一种生产锰铁合金的底吹搅拌装置的制作方法

本实用新型涉及冶金专用设备制造技术领域，尤其涉及一种生产锰铁合金的底吹搅拌装置。

背景技术：

目前铁合金企业主要采用双联法生产中低碳锰铁，首先在硅石在矿热炉中用兰炭还原生产高硅合金，然后利用液态高硅合金还原锰矿，从而得到锰铁合金，摇包法是指将预热好的锰矿、白灰和液态高硅合金加入到摇包中，然后进行摇动，借助炉料的显热和还原锰矿产生的化学热进行精炼反应，从而得到中低碳锰铁。

摇包法在有的地方也称为摇炉法，将液态高硅合金与预热好的锰渣兑入摇包中，在摇包中进行混合，摇动钢包，使硅与渣中的mno发生反应，进行mno的还原，摇包法的整个摇动设备比较复杂，由摇包、摇架、偏心摇动装置、传动装置、倾翻装置、润滑系统、控制系统组成，相对复杂。同时摇包法生产效率低，终渣中mno残余量高，有5～8％，同时摇包法对钢包(用于炼钢厂、铸造厂在平炉、电炉或转炉前承接钢水、进行浇注作业)炉衬侵蚀严重，钢包寿命短，一般不到20炉就要进行耐材修补，生产成本高。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供一种生产锰铁合金的底吹搅拌装置，用以解决现有技术中摇包法中的摇包装置的设备体积大、电能动力消耗大、搅拌较弱、处理时间长，对钢包炉衬侵蚀严重，钢包寿命短的问题。

本实用新型实施例提供一种生产锰铁合金的底吹搅拌装置，包括：主阀架、备阀架、底吹机构、钢包、三通切换阀以及气体输送管；主阀架的供气管与备阀架的供气管分别与三通切换阀的两个进口连接，三通切换阀的出口通过气体输送管与底吹机构连接，底吹机构设置于钢包底部；主阀架包括氧气气路和氩气气路，氧气气路的末端与氩气气路的末端连接在皆连接在主阀架的供气管，备阀架与主阀架结构相同。

较佳的，氧气气路包括氧气源与其气体控制机构，氩气气路包括氩气源与其气体控制机构，气体控制机构包括顺序与气源连接的气动切断阀、流量计、调节阀、现场压力表以及压力变送器。

较佳的，氧气气路中的气动切断阀与氩气气路中的气动切断阀为互锁控制，有且只有一个气动切断阀处于开启状态。

较佳的，钢包底部均匀布置多个内嵌底吹管的耐材主体，耐材主体的数目大于等于3且小于等于6个。

较佳的，耐材主体内部嵌有4根底吹管。

较佳的，底吹管垂直于平面嵌入耐材主体，或者底吹管与平面为35度夹角嵌入耐材主体，且底吹管喷嘴皆朝向钢包中心方向。

较佳的，底吹管的直径为2mm－5mm之间。

本实用新型有益效果包括：采用本实用新型实施例中的生产锰铁合金的底吹搅拌装置，可以大幅度的降低生产成本，提高生产效率，安全可靠，同时底吹气量可控，可以准确掌控生产节奏，底吹搅拌的优点是动力学条件优越，同时对钢包耐材侵蚀较弱，还原锰渣效率高。克服了摇包和倒包法的缺点，底吹搅拌可以准确控制渣液界面的反应速度，同时让反应快速达到平衡。实现比摇包法或者倒包法更高的反应效率，同时节省了动力消耗，反应最终更接近平衡，合金收得率高，终渣中氧化锰质量分数远低于摇包法的终渣氧化锰含量。本实用新型采用两路阀架设计可以提高安全性，当一路阀架出现问题时，另一路阀架能够及时提供气源。

附图说明

图1为本实用新型实施例中生产锰铁合金的底吹搅拌装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中生产锰铁合金的底吹搅拌装置的钢包底部(3个耐材主体)剖面结构示意图；

图3为本实用新型实施例中生产锰铁合金的底吹搅拌装置的钢包底部(6个耐材主体)剖面结构示意图；

图4为本实用新型实施例中生产锰铁合金的底吹搅拌装置的底吹机构的剖面结构示意图；

图5为本实用新型实施例中生产锰铁合金的底吹搅拌装置的底吹机构的截面结构示意图；

附图中：1-主阀架、1’-备阀架、2-底吹机构、3-钢包、4-三通切换阀、5-气体输送管；11-气体控制机构、12-氧气源、13-氩气源；111-气动切断阀、112-流量计、113-调节阀、114-现场压力表、115-压力变送器；21-耐材主体、22-底吹管。

具体实施方式

为了给出一种降低生产成本，提高生产效率，取代摇包装置，生产中低碳锰铁合金的实现方案，以下结合说明书附图对本实用新型的优选实施例进行说明。

参阅图1所示，本实用新型实施例提供一种生产锰铁合金的底吹搅拌装置，包括：主阀架1、备阀架1’、底吹机构2、钢包3、三通切换阀4以及气体输送管5；主阀架1的供气管与备阀架1’的供气管分别与三通切换阀4的两个进口连接，三通切换阀4的出口通过气体输送管5与底吹机构2连接，底吹机构2设置于钢包3底部；主阀架1包括氧气气路和氩气气路，氧气气路的末端与氩气气路的末端连接在皆连接在主阀架1的供气管，备阀架1’与主阀架1结构相同。

具体的，氧气气路包括氧气源12与其气体控制机构11，氩气气路包括氩气源13与其气体控制机构11，气体控制机构11包括顺序与气源连接的气动切断阀111、流量计112、调节阀113、现场压力表114以及压力变送器115。氧气气路中的气动切断阀111与氩气气路中的气动切断阀111为互锁控制，有且只有一个气动切断阀111处于开启状态。

钢包3底部均匀布置多个内嵌底吹管22的耐材主体21，耐材主体21的数目大于等于3且小于等于6个。耐材主体21内部嵌有4根底吹管22。底吹管22垂直于平面嵌入耐材主体21，或者底吹管22与平面为35度夹角嵌入耐材主体21，且底吹管22喷嘴皆朝向钢包3中心方向。底吹管22的直径为2mm－5mm之间。

以下详细介绍本实用新型实施例中的一种生产锰铁合金的底吹搅拌装置的结构和功能。

本实用新型中的生产锰铁合金的底吹搅拌装置，由底吹供气阀架和底吹机构2组成，底吹供气阀架包括主阀架1和备阀架1’，主阀架1和备阀架1’通过三通切换阀4连接底吹机构2，远程控制机构在检测到主阀架1供气的气路上，其压力表低于设定阈值时，通过三通切换阀4切换至备阀架1’对应的供气气路上；主阀架1和备阀架1’，皆采用两路供气气路，氧气气路和氩气气路皆由气动切断阀111、流量计112、调节阀113、现场压力表114、压力变送器115组成，这些组件依次由不锈钢管连接，实现了氩气与氧气的转换，氩气气路与氧气气路在出口合并后，通过三通切换阀4流经气体输送管5连接在底吹机构2的底吹管22上，气体输送管5为金属软管。底吹机构2设置在钢包3的底部，底吹机构2包括分布在钢包3底部的多个耐材主体21，每个耐材主体21内部嵌入四根底吹管22。

本实用新型中的生产锰铁合金的底吹搅拌装置，首先采用主备两路阀架，实现了不间断气源的供应，降低了生产风险；且每个阀架上采用两路气源，实现了氩气和氧气切换，根据生产的需要切换底吹气源类型；通过底吹搅拌法可以直接完成溶液的搅拌，实现比摇包法更高的反应效率，同时节省了动力消耗，反应最终更接近平衡，合金收得率高，终渣中氧化锰质量分数远低于摇包法的水平；氧气的吹入可以降低合金中碳含量，氩气的吹入可以有效降低合金中夹杂物的含量。

氩气气路包括气动切断阀111、流量计112，调节阀113，现场压力表114，压力变送器115，上述仪表依次由不锈钢管连接，气体流动方向是从气动切断阀111至压力变送器115。氧气气路包括气动切断阀111、流量计112，调节阀113，现场压力表114，压力变送器115，上述仪表依次由不锈钢管连接，气体流动方向是从气动切断阀111至压力变送器115，两路气路合并到一个管路上，然后由金属软管连接到底吹管22上。氧气气路和氩气气路上两路气动切断阀111为互锁控制，一个阀门开启时，另一个阀门处于关闭状态。底吹搅拌装置工作时，主阀架1供气正常时，当需要吹入氩气时，氩气依次经过气动切断阀111、流量计112、调节阀113、现场压力表114、压力变送器115，最终通过三通切换阀4进入钢包3熔池。当冶炼需要氧气时，氧气依次经过气动切断阀111、流量计112、调节阀113、现场压力表114、压力变送器115，最终通过三通切换阀4进入底吹管22中，气体最终进入钢包3熔池。主阀架1供气不足时，备阀架1’供气，也为上述供气流程。

底吹管22直径为2mm～5mm，由于生产时管道内始终有气压，因此不会出现气体倒流情况。

本实用新型中的生产锰铁合金的底吹搅拌装置，采用远程控制系统，降低了摇包、倒包的工作强度。钢包3底部根据钢包3尺寸布置3～6块内嵌底吹管22的耐材主体，耐材主体位于正多边形的顶角位置，每块耐材里内嵌有4根底吹管22。底吹管22可以垂直平面布置，也可以与水平面呈35度布置，且底吹管22喷嘴皆朝向钢包3中心方向，此时能够保持金属熔池良好的搅拌以及促使气体和金属保持良好的接触。

底吹搅拌装置投入生产时，根据工艺要求在电脑系统设定流量，调节阀113根据给定的流量开启一定的阀位，气体经过底吹管22进入钢包3熔池。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。