一种提高钙镁复合脱硫效率的旋转喷吹装置及方法与流程

本发明属于炼钢工艺技术领域，尤其涉及一种用于提高钙镁复合脱硫效率的铁水罐旋转喷吹装置及方法。

背景技术：

从1999年开始，鞍钢引进钙镁复合喷吹脱硫工艺，随着生产经验的积累和认识上的提高，铁水预处理复合喷吹脱硫工艺也存在很多缺陷与弊端。钙镁复合喷吹脱硫工艺以钝化金属镁和钝化石灰粉为脱硫剂，使用的脱硫喷枪主要有两种：单孔下吹和双孔侧吹。使用单孔或双孔喷枪脱硫喷吹，大部分钝化石灰粉、汽化金属镁围绕喷枪一定范围内上浮与铁水中的硫反应。载体n2和汽化金属镁虽然对铁水有搅拌作用，但很难使脱硫剂在铁水中均匀分布。且铁水罐越小，脱硫剂上浮到铁水表面的时间越短，反应越不充分，脱硫效果越不好。一部分金属镁颗粒上升到铁水表面燃烧发出白光，甚至转炉兑铁过程中仍然有金属镁继续燃烧；还有部分汽化金属镁直接排入大气。同时，部分未与铁水中硫反应的氧化钙也上浮进入脱硫渣中。造成脱硫效果降低、脱硫粉剂浪费，并延长预处理时间。另外，钙镁复合喷吹喷溅洒铁严重。铁水预处理钙镁复合喷吹过程中，载体n2和汽化金属镁及钝化石灰粉基本在一定范围内近似直线上浮，在铁水表面剧烈翻腾，喷溅洒铁和设备损坏特别严重。

技术实现要素：

本发明的目的旨在延长金属镁气泡或颗粒、钝化石灰粉上浮的路径和时间，实现脱硫剂与铁水中的硫充分反应，从而提高金属镁脱硫效率、降低脱硫剂消耗，减少喷溅洒铁，避免设备损坏。

为此，本发明所采取的技术解决方案是：

一种提高钙镁复合脱硫效率的旋转喷吹装置，包括喷枪、支撑架、旋转机构、升降机构及plc；

支撑架系由平台、立柱及横梁组成的框架式结构，底面平台两侧分别设有一根内侧带有轨道的立柱，两根立柱上端通过横梁连接在一起；

旋转机构由驱动电机、蜗杆减速机、涡轮、旋转轴、喷枪挂架组成；蜗杆减速机一端连接驱动电机，另一端与蜗轮啮合，蜗轮上装有旋转轴，旋转轴下面固定一喷枪挂架，喷枪挂架下端带有法兰；

升降机构包括升降小车、定滑轮、钢绳、升降电机、联轴器、减速机和卷筒；两台升降电机分别通过联轴器连接减速机，减速机外端装有卷筒，卷筒上缠绕钢绳，两根钢绳的另一端绕过固定在支撑架横梁下面的定滑轮后吊挂在升降小车上，升降小车两侧均带有车轮，车轮滚动连接在立柱轨道内，升降小车上安装有升降台，旋转机构安装在升降台上，并随着升降小车一起上下同步升降；

旋转机构的旋转轴通过轴承套安装在升降小车的升降台中间，旋转轴下面喷枪挂架的法兰通过螺栓连接固定在喷枪上端的连接法兰上，使喷枪与旋转轴同步旋转，喷枪上端通过旋转接头连接有加料软管；驱动电机和升降电机均与编制有喷枪旋转喷吹控制程序的plc相连。

一种提高钙镁复合脱硫效率的旋转喷吹装置的方法，通过脱硫喷枪在喷吹过程中以自身为轴进行匀速圆周旋转，延长金属镁气泡或颗粒、钝化石灰粉上浮的路径和时间，使脱硫剂与铁水中的硫充分反应；其具体旋转喷吹过程为：

(1)脱硫喷吹前，喷枪停在待机位；在电脑操作画面设置原始硫、目标硫及铁水温度参数，专家系统计算出钝化石灰粉、钝化金属镁的喷吹数量；

(2)喷吹时，plc首先启动喷枪升降机构，升降电机通过减速机驱动卷筒反向旋转，卷筒上的钢绳松开，使吊挂在钢绳另一端的升降小车在两侧的车轮作用下沿着轨道平稳下降；

(3)脱硫喷枪下降过程中，plc启动脱硫喷吹系统：首先，开启喷吹系统助吹氮气压力调节阀，氮气压力控制在3.4～3.8mpa,并依次开启钝化石灰粉喷吹罐喉口调节阀、出口阀；

(4)当钝化石灰粉喷吹速率达到25kg/min时，plc自动打开钝化金属镁喷吹罐喉口调节阀和出口阀，钝化金属镁开始喷吹；当钝化石灰粉喷吹速率达到40kg/min、金属镁喷吹速率达到10kg/min时，plc自动控制两个喉口调节阀进入微调状态，以保证喷吹速率相对稳定；

(5)当喷枪距铁水罐底300～400mm时，喷枪停止下降，并以喷枪自身轴线为轴，以50～70转/分钟的旋转速度进行匀速圆周旋转；

(6)当钝化金属镁喷吹数量达到设定值时，plc自动关闭钝化金属镁喷吹罐出口阀和喉口调节阀，钝化金属镁及钝化石灰粉喷吹结束，喷枪旋转停止；

(7)plc控制喷枪升降机构自动将喷枪抬升至待机位，助吹氮气调节阀自动关闭，完成一次旋转喷吹过程。

本发明的有益效果为：

本发明通过脱硫喷枪在喷吹过程中以自身为轴进行匀速圆周旋转，有效延长了金属镁气泡或颗粒、钝化石灰粉上浮的路径和时间，使脱硫剂与铁水中的硫充分反应，从而提高cao、金属mg的脱硫效率、减少脱硫剂的消耗，降低生产成本，控制喷溅洒铁现象，避免了设备的损坏。

附图说明

图1是旋转喷吹装置主视图；

图2是旋转喷吹装置左视图。

图中：铁水罐1、喷枪2、联轴器3、喷枪挂架4、车轮5、升降小车6、旋转轴7、蜗轮8、轨道9、定滑轮10、横梁11、加料软管12、蜗杆减速机13、钢绳14、驱动电机15、升降台16、立柱17、升降电机18、卷筒19、平台20、减速机21、连接法兰22、法兰23。

具体实施方式

本发明提高钙镁复合脱硫效率的旋转喷吹装置，主要是由喷枪2、支撑架、旋转机构、升降机构及plc所组成。

由附图可见，支撑架系由横梁11、立柱17及平台20组成，在底面平台20的两侧分别设有一根立柱17，立柱17的内侧带有槽型轨道9，两根立柱17的上端通过横梁11连接在一起，形成一个框架式结构的支撑架。

旋转机构由喷枪挂架4、旋转轴7、涡轮8、蜗杆减速机13及驱动电机15所组成。蜗杆减速机13一端连接驱动电机15，另一端与蜗轮8啮合，蜗轮8中心位置上装有旋转轴7，旋转轴7的下面固定一喷枪挂架4，喷枪挂架4的下端带有法兰23。

升降机构包括联轴器3、升降小车6、定滑轮10、钢绳14、升降电机18、减速机21和卷筒19。两台升降电机18分别通过联轴器3连接减速机21，减速机21外端装有卷筒19，卷筒19上缠绕钢绳14，两根钢绳14的另一端分别绕过定滑轮10后吊挂在升降小车6上，两个定滑轮10固定在支撑架横梁11的下面，升降小车6的两侧分别装有2个车轮5，车轮5滚动连接在立柱17的轨道9内，从而保证喷枪2在旋转喷吹过程中不会产生晃动。升降小车6上安装有升降台16，旋转机构安装在升降台16上，并随着升降小车6一起上下同步升降。

旋转机构的旋转轴7通过轴承套安装在升降小车6的升降台16中间，旋转轴7下面喷枪挂架4的法兰23通过螺栓连接固定在喷枪2上端的连接法兰22上，使喷枪2与旋转轴7同步旋转，喷枪2上端通过旋转接头连接有加料软管12；驱动电机15和升降电机18均与plc相连，plc相内编制有喷枪旋转喷吹控制程序。

本发明提高钙镁复合脱硫效率的旋转喷吹装置的方法，主要是通过脱硫喷枪2在喷吹过程中以自身为轴进行匀速圆周旋转，延长金属镁气泡或颗粒、钝化石灰粉上浮的路径和时间，使脱硫剂与铁水中的硫充分反应。其具体旋转喷吹过程为：

1、脱硫喷吹前，喷枪2停在待机位；在电脑操作画面设置原始硫、目标硫及铁水温度参数，专家系统计算出钝化石灰粉、钝化金属镁的喷吹数量。

2、喷吹时，plc首先启动喷枪升降机构，升降电机18通过减速机21驱动卷筒19反向旋转，卷筒19上的钢绳14松开，使吊挂在钢绳14另一端的升降小车6在两侧的车轮5作用下沿着轨道9平稳下降。

3、脱硫喷枪2下降过程中，plc启动脱硫喷吹系统：首先，开启喷吹系统助吹氮气压力调节阀，氮气压力控制在3.4～3.8mpa,并依次开启钝化石灰粉喷吹罐喉口调节阀、出口阀。

4、当钝化石灰粉喷吹速率达到25kg/min时，plc自动打开钝化金属镁喷吹罐喉口调节阀和出口阀，钝化金属镁开始喷吹；当钝化石灰粉喷吹速率达到40kg/min、金属镁喷吹速率达到10kg/min时，plc自动控制两个喉口调节阀进入微调状态，以保证喷吹速率相对稳定。

5、当喷枪2距铁水罐底300～400mm时，喷枪2停止下降，并以喷枪2自身轴线为轴，以50～70转/分钟的旋转速度进行匀速圆周旋转。

6、当钝化金属镁喷吹数量达到设定值时，plc自动关闭钝化金属镁喷吹罐出口阀和喉口调节阀，钝化金属镁及钝化石灰粉喷吹结束，喷枪旋转停止。

7、plc控制喷枪2升降机构自动将喷枪2抬升至待机位，助吹氮气调节阀自动关闭，完成一次旋转喷吹过程。