HG铁水脱硫装置及其脱硫方法以及脱硫剂和扒渣器与流程

本发明涉及铁水预脱硫生产的领域，具体涉及一种HG铁水脱硫装置及其脱硫方法以及脱硫剂和扒渣器。
背景技术：
：随着特钢的发展，一些特殊钢种对钢水残余硫的要求越来越高，入炉铁水的深脱硫处理已是炼钢生产过程必须环节。目前铁水脱硫的两大主要方法为颗粒镁喷吹脱硫和KR搅拌脱硫。两种脱硫工艺相比：KR法具有很好的脱硫动力学条件而脱硫率高，脱硫剂价格低廉、安全。但因其脱硫粉料从铁水包上部加入，脱硫剂不能完全进入铁水，部分浮于渣面或者沾在搅拌头部，以及被除尘器吸走，存在一定量的浪费，难到达深脱硫，铁水温降大；颗粒镁喷吹法可以做到铁水的深脱硫，但脱硫后渣难扒易回硫，脱硫剂消耗量大等问题。技术实现要素：本发明的目的在于：克服现有技术的不足，提供一种HG铁水脱硫装置及其脱硫方法以及脱硫剂和扒渣器，通过搅拌管的搅拌杆的搅拌作用，不仅加强了脱硫的动力性条件，并且通过与脱硫剂喷管连通的搅拌管伸入铁水、以及搅拌管的搅拌杆的搅拌作用，使脱硫剂与铁水深度地、完全地、充分混合并反应脱硫，提高了脱硫剂的利用率，避免了脱硫剂的浪费，另外还防止了搅拌装置的结瘤；结合使用脱硫剂中的颗粒镁，可以有效快速的进行铁水深脱硫，缩短了脱硫时间和降低了铁水的温降，利于生产节奏控制；使用扒渣头可以很好的将脱硫渣从铁水包中扒取避免回硫，为后续工段钢水冶炼脱硫提供了有利条件，降低钢水脱硫石灰的消耗和冶炼时间；脱硫剂从脱硫剂料仓借助氮气的吹扫进入铁水中并使铁水翻腾，使得脱硫剂能够与铁水充分的接触，提高脱硫剂的脱硫效果；搅拌管的下管口包覆有耐火层，延长了搅拌管的使用寿命；通过氮气通入铁水是铁水翻腾和搅拌杆对铁水的搅拌，起到了双重搅拌效果，进一步使脱硫剂与铁水充分接触，提高脱硫剂的脱硫效果；脱硫剂加入的时间在2～3min的范围内，并且对脱硫剂中各成分的粒径进行限定，有利于脱硫剂中的各成分与铁水进行充分混合，提高脱硫剂的脱硫效果；所述支架包括下部的支撑部和上部的连接部，所述支架对称设于套管的两侧，形成“凸”字型结构，便于铁水包的周转。本发明所采取的技术方案是：HG铁水脱硫装置，包括支架，所述支架上设有脱硫剂喷管，所述脱硫剂喷管固定于套管内，所述套管与支架上下活动连接，所述套管的下方转动连接有搅拌管，所述脱硫剂喷管的一端与脱硫剂料仓连通，脱硫剂喷管的另一端与搅拌管的下管口连通，所述脱硫剂喷管内连通设有氮气管，所述氮气管的出气方向指向搅拌管的下管口，所述搅拌管位于下管口位置处的外侧管壁固定有搅拌杆，所述搅拌管与固定于套管外侧壁的旋转电机传动连接。本发明进一步改进方案是，所述套管通过上下行程小车与支架上下活动连接。本发明更进一步改进方案是，当上下行程小车位于最高行程处时，搅拌管的下管口和搅拌杆的所在高度高于铁水包的顶口；当上下行程小车位于最低行程处时，搅拌管的下管口和搅拌杆的所在高度低于铁水包内的铁水液面。本发明更进一步改进方案是，所述支架包括下部的支撑部和上部的连接部，所述支架对称设于套管的两侧，形成“凸”字型结构。本发明更进一步改进方案是，两侧支架的支撑部之间的距离大于或等于铁水包的外壁最大直径。本发明更进一步改进方案是，所述搅拌管的下管口为喇叭型结构，并且包覆有耐火层。本发明更进一步改进方案是，所述搅拌管通过旋转接头与套管转动连接。本发明更进一步改进方案是，所述搅拌管的外侧壁、位于旋转接头一端固定有齿圈，旋转电机下方的输出轴固定有与齿圈匹配的齿轮。本发明更进一步改进方案是，所述套管的上口与脱硫剂喷管的脱硫剂出料口之间密封。本发明更进一步改进方案是，所述脱硫剂喷管的脱硫剂出料口位于搅拌管内。本发明更进一步改进方案是，所述氮气管的出气口位于脱硫剂喷管内的脱硫剂出料口位置处。利用上述的HG铁水脱硫装置进行HG铁水脱硫的方法，包括以下步骤：1）将待脱硫操作的铁水包周转至搅拌管的正下方之后，脱硫剂喷管在套管的带动下沿支架向下移动，进行铁水取样、测温；2）测温达到脱硫条件后，脱硫剂喷管4在套管2的带动下沿支架1向下移动；3）当搅拌管的下管口即将与铁水包中的铁水液面接触时，打开氮气管的气阀；4）脱硫剂喷管在套管的带动下沿支架继续向下移动，直至搅拌管的下管口和搅拌杆伸入铁水包中的铁水内，达到预定插入深度后，启动旋转电机，使搅拌管转动；5）打开脱硫剂料仓的料阀，根据铁水中的含硫量加入脱硫剂，使脱硫剂借助氮气作为载体而进入铁水中；6）关闭脱硫剂料仓的料阀，并使氮气继续通入铁水内、并保持搅拌杆的继续搅拌直至完成铁水的脱硫；7）脱硫剂喷管在套管的带动下沿支架向上移动，当搅拌杆即将离开铁水时关闭旋转电机，当搅拌管的下管口刚离开铁水液面时，关闭氮气管的气阀；8）脱硫剂喷管在套管的带动下沿支架继续向上移动，直至移动至最高行程处；9）将铁水包周转至扒渣工位，并通过通过扒渣器将铁水包的铁水液面进行扒渣；10）扒渣结束后对铁水包中的铁水进行取样、测温；11）铁水测温结束后，将铁水包周转到下一工序。本发明更进一步改进方案是，所述步骤3）和步骤4）中，所述氮气管的氮气流量在90～110Nm3/h的范围内。本发明更进一步改进方案是，所述步骤5）中，所述脱硫剂加入的时间在2～3min的范围内。本发明更进一步改进方案是，所述步骤5）~步骤7）中，所述氮气管的氮气流量在50～80Nm3/h的范围内。本发明更进一步改进方案是，所述所述步骤4）中，所述搅拌管的下管口或搅拌杆伸入铁水包中的铁水内距离贴水液面1～1.5米范围内的深度。本发明更进一步改进方案是，所述步骤4）~7）中，所述搅拌管的转速在70～120r/min的范围内。本发明更进一步改进方案是，所述步骤1）和步骤11）中，所述铁水包通过周转小车进行周转移动。上述的HG铁水脱硫方法中所使用的脱硫剂，包括石灰粉粒、萤石粒和颗粒镁，所述石灰粉粒、萤石粒和颗粒镁的质量份数比为70～90：0～15：0～15。本发明更进一步改进方案是，所述石灰粉粒的粒径在0～1.0mm的范围内。本发明更进一步改进方案是，所述萤石粒的粒径在0～1.5mm的范围内。本发明更进一步改进方案是，所述颗粒镁的粒径在0.5～1.6mm的范围内。上述的HG铁水脱硫方法中所使用的扒渣器，包括扒渣头，所述扒渣头为弧面结构，所述扒渣头的弧面半径与铁水包的内壁半径相等。本发明更进一步改进方案是，所述扒渣头通过连接孔与扒渣器的操作杆固定连接。本发明更进一步改进方案是，所述扒渣头的下端向弧面的凹面一侧设有翻边。本发明更进一步改进方案是，所述翻边与扒渣头之间的夹角在150~175度的范围内。本发明的有益效果在于：第一、本发明的HG铁水脱硫装置及其脱硫方法以及脱硫剂和扒渣器，通过搅拌管的搅拌杆的搅拌作用，不仅加强了脱硫的动力性条件，并且通过与脱硫剂喷管连通的搅拌管伸入铁水、以及搅拌管的搅拌杆的搅拌作用，使脱硫剂与铁水深度地、完全地、充分混合并反应脱硫，提高了脱硫剂的利用率，避免了脱硫剂的浪费，另外还防止了搅拌装置的结瘤。第二、本发明的HG铁水脱硫装置及其脱硫方法以及脱硫剂和扒渣器，结合使用脱硫剂中的颗粒镁，可以有效快速的进行铁水深脱硫，缩短了脱硫时间和降低了铁水的温降，利于生产节奏控制。第三、本发明的HG铁水脱硫装置及其脱硫方法以及脱硫剂和扒渣器，使用扒渣头可以很好的将脱硫渣从铁水包中扒取避免回硫，为后续工段钢水冶炼脱硫提供了有利条件，降低钢水脱硫石灰的消耗和冶炼时间。第四、本发明的HG铁水脱硫装置及其脱硫方法以及脱硫剂和扒渣器，脱硫剂从脱硫剂料仓借助氮气的吹扫进入铁水中并使铁水翻腾，使得脱硫剂能够与铁水充分的接触，提高脱硫剂的脱硫效果。第五、本发明的HG铁水脱硫装置及其脱硫方法以及脱硫剂和扒渣器，搅拌管的下管口为喇叭型结构，有利于脱硫剂能够更好地扩散至铁水中、与铁水充分接触，提高脱硫剂的脱硫效果。第六、本发明的HG铁水脱硫装置及其脱硫方法以及脱硫剂和扒渣器，搅拌管的下管口包覆有耐火层，延长了搅拌管的使用寿命。第七、本发明的HG铁水脱硫装置及其脱硫方法以及脱硫剂和扒渣器，通过氮气通入铁水是铁水翻腾和搅拌杆对铁水的搅拌，起到了双重搅拌效果，进一步使脱硫剂与铁水充分接触，提高脱硫剂的脱硫效果。第八、本发明的HG铁水脱硫装置及其脱硫方法以及脱硫剂和扒渣器，脱硫剂加入的时间在2～3min的范围内，并且对脱硫剂中各成分的粒径进行限定，有利于脱硫剂中的各成分与铁水进行充分混合，提高脱硫剂的脱硫效果。第九、本发明的HG铁水脱硫装置及其脱硫方法以及脱硫剂和扒渣器，所述支架包括下部的支撑部和上部的连接部，所述支架对称设于套管的两侧，形成“凸”字型结构，便于铁水包的周转。附图说明图1为本发明的结构示意图。图2为扒渣操作的结构示意图。图3为扒渣头结构的放大示意图。具体实施方式如图1所示，本发明包括支架1，所述支架1上设有脱硫剂喷管4，所述脱硫剂喷管4固定于套管2内，所述套管2与支架1上下活动连接，所述套管2的下方转动连接有搅拌管3，所述脱硫剂喷管4的一端与脱硫剂料仓5连通，脱硫剂喷管4的另一端与搅拌管3的下管口10连通，所述脱硫剂喷管4内连通设有氮气管18，所述氮气管18的出气方向指向搅拌管3的下管口10，所述搅拌管3位于下管口10位置处的外侧管壁固定有搅拌杆11，所述搅拌管3与固定于套管2外侧壁的旋转电机9传动连接；所述套管2通过上下行程小车6与支架1上下活动连接；当上下行程小车6位于最高行程处时，搅拌管3的下管口10和搅拌杆11的所在高度高于铁水包12的顶口；当上下行程小车6位于最低行程处时，搅拌管3的下管口10和搅拌杆11的所在高度低于铁水包12内的铁水液面；所述支架1包括下部的支撑部和上部的连接部7，所述支架1对称设于套管2的两侧，形成“凸”字型结构；两侧支架1的支撑部之间的距离大于或等于铁水包12的外壁最大直径；所述搅拌管3的下管口10为喇叭型结构，并且包覆有耐火层；所述搅拌管3通过旋转接头8与套管2转动连接；所述搅拌管3的外侧壁、位于旋转接头8一端固定有齿圈，旋转电机9下方的输出轴固定有与齿圈匹配的齿轮（说明书附图未示出齿轮与齿圈）；所述套管2的上口与脱硫剂喷管4的脱硫剂出料口之间密封；所述脱硫剂喷管4的脱硫剂出料口位于搅拌管3内；所述氮气管18的出气口19位于脱硫剂喷管4内的脱硫剂出料口位置处。结合图1~图3所示，利用上述的HG铁水脱硫装置进行HG铁水脱硫的方法，包括以下步骤：1）将待脱硫操作的铁水包12周转至搅拌管3的正下方之后，进行铁水取样、测温；2）测温达到脱硫条件后，脱硫剂喷管4在套管2的带动下沿支架1向下移动；3）当搅拌管3的下管口10即将与铁水包12中的铁水液面接触时，打开氮气管18的气阀；4）脱硫剂喷管4在套管2的带动下沿支架1继续向下移动，直至搅拌管3的下管口10和搅拌杆11伸入铁水包12中的铁水内，达到预定插入深度后，启动旋转电机9，使搅拌管3转动；5）打开脱硫剂料仓5的料阀，根据铁水中的含硫量加入脱硫剂，使脱硫剂借助氮气作为载体而进入铁水中；6）关闭脱硫剂料仓5的料阀，并使氮气继续通入铁水内、并保持搅拌杆11的继续搅拌直至完成铁水的脱硫；7）脱硫剂喷管4在套管2的带动下沿支架1向上移动，当搅拌杆11即将离开铁水时关闭旋转电机9，当搅拌管3的下管口10刚离开铁水液面时，关闭氮气管18的气阀；8）脱硫剂喷管4在套管2的带动下沿支架1继续向上移动，直至移动至最高行程处；9）将铁水包12周转至扒渣工位，并通过通过扒渣器14将铁水包12的铁水液面进行扒渣；10）扒渣结束后对铁水包12中的铁水进行取样、测温；11）铁水测温结束后，将铁水包12周转到下一工序。所述步骤3）和步骤4）中，所述氮气管18的氮气流量在90～110Nm3/h的范围内；所述步骤5）中，所述脱硫剂加入的时间在2～3min的范围内；所述步骤5）~步骤7）中，所述氮气管18的氮气流量在50～80Nm3/h的范围内；所述所述步骤4）中，所述搅拌管3的下管口10或搅拌杆11伸入铁水包12中的铁水内距离贴水液面1～1.5米范围内的深度；所述步骤3）~7）中，所述搅拌管3的转速在70～120r/min的范围内；所述步骤1）和步骤11）中，所述铁水包12通过周转小车13进行周转移动。上述的HG铁水脱硫方法中所使用的脱硫剂，包括石灰粉粒、萤石粒和颗粒镁，所述石灰粉粒、萤石粒和颗粒镁的质量份数比为70～90：0～15：0～15；所述石灰粉粒的粒径在0～1.0mm的范围内；所述萤石粒的粒径在0～1.5mm的范围内；所述颗粒镁的粒径在0.5～1.6mm的范围内。结合图2河图3所示，上述的HG铁水脱硫方法中所使用的扒渣器，包括扒渣头15，所述扒渣头15为弧面结构，所述扒渣头5的弧面半径与铁水包12的内壁半径相等；所述扒渣头15通过连接孔16与扒渣器14的操作杆固定连接；所述扒渣头15的下端向弧面的凹面一侧设有翻边17；所述翻边17与扒渣头15之间的夹角在150~175度的范围内。实施例11）将待进行脱硫铁水包12行进至搅拌管3的正下方之后，进行铁水取样、测温；2）测温结束后，脱硫剂喷管4在套管2的带动下沿支架1向下移动；3）当搅拌管3的下管口10即将与铁水包12中的铁水液面接触时，打开氮气管18的气阀，氮气流量为100Nm3/h；3）脱硫剂喷管4在套管2的带动下沿支架1继续向下移动，直至搅拌管3的下管口10和搅拌杆11伸入铁水包12中的铁水内，插入深度为1.25米。同时启动旋转电机9，使搅拌管3转动，并转动到正常工作转速在70~100r/min范围；4）打开脱硫剂料仓5的料阀，根据原始铁水硫含量从上料仓配加550kg脱硫剂（脱硫剂为石灰粒、萤石粒、颗粒镁质量份数比按照75：10：15的配比混合而成，其中石灰粉粒的粒径在0～1.0mm的范围内；所述萤石粒的粒径在0～1.5mm的范围内；所述颗粒镁的粒径在0.5～1.6mm的范围内）。脱硫剂借助氮气作为载体而进入铁水中，脱硫剂加入的时间为2min。从加脱硫剂开始，将氮气流量调整至70Nm3/h左右；5）关闭脱硫剂料仓5的料阀，并使氮气继续通入铁水内、并保持搅拌杆11的继续搅拌直至完成铁水的脱硫；6）脱硫剂喷管4在套管2的带动下沿支架1向上移动，当搅拌杆11即将离开铁水时关闭旋转电机9，当搅拌管3的下管口10刚离开铁水液面时，关闭氮气管18的气阀；7）脱硫剂喷管4在套管2的带动下沿支架1继续向上移动，直至移动至最高行程处；8）将铁水包12周转至扒渣位置；9）将扒渣器14行进至将铁水包12上方，对铁水液面进行扒渣。10）扒渣结束后进行铁水的取样、测温；11）铁水测温结束后，将铁水包周转到下一工序。具体生产过程脱硫数据如表1所示：表1各时间段数据实施例21）将待进行脱硫铁水包12行进至搅拌管3的正下方之后，进行铁水取样、测温；2）测温结束后，脱硫剂喷管4在套管2的带动下沿支架1向下移动；3）当搅拌管3的下管口10即将与铁水包12中的铁水液面接触时，打开氮气管18的气阀，氮气流量为110Nm3/h；3）脱硫剂喷管4在套管2的带动下沿支架1继续向下移动，直至搅拌管3的下管口10和搅拌杆11伸入铁水包12中的铁水内，插入深度为1.35米。同时启动旋转电机9，使搅拌管3转动，并转动到正常工作转速在80~110r/min范围；4）打开脱硫剂料仓5的料阀，根据原始铁水硫含量从上料仓配加600kg脱硫剂（脱硫剂为石灰粒、萤石粒、颗粒镁质量份数比按照75：10：15的配比混合而成，其中石灰粉粒的粒径在0～1.0mm的范围内；所述萤石粒的粒径在0～1.5mm的范围内；所述颗粒镁的粒径在0.5～1.6mm的范围内）。脱硫剂借助氮气作为载体而进入铁水中，脱硫剂加入的时间为3min。从加脱硫剂开始，将氮气流量调整至65Nm3/h左右；5）关闭脱硫剂料仓5的料阀，并使氮气继续通入铁水内、并保持搅拌杆11的继续搅拌直至完成铁水的脱硫；6）脱硫剂喷管4在套管2的带动下沿支架1向上移动，当搅拌杆11即将离开铁水时关闭旋转电机9，当搅拌管3的下管口10刚离开铁水液面时，关闭氮气管18的气阀；7）脱硫剂喷管4在套管2的带动下沿支架1继续向上移动，直至移动至最高行程处；8）将铁水包12周转至扒渣位置；9）将扒渣器14行进至将铁水包12上方，对铁水液面进行扒渣。10）扒渣结束后进行铁水的取样、测温；11）铁水测温结束后，将铁水包周转到下一工序。具体生产过程脱硫数据如表2所示：表2各时间段数据实施例31）将待进行脱硫铁水包12行进至搅拌管3的正下方之后，进行铁水取样、测温；2）测温结束后，脱硫剂喷管4在套管2的带动下沿支架1向下移动；3）当搅拌管3的下管口10即将与铁水包12中的铁水液面接触时，打开氮气管18的气阀，氮气流量为95Nm3/h；3）脱硫剂喷管4在套管2的带动下沿支架1继续向下移动，直至搅拌管3的下管口10和搅拌杆11伸入铁水包12中的铁水内，插入深度为1.3米。同时启动旋转电机9，使搅拌管3转动，并转动到正常工作转速在90~120r/min范围；4）打开脱硫剂料仓5的料阀，根据原始铁水硫含量从上料仓配加600kg脱硫剂（脱硫剂为石灰粒、萤石粒、颗粒镁质量份数比按照75：10：15的配比混合而成，其中石灰粉粒的粒径在0～1.0mm的范围内；所述萤石粒的粒径在0～1.5mm的范围内；所述颗粒镁的粒径在0.5～1.6mm的范围内）。脱硫剂借助氮气作为载体而进入铁水中，脱硫剂加入的时间为3min。从加脱硫剂开始，将氮气流量调整至70Nm3/h左右；5）关闭脱硫剂料仓5的料阀，并使氮气继续通入铁水内、并保持搅拌杆11的继续搅拌直至完成铁水的脱硫；6）脱硫剂喷管4在套管2的带动下沿支架1向上移动，当搅拌杆11即将离开铁水时关闭旋转电机9，当搅拌管3的下管口10刚离开铁水液面时，关闭氮气管18的气阀；7）脱硫剂喷管4在套管2的带动下沿支架1继续向上移动，直至移动至最高行程处；8）将铁水包12周转至扒渣位置；9）将扒渣器14行进至将铁水包12上方，对铁水液面进行扒渣。10）扒渣结束后进行铁水的取样、测温；11）铁水测温结束后，将铁水包周转到下一工序。具体生产过程脱硫数据如表3所示：表3各时间段数据工序时间铁水温度/℃硫含量/%铁水到站13260.049脱硫扒渣后13110.0014转炉出钢后/0.0103当前第1页1 2 3