专利名称：紊流式机械搅拌脱硫铁水罐的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及转炉炼钢前铁水炉外机械搅拌脱硫的铁水容器，具体地指一种适用于铁水KR搅拌脱硫的紊流式机械搅拌脱硫铁水罐。
背景技术：
KR (Kambara Reactor)搅拌脱硫法是日本新日铁于1963年开始研究，1965年应用于工业生产的一种铁水炉外脱硫技术。这种脱硫方法是以一个外衬耐火材料的十字形叶片结构搅拌器浸入铁水罐内进行旋转，搅动铁水使其产生旋涡，同时经过称量的脱硫剂由给料器加入到铁水表面，脱硫剂被旋涡卷入铁水中，与高温铁水混合、反应，达到脱硫的目的。 该脱硫方法通过漂浮于铁水液面上脱硫剂的卷吸循环混合，实现脱硫剂与铁水的循环接触脱硫冶金反应，具有脱硫剂接触反应时间充分，脱硫效率高，脱硫剂消耗少，作业时间短，金属耗损低等优点，在国内得到了广泛的推广应用。KR搅拌脱硫过程中铁水的流动状态分为搅拌中心强制涡流区和该区以外的自由涡流区。其中，强制涡流区由于没有液体微元之间的相对运动，为不良混合区；自由涡流区由于循环运动引起了液体微元之间的相对运动，起到了混合分散的作用，为充分混合区。扩展搅拌自由涡流区、缩小强制涡流区是提高脱硫效果的有效途径。在实际生产中，强制涡流区半径与搅拌器叶轮半径之比近似为0. 7，搅拌叶片有效搅拌面积仅为30%，因而，铁水KR 搅拌脱硫传输动力学机制是局域卷吸混合、径向剪切分散。现有的技术研究主要为改进搅拌器结构、搅拌叶片形状以及搅拌工艺方面，并有多项专利产生。然而，对于自浮颗粒脱硫剂在铁水中的搅拌卷吸循环混合的铁水机械搅拌脱硫，其搅拌混合空间由搅拌器与铁水罐共同组成，搅拌脱硫铁水罐的结构形状同样显著地影响着搅拌过程中铁水和脱硫剂的混合流动状态。目前通常采用的铁水罐为普通圆形截面铁水罐，尽管改进搅拌器结构以及搅拌叶片形状能够起到改善搅拌脱硫动力学条件的一定作用，但强制涡流区的存在，一定程度上制约了机械搅拌脱硫效果的进一步提升。
发明内容本实用新型的目的就是要提供一种紊流式机械搅拌脱硫铁水罐，改善铁水机械搅拌脱硫动力学条件，提高铁水机械搅拌脱硫技术经济指标。为实现上述目的，本实用新型所设计的紊流式机械搅拌脱硫铁水罐包括金属罐壳，所述金属罐壳的内壁上复合有耐火材料罐衬，所述耐火材料罐衬上沿周向间隔设置有若干条内凸缘。进一步地，为了提高内凸缘的抗铁水冲刷磨损能力，延长铁水罐使用寿命，所述内凸缘的外表面为圆弧面、中间圆弧面与两边平面的组合面或椭圆弧面。再进一步地，所述内凸缘的凸起高度为耐火材料罐衬内壁圆柱面半径的10 30% ；所述内凸缘沿耐火材料罐衬的周向均勻分布，其数量为2 4条。本实用新型的优点在于所设计的紊流式机械搅拌脱硫铁水罐通过在耐火材料罐衬内侧设置向罐内凸起的内凸缘，对铁水罐搅拌流场产生周期性干扰，遏制搅拌流场的周向流动，增强搅拌流场的轴向流动，显著缩小强制涡流区或遏制强制涡流区的形成，使铁水机械搅拌脱硫动力学条件得到显著改善。内凸缘采用圆弧面、弧线与直线的组合面或椭圆弧面的结构设计，增强了内凸缘的抗铁水冲刷磨损能力，延长了铁水罐的使用寿命。
图1为一种紊流式机械搅拌脱硫铁水罐的主视结构示意图。图2为图1所示铁水罐的内凸缘为圆弧面的横截面结构示意图。图3为图1所示铁水罐的内凸缘为圆弧与直线的组合面的横截面结构示意图。图4为图1所示铁水罐的内凸缘为椭圆弧面的截面结构示意图。图5为图1所示铁水罐的内凸缘为2个的布置方位示意图。图6为图1所示铁水罐的内凸缘为4个的布置方位示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。如图1所示，本实用新型的紊流式机械搅拌脱硫铁水罐包括金属罐壳1，金属罐壳 1的内壁上复合有耐火材料罐衬2，耐火材料罐衬2内侧沿其周向均勻分布有若干条内凸缘 3，内凸缘3的凸起高度为耐火材料罐衬2内壁圆柱面半径的10 30%。内凸缘3的外表面形状可以有多种，其数量为2 4条。如图2所示，内凸缘3的外表面为圆弧面3. 1，其数量为3条。如图3所示，内凸缘3的外表面为中间圆弧面与两边平面的组合面3. 2，其数量为 3 ^^ ο如图4所示，内凸缘3的外表面为椭圆弧面3. 3，其数量为3条。如图5、6所示，内凸缘3的数量分别为2条和4条，在耐火材料罐衬2内侧沿其周向对称分布。带有内凸缘3的耐火材料罐衬2可以是在常规的圆形管状金属罐壳1上砌筑或浇注耐火材料制成。这样，可以在不改变铁水罐外形结构尺寸的条件下对其进行改造，具有实施方便、铁水机械搅拌脱硫动力学条件改善显著、使用寿命长的优点。
权利要求1.一种紊流式机械搅拌脱硫铁水罐，包括金属罐壳(1)，所述金属罐壳(1)的内壁上复合有耐火材料罐衬O)，其特征在于所述耐火材料罐衬( 上沿周向间隔设置有若干条内凸缘⑶。
2.根据权利要求1所述的紊流式机械搅拌脱硫铁水罐，其特征在于所述内凸缘(3) 的外表面为圆弧面(3. 1)。
3.根据权利要求1所述的紊流式机械搅拌脱硫铁水罐，其特征在于所述内凸缘(3) 的外表面为中间圆弧面与两边平面的组合面(3. 2)。
4.根据权利要求1所述的紊流式机械搅拌脱硫铁水罐，其特征在于所述内凸缘(3) 的横截面为椭圆弧面(3. 3)。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的紊流式机械搅拌脱硫铁水罐，其特征在于 所述内凸缘(3)的凸起高度为耐火材料罐衬O)内壁圆柱面半径的10 30%。
6.根据权利要求1至4中任意一项所述的紊流式机械搅拌脱硫铁水罐，其特征在于 所述内凸缘(3)沿耐火材料罐衬O)的周向均勻分布，其数量为2 4条。
7.根据权利要求5所述的紊流式机械搅拌脱硫铁水罐，其特征在于所述内凸缘(3) 沿耐火材料罐衬O)的周向均勻分布，其数量为2 4条。
专利摘要一种紊流式机械搅拌脱硫铁水罐包括金属罐壳，金属罐壳的内壁上复合有耐火材料罐衬，耐火材料罐衬上沿周向间隔设置有若干条内凸缘。内凸缘的外表面为圆弧面、弧线与直线的组合面或椭圆弧面。当内凸缘为圆弧面时，圆弧面的凸起高度为该圆弧面半径的10～30％。所设计的紊流式机械搅拌脱硫铁水罐通过在耐火材料罐衬内侧设置向罐内凸起的内凸缘，使铁水机械搅拌脱硫动力学条件得到显著改善，内凸缘采用圆弧面、弧线与直线的组合面或椭圆弧面的结构设计，增强了内凸缘的抗铁水冲刷磨损能力，延长了铁水罐的使用寿命。
文档编号C21C1/02GK202054854SQ20112012556
公开日2011年11月30日 申请日期2011年4月25日 优先权日2011年4月25日
发明者余明红, 刘小卿, 吴杰, 张先贵, 朱善合, 李具中, 李明晖, 欧阳德刚, 王海青, 田义胜, 田大鹏, 罗安智, 罗巍, 蒋扬虎, 邓品团 申请人:武汉钢铁(集团)公司