专利名称：铁水预处理方法及其预处理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种铁水预处理方法及其预处理装置。
背景技术：
铁水预处理分为铁水脱硫预处理、铁水脱硅预处理和铁水脱磷硫(简称铁水三脱)预处理。
现有铁水三脱预处理的方法是首先进行铁水脱硅预处理，将含硅量降至0.10％～0.15％以下，再进行脱磷同时脱硫预处理。铁水脱硅预处理分为出铁场脱硅和铁水罐脱硅，其中出铁场脱硅是在高炉出铁的同时在铁水沟或摆动流嘴内添加脱硅剂脱硅，脱硅剂的添加有自然落下法和喷吹法，以喷吹法的效果最好，而自然落下法现在使用的较少，在铁水沟内脱硅时，有的在脱硅剂加入点后一段距离设置撇渣器，将脱硅渣分离，有的不设置撇渣器或摆动流嘴内脱硅时，脱硅渣全部进入铁水罐；铁水罐脱硅是在专门的预处理站进行，采用插入铁水的喷枪脱硅，该方法大多是作为出铁场脱硅的补充脱硅；脱硅剂以提供氧源的材料为主剂，包括烧结矿粉、轧钢铁鳞、转炉尘粉等，并配加适量的石灰和萤石调整炉渣碱度和流动性。脱磷同时脱硫的处理是在专门的预处理站进行，按处理设备可分为炉外法和炉内法；炉外法设备有铁水包和鱼雷罐，炉内法设备有专用炉和底吹转炉。不论炉外法还是炉内法，共同的方法是先将铁水的脱硅渣扒除，再喷吹脱磷剂进行脱磷同时脱硫，然后再扒除脱磷脱硫渣，铁水兑入转炉。脱磷剂由氧化剂和助熔剂组成，氧化剂有烧结矿粉、轧钢铁鳞、转炉尘粉等，助熔剂包括石灰和萤石，脱磷同时脱硫的操作是先喷吹脱磷剂脱磷，当脱磷达到要求后停止喷吹氧化剂，而继续喷吹助熔剂或其它种类的脱硫剂脱硫(脱硫剂有氧化钙系、电石系、镁系及复合型脱硫剂，)，脱磷脱硫后的铁水磷硫含量目标值根据所炼钢种的需要而定。脱硫剂脱硅剂脱磷剂的选择各厂根据自己的实际情况而定，预处理剂的用量根据预处理剂的种类、铁水成分和温度以及预处理剂的利用率不同而不同。
现有铁水预处理装置分为高炉炉前出铁场脱硅设施和专门的预处理站设施高炉炉前出铁场脱硅设施，主要是脱硅剂的喷吹设施，而作为预处理容器的铁水沟或摆动流嘴只是利用高炉现有设施；脱硅剂的喷吹设施包括贮粉仓、喷吹罐、喷枪、脱硅剂运输专用汽车、以及附属设施，喷枪设置在炉前的铁水沟或摆动流嘴上方，贮粉仓、喷吹罐设置在高炉炉前出铁场旁的喷吹站内，喷枪与喷吹罐之间用管道连接，贮粉仓设置在喷吹罐上方，脱硅剂由专用汽车运输到喷吹站旁，通过管道输送到贮粉仓，再从贮粉仓装到喷吹罐，将装好脱硅剂的喷吹罐加压到一个设定值后，打开喷吹罐的出料控制阀门，脱硅剂通过管道和喷枪喷进铁水。专门的预处理站设施包括预处理车间设施、预处理容器、预处理剂喷吹设施、除渣设施、以及附属设施，预处理车间设施主要是预处理厂房，预处理容器有铁水罐、鱼雷罐、专用转炉，预处理剂喷吹设施与高炉炉前出铁场脱硅喷吹设施相似，除渣设施有扒渣法设施、捞渣法设施、吸渣法设施。
现有铁水预处理装置及其方法存在的问题是·预处理车间内的生产属间断批量性生产方式。
·预处理渣量大，需要多次频繁扒渣，强度大，占用时间长。
·受预处理渣的影响，铁水罐的装入量减少三分之一到二分之一。
·脱磷反应的热力学条件要求低温、高氧化性，而脱硫反应要求高温、低氧化性，二者的冶金热力学条件不一致；另外铁水中的碳和硅可提高硫在铁水中的活度，有利于硫向渣中的转移，而脱磷同时脱硫的方式是在对铁水完全脱硅并且深脱磷和部分脱碳以后进行，硫在铁水中的活度系数大大降低，因此脱磷同时脱硫的方式不利于脱硫效率的提高。
·预处理站的设施复杂繁多，建设投资和生产运行费用大。
另外，专利号ZL03150583.X中的方法是建筑以高度差配置几个炉渣分离炉及旋转混合机，把从若干座高炉出来的铁水集中起来进行三脱预处理。该方法存在的问题有需要建设专门的预处理车间，需要配套足够的吊运设施；要实现铁水成分的均匀，就要有铁水混匀设施；铁水从高炉出来到进入转炉的时间延长很多，铁水温降增大；预处理设施建设投资和生产运行费用大。
发明内容
为了克服现有铁水预处理方法及其预处理装置的上述不足，本发明提供一种在高炉炉前进行铁水三脱预处理的方法，本铁水三脱预处理方法是铁水三脱预处理过程与高炉出铁同步、连续进行，预处理渣自动分离排出，所需设施装置简单、建设投资和生产运行费用小，同时提供实现本铁水预处理方法的铁水预处理装置。
本铁水三脱预处理方法包括脱硫预处理、脱硅预处理、脱磷预处理，所采用的技术方案是在高炉炉前的出铁支沟旁设置预处理反应槽。在高炉出铁时，把高炉的铁水流入由撇渣器依次分为脱硫预处理段、脱硅预处理段、脱磷预处理段的预处理反应槽，在脱硫预处理段喷吹脱硫剂脱硫，在脱硅预处理段喷吹脱硅剂脱硅，在脱磷预处理段喷吹脱磷剂脱磷，喷吹的同时用搅拌器对铁水进行搅拌，预处理渣被撇渣器分离排除。预处理剂的种类与现有已知的预处理剂相同。
进一步讲，本铁水三脱预处理方法包括依次的下述步骤(一)将高炉出铁时的铁水流进设置在高炉炉前的预处理反应槽中，预处理反应槽由三个撇渣器依次分为脱硫预处理段、脱硅预处理段与脱磷预处理段，先流入脱硫预处理段，由喷枪装置的喷枪向铁水喷吹脱硫剂脱硫，同时，由搅拌桨对铁水进行搅拌混匀；(二)由脱硫撇渣器分离脱硫渣，并把脱硫渣排出，排到渣锅或干渣坑；(三)铁水通过脱硫撇渣器进入脱硅预处理段，由喷枪装置的喷枪向铁水喷吹脱硅剂脱硅，同时，由搅拌桨对铁水进行搅拌混匀；(四)由脱硅撇渣器分离脱硅渣，并把脱硅渣排出，排到到渣锅或干渣坑；(五)铁水通过脱硅撇渣器进入脱磷预处理段，由喷枪装置的喷枪向铁水喷吹脱磷剂脱磷，同时，由搅拌桨对铁水进行搅拌混匀；(六)由脱磷撇渣器分离脱磷渣，并把脱磷渣排出，排到渣锅或干渣坑；(七)铁水通过脱磷撇渣器流出，排到铁水罐。
本铁水预处理方法在离高炉较远的地方设置的预处理反应槽中也可实施。
预处理铁水的装置对预处理的效果有直接关系，本发明的铁水预处理装置包括喷粉装置、铁水预处理容器，喷枪装置、搅拌器与吸尘管，喷粉装置的出料口与喷枪装置的喷枪用输粉管相连，喷枪装置的喷枪插入铁水预处理容器的铁水中，吸尘管设置在地下并与炉前除尘管网相连，吸尘管的吸尘口设置在铁水预处理容器旁边伸出地面，其特征是所说的铁水预处理容器是设置在高炉炉前出铁支沟旁的长条形预处理反应槽，预处理反应槽有一个钢壳槽体，钢壳槽体内侧有轻质耐火砖隔热层和耐火砖砌体层及耐火浇注料层，耐火浇注料层的内侧形成长条形预处理反应槽，预处理反应槽内设置着三个横向撇渣器，三个撇渣器将预处理反应槽依次分割成脱硫预处理段、脱硅预处理段与脱磷预处理段，每个预处理段在距离铁水入口或撇渣器100-500mm的位置有一个排渣缺口，预处理反应槽的一端有铁水入口，铁水入口与预处理反应槽有200-500mm的高度差，另一端有铁水出口，铁水出口与出铁支沟的高度相对应，预处理反应槽经铁水入口与出铁支沟的首端相通，预处理反应槽经铁水出口与出铁支沟的末端相通，在预处理反应槽的两端出铁支沟外侧各设置一根轨道。
在预处理反应槽与出铁支沟的上方设置着隔热密封防尘盖板，防尘盖板是型钢和钢板焊接件，下表面涂抹着耐火隔热料，中间设置着耐火纤维毡隔热夹层，上表面是花纹钢板，四周设置隔热裙罩，隔热密封裙罩是钢板结构内侧涂抹耐火隔热料，隔热裙罩距离地面留有缝隙，除尘盖板四个角各设置一个下端安装滚轮的支腿，滚轮设置在轨道上。在预处理渣沟一侧的裙罩设置为可以左右推拉开启结构，用作观察和清理渣铁使用，其它三侧的则为固定式结构。
预处理剂的加入位置在每个预处理段前三分之一范围内，一般为100mm至200mm。
喷枪装置与搅拌器设置在防尘盖板上，在防尘盖板上与脱硫预处理段、脱硅预处理段与脱磷预处理段相对应的位置上均有插入孔，每个预处理段的插入孔在水平方向置于预处理段前三分之一范围内。喷枪装置的喷枪与搅拌器的搅拌桨伸入插入孔。喷枪装置的喷枪由固定支架安装在防尘盖板上，喷枪从插入孔插入预处理反应槽的铁水中，喷枪插入位置距铁水入口或撇渣器的距离一般为100mm至200mm，喷枪插入铁水液面的深度为0～200mm，喷枪是用内径12-18mm的无缝钢管制成，脱磷用的喷吹装置的喷枪是两根并排的内径12-18mm的无缝钢管，其中一根无缝钢管喷吹脱磷剂的氧化剂，另一根喷吹脱磷剂的助熔剂，喷吹脱磷剂的时候氧化剂和助熔剂按预定比例分别同时喷吹，一般使炉渣碱度为3至4的范围。搅拌器在喷枪之后，搅拌桨插入铁水，一般插入100mm至300mm，搅拌桨距离喷枪100-400mm。
所说的搅拌器包括搅拌桨、驱动电动机、减速传动齿轮组、升降台、立柱与卷扬机，立柱与卷扬机安装在防尘盖板上，立柱具有竖直的导槽，高2400-3400mm，顶部安装着滑轮，升降台有一平台及一个竖板，在竖板安装着四个导轮，升降台的导轮卡在立柱的导槽内，卷扬机的钢索搭在滑轮，另一端拴在升降台的上部，驱动电动机安装在升降台上，在升降台安装着竖直的转轴，减速传动齿轮组的主动齿轮安装在电动机的轴上，从动齿轮与搅拌桨安装在转轴上，主动齿轮与从动齿轮相啮合，转轴的转速为90～120转/分钟。搅拌桨是在钢棒或钢管上，四周焊长条的钢板加强筋构成十字钢芯，在十字钢芯外浇注厚的高铝耐火料，搅拌桨的两端配带连接法兰，搅拌桨通过法兰连接在转轴上。
所说的喷粉装置包括喷吹罐承载平台、八个粉剂喷吹罐，称重传感器、重量气压流量显示仪表柜、控制阀、通气管、输粉管及空气储气包与氮气储气包，八个粉剂喷吹罐为两个脱硫剂喷吹罐、两个脱硅剂喷吹罐、 两个脱磷剂的氧化剂喷吹罐、两个脱磷剂的助熔剂喷吹罐。喷吹罐承载平台紧靠防尘盖板设置在轨道上，喷吹罐承载平台中部为下凹的通槽，在通槽内设置着八个喷吹罐位，每个喷吹罐位上安装着一个粉剂喷吹罐。每个粉剂喷吹位下面设置着称重传感器，称重传感器用电线与重量气压流量显示仪表柜联接，重量气压流量显示仪表柜安装在粉剂喷吹罐旁边，空气储气包与氮气储气包设置在喷吹平台旁边。空气储气包与两至三个空气管联接通，三个空气管的分配是两个脱硅剂喷吹罐、两个脱磷剂的氧化剂喷吹罐、两个脱磷剂的助熔剂喷吹罐分别各用一个，氮气储气包与氮气管联接通，氮气管与脱硫剂喷吹罐联接通，三个空气管与氮气管安装在喷吹平台下。
每个粉剂喷吹罐位是由三至四个称重传感器支撑的钢制框架，粉剂喷吹罐的有效容积为3-5立方米，设计压力不小于4Mpa，是钢板焊接的园筒，上部是圆凸封盖，下部是向上凹的底盖，上部周边均匀设置着最少两个吊耳，上部的圆凸封盖中间开设装料孔，靠近边缘处开设着充压放散孔(喷吹开始的喷吹罐充压和喷吹结束时的喷吹罐卸压过程都用该孔实现)，底部四周均匀地开设两至四个出料孔，出料孔下安装着流化阀，流化阀下安装着出料截止阀，出料截止阀下联接着一个三通管，该三通管安装着快速接头，用带快速接头的输粉管与喷枪连接，粉剂喷吹罐下部设置四个支腿。充压放散孔用通气管依次经三通阀、另一个三通管及喷吹气的总控制截止阀用带快速接头的软管与氮气管或空气管联接，该三通管的一个通口经又一个三通管与流化阀联接，与流化阀联接的三通管的一个通口经喷吹截止阀与出料截止阀联接的三通管的一个通口联接。
粉剂喷吹罐旁边设置一个重量气压流量显示仪表柜，重量气压流量显示仪表柜上安装喷吹罐的称重显示仪表及喷吹气压力和流量显示仪表，装好预处理剂的粉剂喷吹罐由汽车运输到炉台上，用天车将其吊装到喷吹罐位上，把粉剂喷吹罐出料口用通气和输粉管与喷吹气管和喷枪连接，就可以进行喷吹。
本铁水预处理方法的突出特征是铁水三脱预处理过程与高炉出铁同步、连续进行；铁水脱硫、脱硅、脱磷预处理在预处理反应槽的不同段分别进行，不存在冶金反应热力学条件的相互冲突，可以避免脱磷同时脱硫的方式不利于脱硫效率的提高的不足之处，有利于脱硫效率的提高；预处理剂用喷枪喷进铁水，同时用搅拌器对铁水进行搅拌，有利于预处理效率的提高；不设置扒渣设施，预处理渣自动分离排出，铁水罐的装入量不受影响；所需设施装置简单、建设投资和生产运行费用小。
本铁水预处理装置的预处理反应容器设置在高炉炉前出铁支沟旁，槽内设置着三个横向撇渣器，三个撇渣器将预处理反应槽分割成脱硫预处理段、脱硅预处理段与脱磷预处理段，其优点是可以分别实现铁水脱硫、脱硅、脱磷预处理的分别连续进行；预处理反应槽结构紧凑、占地面积小，预处理反应槽与出铁支沟并联排列的优点是，如果预处理反应槽发生故障或铁水不需要预处理时，铁水从出铁支沟通过，可以保证高炉的正常生产；预处理剂的喷粉装置设置在预处理反应槽旁，使喷吹预处理剂的气体用量减少到最少；采用可移动的喷吹罐，可以不用设置贮粉仓及喷吹站的厂房等附属设施，不用配置粉剂运输专用汽车，投资和生产费用显著减少；设置搅拌器的作用是改善铁水三脱反应动力学条件，提高铁水三脱效率。
图1是本铁水预处理装置的预处理反应槽俯视图。
图2是本铁水预处理装置的俯视图。
图3是沿图2中A-A线的剖视图，相对图2放大，正旋90°。
图4是搅拌装置的结构图，相对图3放大。
图5是沿图4中B-B线的剖视图。
图6是喷粉装置图，相对图2放大。
上述图中1、高炉 2、出铁主沟 3、撇渣器 4、排渣沟5、脱硫预处理剂加入位置 6、铁水入口 7、耐火料层槽体8、挡铁水砂坝 9、预处理反应槽 10、脱硫预处理段 11、吸尘口12、出铁支沟 13、撇渣器 14、吸尘 15、脱硅预处理段16、撇渣器 17、脱磷预处理段 18、吸尘口 19、撇渣器20、铁水出口 21、挡铁水砂坝 22、出铁支沟 23、铁水罐24、摆动流嘴 25、预处理板应槽体 26、渣锅27、脱磷预处理剂加入位置 28、排渣沟 29、脱硅预处理剂加入位置30、排渣缺口 31、防尘盖板 32、搅拌器 33、喷枪装置34、输粉管 35、搅拌器 36、喷枪装置 37、输粉管38、搅拌器 39、喷枪装置 40、输粉管 41、喷吹罐承载平台42、脱硫剂喷吹罐 43、重量气压流量显示仪表柜44、脱硫剂喷吹罐 45、脱硅剂喷吹罐 46、重量气压流量显示仪表柜47、脱硅剂喷吹罐 48、脱磷剂的氧化剂喷吹罐49、重量气压流量显示仪表柜 50、脱磷剂的氧化剂喷吹罐51、脱磷剂的助熔剂喷吹罐 52、脱磷剂的助熔剂喷吹罐53、氮气管 54、氮气储气包 55、空气储气包 56、装料孔57、充压放散孔 58、吊耳 59、支腿 60、出料孔61、喷吹罐位 62、支腿 63、轨道 64、称重传感器65、空气管 66、空气管 67、空气管68、隔热裙罩 69、支腿 70、耐火保温槽体 71、挡渣墙72、固定支架 73、喷枪 74、插入孔 75、搅拌桨76、铁水 77、耐火浇注料层 78、耐火刚玉砖层 79、钢板槽80、隔热层 81、地面 82、从动齿轮 83、升降台84、主动齿轮 85、电动机 86、滑轮 87、立柱 88、导轮89、钢索 90、电动机 91、卷扬机 92、基座 93、转轴94、搅拌桨 95、耐火浇注层 96、十字钢芯 97、接口98、截止阀 99、三通管 100、通气管 101、三通阀102三通管 103、流化阀 104、出料截止阀105、喷吹截止阀 106、三通管 107、挂钩具体实施方式
下面结合实施例及其附图详细说明本铁水预处理装置及其方法的具体实施方式
，但本铁水预处理装置及其方法具体实施方式
不局限于下述的实施例。
铁水预处理装置实施例图1、图2与图3描述的铁水预处理装置包括喷粉装置、铁水预处理容器、喷枪装置、搅拌器与吸尘管，喷粉装置的出料口与喷枪装置的喷枪用输粉管相连，喷枪装置的喷枪插入铁水预处理容器的铁水中，吸尘管的吸尘口设置在铁水预处理容器旁边，其特征是所说的铁水预处理容器是设置在高炉炉前出铁支沟12旁的长条形预处理反应槽9，预处理反应槽9有一个预处理反应槽体25，预处理反应槽体25由30mm厚的钢板作成9m×2m×1.3m的长方形钢板槽79，钢板槽79内是75mm厚的轻质耐火砖隔热层80，隔热层80内是345mm厚的耐火刚玉砖层78，最内是400mm厚的耐火浇注料层77，耐火浇注料层77的内侧形成预处理反应槽9，在预处理反应槽9每各2500mm长设置一个400mm宽的横向撇渣器，即撇渣器13、撇渣器16与撇渣器19，三个撇渣器将预处理反应槽9分割成脱硫预处理段10、脱硅预处理段15与脱磷预处理段17，每个预处理段在距离铁水入口6或撇渣器200mm的位置有一个与排渣沟相通的排渣缺口，如在脱硫预处理段10有一个与排渣沟28相通的排渣缺口30，其它两个排渣缺口与排渣沟28相通，便于三个预处理段的渣被撇渣器分离后经排渣沟28流到炉台下的渣锅26内。图1中预处理反应槽9的左端有铁水入口6，铁水入口6与预处理反应槽9的高度差为400mm，铁水入口6把预处理反应槽9的脱硫预处理段10与出铁支沟12联接通，预处理反应槽9的右端有铁水出口20，铁水出口20把预处理反应槽9的脱磷预处理段17与出铁支沟22联接通。在预处理反应槽9的两端出铁支沟2与出铁支沟22外侧1000mm的距离各设置一根轨道63。
本实施例的出铁支沟2在图1中向右弯曲，有一段与预处理反应槽9平行的出铁支沟12，在预处理铁水时，用挡铁水砂坝8与挡铁水砂坝21把平行段出铁支沟12挡住，铁水不需要预处理时，用挡铁水砂坝8挡住铁水入口6，用挡铁水砂坝21挡住铁水出口20，铁水从出铁支沟12与出铁支沟22流出。本实施例的铁水入口6与铁水出口20的横截面积与出铁支沟12的横截面积相等。
在预处理反应槽9与出水支沟2、出铁支沟12、出铁支沟22的上方800mm高的位置设置隔热密封防尘盖板31，防尘盖板31是型钢和钢板焊接件，下表面涂抹100mm厚的耐火隔热料，中间设置100mm厚的耐火纤维毡隔热夹层，上表面是5mm厚的花纹钢板，四周设置隔热裙罩如隔热裙罩68，在预处理渣沟一侧的裙罩设置为可以左右推拉的开启结构，用作观察和清理渣铁使用，其它三侧的则固定，隔热封裙罩是钢板结构内侧涂抹100mm厚的耐火隔热料，隔热裙罩距离地面留有10mm的缝隙，除尘盖板31下方的四个角各设置一个下端安装滚轮的支腿69，除尘盖板31通过滚轮可在轨道63上移动。
吸尘管设置在预处理反应槽9的一侧，本实施例三个预处理段各配置着一个吸尘管，吸尘管设置在地下并与炉前除尘管网相连，除尘吸尘口的直径1000mm，吸尘管的吸尘口伸出地面，如吸尘口11伸出地面81，预处理时的烟尘通过除尘吸尘口抽走。
脱硫预处理剂加入位置5在铁水入口6与脱硫预处理段10的交汇处，距离铁水入口6为100mm，脱硅预处理剂加入位置29在撇渣器13后150mm，脱磷预处理剂加入位置27在撇渣器16后150mm。
喷枪装置与搅拌器设置在防尘盖板31上，本实施例在预处理反应槽9的每个预处理段各设置一个喷枪装置与搅拌器。在每个预处理段的预处理剂加入位置正对的防尘盖板31上开设插入孔，如图3中插入孔74位于脱硫预处理剂加入位置5的正上方位置，喷枪73与搅拌器32的搅拌桨75的插入孔74。以图3说明喷枪装置的安装，喷枪装置33的喷枪73由固定支架72安装在防尘盖板31上，喷枪73插入预处理反应槽9的铁水76中，喷枪73插入铁水76的深度是50mm，喷枪73是内径15mm的无缝钢管，外涂10mm厚高铝耐火料，长度2000mm，其中脱磷用的喷吹装置39的喷枪是两根内径15mm的无缝钢管并排制作而成，其中一根无缝钢管喷吹脱磷剂的氧化剂，另一根喷吹脱磷剂的助熔剂，喷吹脱磷剂的时候氧化剂和助熔剂按预定的比例分别同时喷吹，使炉渣碱度为3.5，通过计算确定比例为轧钢铁磷粉50％、石灰粉40％和萤石粉10％。搅拌器在防尘盖板31上，搅拌桨在喷枪之后，距离喷枪300mm，便于把喷入的粉剂与铁水搅拌混匀。
以搅拌器32结合图4说明搅拌器的结构，搅拌器32包括搅拌桨94、驱动电动机90、减速传动齿轮组、升降台83、立柱87与卷扬机91，立柱87与卷扬机91固定在基座92上，基座92固定在防尘盖板31上，立柱87是槽钢和钢板焊接件，高为3000mm，顶部安装着滑轮86，升降台83是型钢和钢板焊接件，升降台83有一平台及一个竖板，在竖板安装着四个导轮88，升降台83的四个导轮88卡在立柱87的槽钢内，卷扬机91的钢索89搭在滑轮86，另一端拴在升降台83的上部，电动机85安装在升降台83上，在升降台83安装着竖直的转轴93，减速传动齿轮组的主动齿轮84安装在电动机85的轴上，从动齿轮82安装在转轴93上，转轴93的转速为90～120转/分钟。搅拌桨94是在Ф32mm的钢棒或钢管上，四周焊5mm厚30mm宽的钢板加强筋构成十字钢芯96，外浇注60mm厚的高铝耐火浇注层95，长为1500mm，横断面为十字形状，参见图5，重75kg，搅拌桨94的两端配带连接法兰，搅拌桨94通过法兰连接在转轴93上。搅拌桨94工作时插入铁水200mm，搅拌桨工作时被渣铁侵蚀熔化，应随时调整升降台83的高度来保证搅拌桨的插入深度，但搅拌桨被渣铁侵蚀熔化到移动小车不能再下降时，应更换新的搅拌桨，残损的搅拌桨残余部分可以与新的搅拌桨连接起来继续使用。
喷粉装置的组成见图2与图3，喷粉装置包括喷吹罐承载平台41、脱硫剂喷吹罐42、脱硫剂喷吹罐44、脱硅剂喷吹罐45、脱硅喷吹罐47、脱磷剂的氧化剂喷吹罐48、脱磷剂的氧化剂喷吹罐50、脱磷剂的助熔剂喷吹罐51、脱磷剂的助熔剂喷吹罐52、称重传感器、重量气压流量显示仪表柜、控制阀、通气管、输粉管及空气储气包55与氮气储所包54。喷吹罐承载平台41紧靠防尘盖板31设置在轨道63上，喷吹罐承载平台41与除尘盖板31的高度相等，喷吹罐承载平台41为型钢和钢板焊接件，中部为下凹的通槽。脱硫剂喷吹罐42、脱硫剂喷吹罐44、脱硅剂喷吹罐45、脱硅剂喷吹罐47、脱磷剂的氧化剂喷吹罐48、、脱磷剂的氧化剂喷吹罐50、脱磷剂的助熔剂喷吹罐51、脱磷剂的助熔剂喷吹罐52共八个喷吹罐位，安装在喷吹罐承载平台41的通槽中，每个粉剂喷吹罐位下面设置着称重传感器，称重传感器用电线与相对应的重量气压流量显示仪表柜联接，重量气压流量显示仪表柜43、重量气压流量显示仪表柜46、重量气压流量显示仪表柜49分别安装在相对的粉剂喷吹罐旁边，空气储气包55与氮气储所包54设置在喷吹罐承载平台41旁边。空气储气包55与空气管65、空气管66及空气管67联接通，氮气储所包54与氮气管53联接通，空气管65、空气管66、空气管67与氮气管53为Ф50mm的钢管，安装在喷吹平台41下。空气管65是脱硅剂喷吹罐45、脱硅喷吹罐47的喷吹气管，空气管66是脱磷剂的氧化剂喷吹罐48、脱磷剂的氧化喷吹罐50的喷吹气管，空气管67是脱磷剂的助熔剂喷吹罐51、脱磷剂的助熔剂喷吹罐52的喷吹气管，氮气管53是脱硫剂喷吹罐42、脱硫剂喷吹罐44的喷吹气管。
以脱硫剂喷吹罐44为例结合图6说明喷粉装置的粉剂喷吹罐、称重传感器、重量气压流量显示仪表柜、控制阀、通气管、输粉管的组成。脱硫喷吹罐位61是由三个称重传感器64支撑的直径为1800mm的钢制框架，脱硫剂喷吹罐44的有效容积为4立方米，设计压力4Mpa，其结构是钢板焊接的Ф1600mm的园筒，高2000mm，上部是椭圆性封盖，下部是向上内凹密封盖，并设置着四个支腿59，上部周边均匀设置三个吊耳58，上部的椭圆性封盖中间开设Ф150mm的装料孔56，靠近边缘处开设Ф50mm的充压放散孔57，底部四周均匀地开设四个Ф32mm的出料孔60，出料孔60下安装着流化阀103，流化阀103下安装着出料截止阀104，出料截止阀104下联接着三通管106，三通管106安装着快速接头，用带快速接头的软输粉管34与喷枪73连接。充压放散孔57用通气管依次经三通阀101、三通管99及喷吹气的控制总截止阀98用带快速接头的软管与氮气管53联接，三通管99的另一个通口经三通管102与流化阀103联接，三通管102的另一个通口经喷吹截止阀105与三通管106的一个通口联接。重量气压流量显示仪表柜43设置在脱硫剂喷吹罐44的左边1000mm的地方。
本实施例配置着三个脱硫剂喷吹罐，其中两个放置在喷吹罐位上，另外一个放置在炉台上作为周转用，在喷吹的时候先用脱硫剂喷吹罐42喷吹，脱硫剂喷吹罐42喷吹完之后，由脱硫剂喷吹罐44接着吹。喷吹完预处理剂的空罐由汽车运输到预处理剂供应站进行装罐。同时也设置着三个脱硅剂喷吹罐，设置着三个脱磷剂的氧化剂喷吹罐，设置着三个脱磷剂的助熔剂喷吹罐。
每一种粉剂喷吹罐旁边各设置一个重量气压流量显示仪表柜，如脱硫剂喷吹罐42与脱硫剂喷吹罐44配置着重量气压流量显示仪表柜43，重量气压流量显示仪表柜上安装喷吹罐的称重显示仪表及喷吹气压力和流量显示仪表，装好预处理剂的粉剂喷吹罐由汽车运输到炉台上，用天车将其吊装到喷吹罐位如喷吹罐位61上，把粉剂喷吹罐出料口用通气管与喷吹截止阀连接、输粉管与喷枪连接，就可以进行喷吹。
防尘盖板31与喷吹罐承载平台41用挂钩107联接在一起，由设置在炉台上的卷扬机通过钢丝绳牵引来左右移动。
下面介绍喷吹的过程，所有喷吹操作控制阀门都采用手动操作，氮气(脱硫)和空气(脱硅、脱磷)的喷吹气压为0.2～0.3MPa，高炉出铁时铁水进入预处理反应槽9的脱硫预处理段10时喷吹脱硫剂吨铁10kg左右，在脱硅预处理段15喷吹脱硅剂吨铁35kg左右，在脱磷预处理段17喷吹脱磷剂吨铁50kg左右进行三脱预处理，预处理后的铁水通过摆动流嘴24进入铁水罐23，预处理渣经过撇渣器分离后经入渣罐26，预处理剂的喷吹速度按照铁水流速和预处理剂的用量随时进行调整，铁水流速通过设置在铁水罐23下面的称重传感器确定，预处理剂的用量按照铁水的成分通过计算确定，在铁水进入预处理反应槽9之前和流出预处理反应槽9之后每各一定时间进行取样化验，一般10分钟，根据铁水的取样化验结果，作为调整预处理剂用量的依据，喷吹时控制粉剂喷吹罐压为一恒定值，即可控制每支喷枪的喷吹速度为恒定值，此值通过试验确定，通过调整使用喷枪的数量来控制预处理剂的总的喷吹速度，可以同时使用1～4支喷枪进行喷吹。
铁水预处理方法实施例本铁水预处理实施例采用上述铁水预处理装置的实施例进行三脱处理。
本铁水预处理实施例的初始条件高炉容积400立方米，出铁速度1.5～2.5吨/分钟，铁水温度不低于1450℃，生铁含硅、磷、硫量分别不大于0.50％、0.10％、0.05％。
预处理剂种类脱硅剂烧结矿粉(品位不小于50％)，用量35kg/t。
脱磷剂轧钢铁鳞粉50％、石灰粉40％和萤石粉10％，用量50kg/t。
脱硫剂石灰粉95％和萤石粉5％，用量10kg/t。
脱硅剂、脱硫剂与脱磷剂的粒度为不大于1mm。
预处理效果三脱后的生铁含硅、磷、硫量不大于0.01％。
本铁水三脱预处理方法实施例包括依次的下述步骤(一)用挡铁水砂坝8和挡铁水砂坝21把出铁支沟12挡住，让高炉铁水流进设置在高炉炉前出铁支沟12旁的由三个撇渣器分为三段的预处理反应槽9，先流入脱硫预处理段10，由喷枪装置33的喷枪向脱硫预处理段10的铁水喷吹脱硫剂脱硫，同时，开动搅拌器32，由搅拌器32的搅拌桨对铁水进行搅拌混匀，本实施例的铁水经过预处理反应槽9的流量为1500kg/分钟，喷吹氮气压强为0.2MPa，脱硫剂喷吹量为15kg/分钟，搅拌桨的转速为90转/分钟，搅拌桨工作时插入铁水200mm；(二)由脱硫撇渣器13分离脱硫渣，并把脱硫渣从排渣沟28排到渣锅26；(三)铁水通过脱硫撇渣器13进入脱硅预处理段15，在脱硅预处理段15内，由喷枪装置36的喷枪向脱硅预处理段15的铁水喷吹脱硅剂脱硅，同时，开动搅拌器35，由搅拌器35的搅拌桨对铁水进行搅拌混匀，脱硅剂喷吹量52kg/分钟，喷吹的空气压强为0.24MPa，搅拌桨的转速为100转/分钟，搅拌桨工作时插入铁水200mm左右；(四)由脱硅撇渣器16分离脱硅渣，并把脱硅渣从排渣沟28排到渣锅26；(五)铁水通过脱硅撇渣器16进入脱磷预处理段17，在脱磷预处理段17内，由喷枪装置39的喷枪向脱磷预处理段17的铁水喷吹脱磷剂脱磷，同时，开动搅拌器38，由搅拌器38的搅拌桨对铁水进行搅拌混匀，脱磷剂的喷吹量75kg/分钟，喷吹的空气压强为0.3MPa，搅拌桨的转速为120转/分钟，搅拌桨工作时插入铁水200mm左右。
(六)由脱磷撇渣器19分离脱磷渣，并把脱磷渣排到渣锅26；(七)铁水通过脱磷撇渣器19流到出铁支沟22，再经出铁支沟22与摆动流嘴24流入铁水罐23。
预处理时的烟尘通过吸尘口抽走。
结合图6说明喷吹时各阀门的开关与操作喷吹开始(一)关闭出料截止阀104、喷吹截止阀105，三通阀101为旁通口关、直通口通的状态。
(二)打开喷吹气的控制总截止阀98，此时喷吹罐为充压过程。喷吹罐压力达到0.1Mpa时，打开喷吹截止阀105、出料截止阀104，此时喷吹开始。
结束喷吹(一)关闭出料截止阀104，延时5秒钟关闭喷吹截止阀105。
(二)关闭喷吹气的控制总截止阀98。
把三通阀101打到进气口关、旁通口与喷吹罐通的状态，喷吹罐为卸压过程，此时喷吹结束。
上述铁水预处理方法实施例在离高炉较远的地方设置的预处理反应槽中也可实施。
权利要求
1.一种铁水预处理方法，它包括脱硫预处理、脱硅预处理、脱磷预处理，其特征是它采取依次的下述步骤(一)将高炉出铁时的铁水流进设置在高炉炉前的预处理反应槽中，预处理反应槽由三个撇渣器依次分为脱硫预处理段、脱硅预处理段与脱磷预处理段，先流入脱硫预处理段，由喷枪装置的喷枪向铁水喷吹脱硫剂脱硫，同时，由搅拌桨对铁水进行搅拌混匀；(二)由脱硫撇渣器分离脱硫渣，并把脱硫渣排出；(三)铁水通过脱硫撇渣器进入脱硅预处理段，由喷枪装置的喷枪向铁水喷吹脱硅剂脱硅，同时，由搅拌桨对铁水进行搅拌混匀；(四)由脱硅撇渣器分离脱硅渣，并把脱硅渣排出；(五)铁水通过脱硅撇渣器进入脱磷预处理段，由喷枪装置的喷枪向铁水喷吹脱磷剂脱磷，同时，由搅拌桨对铁水进行搅拌混匀；(六)由脱磷撇渣器分离脱磷渣，并把脱磷渣排出；(七)铁水通过脱磷撇渣器流出。
2.实现权利要求1铁水预处理方法的铁水预处理装置，它包括喷粉装置、铁水预处理容器，喷枪装置、搅拌器与吸尘管，喷粉装置的出料口与喷枪装置的喷枪用输粉管相连，喷枪装置的喷枪插入铁水预处理容器的铁水中，吸尘管的吸尘口设置在铁水预处理容器旁边伸出地面，其特征是所说的铁水预处理容器是设置在高炉炉前出铁支沟旁的长条形预处理反应槽，预处理反应槽内设置着三个横向撇渣器，三个撇渣器将预处理反应槽依次分割成脱硫预处理段、脱硅预处理段与脱磷预处理段，每个预处理段在距离铁水入口或撇渣器100-500mm的位置有一个排渣缺口，预处理反应槽的一端有铁水入口，铁水入口与预处理反应槽有200-500mm的高度差，另一端有铁水出口，预处理反应槽经铁水入口与出铁支沟的首端相通，预处理反应槽经铁水出口与出铁支沟的末端相通，在预处理反应槽的两端出铁支沟外侧各设置一根轨道；在预处理反应槽与出铁支沟的上方设置着隔热密封防尘盖板，除尘盖板四个角各设置一个下端安装滚轮的支腿，滚轮设置在轨道上；喷枪装置与搅拌器设置在防尘盖板上，在防尘盖板上与脱硫预处理段、脱硅预处理段与脱磷预处理段相对应的位置上均有插入孔，喷枪装置的喷枪与搅拌器的搅拌桨伸入插入孔；喷枪装置的喷枪由固定支架安装在防尘盖板上，喷枪插入预处理反应槽的铁水中，喷枪插入位置距铁水入口或撇渣器的距离为100mm至200mm，喷枪插入铁水液面的深度为0～200mm，喷枪是用内径12-18mm的无缝钢管制成，脱磷用的喷吹装置的喷枪是两根并排的内径12-18mm的无缝钢管，其中一根无缝钢管喷吹脱磷剂的氧化剂，另一根喷吹脱磷剂的助熔剂，搅拌桨插入铁水100mm至300mm，搅拌器在喷枪之后，距离喷枪100-400mm；所说的搅拌器包括搅拌桨、驱动电动机、减速传动齿轮组、升降台、立柱与卷扬机，立柱与卷扬机安装在防尘盖板上，驱动电动机安装在升降台上，在升降台安装着竖直的转轴，减速传动齿轮组的主动齿轮安装在电动机的轴上，从动齿轮与搅拌桨安装在转轴上；所说的喷粉装置包括喷吹罐承载平台、八个粉剂喷吹罐，称重传感器、重量气压流量显示仪表柜、控制阀、通气管、输粉管及空气储气包与氮气储气包，八个粉剂喷吹罐为两个脱硫剂喷吹罐、两个脱硅剂喷吹罐、两个脱磷剂的氧化剂喷吹罐、两个脱磷剂的助熔剂喷吹罐；喷吹罐承载平台紧靠防尘盖板设置在轨道上，喷吹罐承载平台中部为下凹的通槽，在通槽内设置着八个喷吹罐位，每个喷吹罐位上安装着一个粉剂喷吹罐。每个粉剂喷吹位下面设置着称重传感器，称重传感器用电线与重量气压流量显示仪表柜联接，重量气压流量显示仪表柜安装在粉剂喷吹罐旁边，空气储气包与氮气储气包设置在喷吹平台旁边；空气储气包与两至三个空气管联接通，空气管与两个脱硅剂喷吹罐、两个脱磷剂的氧化剂喷吹罐、两个脱磷剂的助熔剂喷吹罐联接，氮气储气包与氮气管联接通，氮气管与脱硫剂喷吹罐联接通，空气管与氮气管安装在喷吹平台下；每个粉剂喷吹罐位是由三至四个称重传感器支撑的钢制框架，粉剂喷吹罐的有效容积为3-5立方米，是钢板焊接的园筒，上部是圆凸封盖，下部是向上凹的底盖，上部周边均匀设置着最少两个吊耳，上部的圆凸封盖中间开设装料孔，靠近边缘处开设着充压放散孔，底部四周均匀地开设两至四个出料孔。
3.根据权利要求2所述的铁水预处理装置，其特征是在粉剂喷吹罐的出料孔下安装着流化阀，流化阀下安装着出料截止阀，出料截止阀下联接着一个三通管，该三通管安装着快速接头，用带快速接头的输粉管与喷枪连接，粉剂喷吹罐下部设置四个支腿；充压放散孔用通气管依次经三通阀、另一个三通管及喷吹气的总控制截止阀用带快速接头的软管与氮气管或空气管联接，该三通管的一个通口经又一个三通管与流化阀联接，与流化阀联接的三通管的一个通口经喷吹截止阀与出料截止阀联接的三通管的一个通口联接。
4.根据权利要求2或3所述的铁水预处理装置，其特征是所说的防尘盖板是型钢和钢板焊接件，下表面涂抹着耐火隔热料，中间设置着耐火纤维毡隔热夹层，上表面是花纹钢板，在防尘盖板的四周设置隔热裙罩，隔热密封裙罩是钢板结构内侧涂抹耐火隔热料，隔热裙罩距离地面留有缝隙，在渣沟一侧的裙罩设置为可以左右推拉开启结构。
5.根据权利要求4所述的铁水预处理装置，其特征是在立柱具有竖直的导槽，高2400-3400mm，顶部安装着滑轮，升降台有一平台及一个竖板，在竖板安装着四个导轮，升降台的导轮卡在立柱的导槽内，卷扬机的钢索搭在滑轮，另一端拴在升降台的上部。
6.根据权利要求4所述的铁水预处理装置，其特征是搅拌桨是在钢棒或钢管上，四周焊长条的钢板加强筋构成十字钢芯，在十字钢芯外浇注厚的高铝耐火料，搅拌桨的两端配带连接法兰。
7.根据权利要求4所述的铁水预处理装置，其特征是预处理反应槽有一个钢壳槽体，钢壳槽体内侧有轻质耐火砖隔热层和耐火砖砌体层及耐火浇注料层，耐火浇注料层的内侧形成长条形预处理反应槽。
全文摘要
一种铁水预处理方法及其预处理装置，铁水预处理方法是把高炉的铁水流入由撇渣器分为脱硫预处理段、脱硅预处理段、脱磷预处理段的预处理反应槽，在三个预处理段分别喷吹入相对应的预处理剂，并对铁水进行搅拌。铁水预处理装置它包括喷粉装置、铁水预处理容器，喷枪装置、搅拌器与吸尘管，喷粉装置的出料口与喷枪装置的喷枪相连，其特征是所说的铁水预处理容器是由三个撇渣器分隔成脱硫预处理段、脱硅预处理段与脱磷预处理段的预处理反应槽，在预处理反应槽的上方设置着隔热密封防尘盖板，喷枪装置与搅拌器设置在防尘盖板上，喷枪与搅拌器的搅拌桨伸入铁水。本发明的铁水预处理与高炉出铁同步进行，所需设施装置简单。
文档编号C21C7/04GK101020941SQ20071006159
公开日2007年8月22日 申请日期2007年3月14日 优先权日2007年3月14日
发明者张登山 申请人:张登山