設備的技術研宄，并于2010年，寶鋼集團梅山鋼鐵股份有限公司在鐵水鎂基復合噴吹脫硫生產(chǎn)線率先應用了頂槍吹氣輔助扒渣新工藝，取得了提高扒渣效率的優(yōu)良效果，此后，首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限公司、武鋼鋼鐵股份有限公司分別在鐵水KR攪拌脫硫生產(chǎn)線應用頂槍吹氣輔助扒渣工藝技術，扒渣效率顯著提高；基于不同企業(yè)設備技術條件的差異，形成了特征鮮明的系統(tǒng)的設備技術、操作控制技術與相關專利技術。盡管國內(nèi)相關文獻報道了頂槍吹氣扒渣與透氣磚側(cè)吹扒渣工藝的應用效果，但均未報道相關工藝實際應用中存在的不足，經(jīng)現(xiàn)場考察與技術交流，存在的問題與國外資料報道基本相同。
[0004]基于鐵水罐頂槍吹氣扒渣工藝技術的發(fā)展方向，國內(nèi)外相關學者對頂槍吹氣輔助扒渣工藝的驅(qū)渣機理開展了初步的理論研宄，認為鐵水中噴吹氣體上浮、體積膨脹與溢出過程對鐵水液面產(chǎn)生水平力，驅(qū)使液面渣層向扒渣口方向聚集，從而縮短扒渣過程中扒渣板行程、減少扒渣板運行次數(shù)，達到提高扒渣效率的目的。基于這一頂槍吹氣驅(qū)渣機理，從簡化噴槍結(jié)構(gòu)、方便噴槍制作、降低噴槍制作成本的角度，國內(nèi)外設計應用的吹氣頂槍均為結(jié)構(gòu)簡單的單噴口直通式噴槍，如:中國專利“用于吹氣趕渣的吹氣槍，專利申請?zhí)?201020237906.2，授權(quán)公告號:CN201778055U”，“用于鐵水吹氣趕渣的吹氣槍，專利申請?zhí)?201020543058.8，授權(quán)公告號:CN201793624U” 等。
[0005]根據(jù)上述頂槍結(jié)構(gòu)，在頂槍吹氣驅(qū)渣過程中，噴槍與鐵水罐壁平行沿鐵水罐后壁方向傾斜插入鐵水，驅(qū)渣氣體從與噴槍同軸的噴口向下噴射，在鐵水阻力與浮力的作用下，噴射速度迅速降低至零，此后，在浮力與靜壓力、鐵水阻力的共同作用下上浮、加熱、膨脹，并帶動氣流周圍區(qū)域鐵水向上流動，最后從鐵水液面溢出外排，并驅(qū)趕液面渣層向扒渣口方向運動；由于單股噴射氣流動能大，氣流上浮速度快，帶動鐵水罐后壁區(qū)域鐵水循環(huán)流動速度快，加劇了噴槍與鐵水罐壁工作襯的磨損與剝落，同時，噴射氣泡聚集，氣泡排出體積大，致使液面波動大，鐵水卷渣嚴重，扒渣鐵損高。為此，申請?zhí)枮?01020237906.2的中國實用新型專利公開了一種用于吹氣趕渣的吹氣槍；申請?zhí)枮?01020543058.8的中國實用新型專利公開了一種用于鐵水吹氣趕渣的吹氣槍；它們通過單噴口直通式噴槍的槍襯增厚，提高槍襯抗熔渣侵蝕與鐵水沖刷磨損，延長噴槍使用壽命，并在實際生產(chǎn)中得到應用，使用壽命最高達30爐/支；此外，申請?zhí)枮?01120059133.8中國實用新型專利公開了一種輔助鐵水扒渣的吹氣槍，在上述專利噴槍結(jié)構(gòu)的基礎上，通過單噴口向鐵水罐中心傾斜的結(jié)構(gòu)改進設計，防止噴吹氣體對鐵水罐壁工作襯耐火材料的沖刷，但未見到實際生產(chǎn)應用的報道；申請?zhí)枮?01310076959.9的
[0006]中國發(fā)明專利公開了一種輔助鐵水扒渣的吹氣聚渣噴槍及其使用方法，專利號:ZL201310076959.9，該噴槍為一種以垂直槍管中心線對稱布置的兩個噴口為特征的吹氣噴槍，它通過實際生產(chǎn)應用，取得了降低鐵水罐壁工作襯沖刷磨損與延長噴槍使用壽命的效果，噴槍壽命可達50爐/支，但罐壁磨損仍然較為嚴重。
[0007]根據(jù)國內(nèi)外鐵水罐頂槍吹氣扒渣工藝，扒渣效果的改善是通過頂槍吹氣驅(qū)趕鐵水罐后壁區(qū)域渣向扒渣口方向運動，以彌補后壁區(qū)域鐵水渣難以扒除的機械扒渣不足，因而，吹氣驅(qū)渣效果與噴槍結(jié)構(gòu)及其組織的噴射流場緊密相關。然而，目前國內(nèi)外關于頂槍吹氣驅(qū)渣機理研宄不系統(tǒng)，驅(qū)渣機理僅停留在吹氣動能對液面渣的驅(qū)趕作用，未涉及噴射流場的影響，從而影響了噴槍結(jié)構(gòu)的設計研宄，也難以系統(tǒng)解釋噴射流場對鐵水罐壁工作襯、噴槍槍襯的磨損以及噴射流場對液面波動、鐵水卷渣的影響規(guī)律。對于鐵水頂槍吹氣扒渣，扒渣技術經(jīng)濟指標涉及扒渣效率、扒凈度、扒渣鐵損、噴槍壽命、鐵水罐壽命等多方面，尤其是鐵水罐壽命，罐壁的不均勻磨損將導致耐火材料消耗的大幅度上升，同時還危機鐵水罐的安全運行。如何防止鐵水罐壁工作襯磨損是影響頂槍吹氣扒渣工藝發(fā)展的關鍵技術之一，因而，有必要進一步開展頂槍吹氣驅(qū)渣機理的研宄，完善噴槍的結(jié)構(gòu)設計，優(yōu)化噴射流場，提高頂槍吹氣驅(qū)渣效果，最終達到全面改善頂槍吹氣輔助扒渣工藝技術經(jīng)濟指標的綜合目標。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明所要解決的技術問題就是提供一種插入式鐵水扒渣吹氣噴槍，它具有噴槍結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、操作穩(wěn)定、鐵水罐壁沖刷磨損小、扒渣鐵損低、扒渣時間短等特點。
[0009]為解決上述技術問題，本發(fā)明提供的一種插入式鐵水扒渣吹氣噴槍，包括依次連接的連接段和噴槍主體，所述連接段和噴槍主體之間連接有垂直于噴槍主體的防濺圓盤，以所述噴槍主體的中心線平面為對稱面對稱布置有抑流翼板，所述連接段由連接件和芯管組成，所述防濺圓盤包括芯管，所述芯管外壁上設置有垂直于芯管的金屬圓盤，所述金屬圓盤下表面均勻焊接有V型錨固件，在所述金屬圓盤下表面和V型錨固件上澆筑包裹有耐火澆注料襯，所述噴槍主體包括芯管，所述芯管外壁上設置有抑流翼板，所述抑流翼板包括垂直焊接在芯管外壁上的翼板金屬錨固件和澆筑包裹在芯管外