一种带机械搅拌的浸入式脱硫装置的制作方法

本发明涉及一种带机械搅拌的浸入式脱硫装置，属于铁水预处理技术领域。

背景技术：

硫是钢铁产品中(除含硫钢之外)的主要有害元素之一，铁水作为钢水冶炼的主要原料，其成分在一定程度上影响着钢的质量。随着市场对钢材质量要求的不断提高，对钢材的高强度、低温韧性、冷加工成型性和焊接性能的要求愈来愈苛刻。为满足市场的这一要求，世界各国的钢铁工业都在努力地通过降低钢中的硫来提高钢材的质量。

目前，铁水脱硫主要是采用机械搅拌法和喷粉法，其中，机械搅拌法面临着脱硫效率低，温降严重的问题，但是动力充足；喷粉法动力学条件不足，但是脱硫速度快，脱硫效率高。由于两种方法各有优缺点，对两种脱硫方法的改进一直得到国内外钢铁企业的广泛关注。

中国专利公告号cn203976850u介绍了一种喷吹搅拌复合式铁水预处理脱硫装置，包括上料系统、升降系统和铁水盛送系统，增设喷吹系统、搅拌系统及铁水包盖；所述喷粉搅拌器由喷粉管、保护套及搅拌桨组成，在喷粉通道下端设有2个倒“v”行分布的喷出口，各部分紧密相连，组成一个整体，在搅拌的同时，利用载气将粉剂从喷粉管喷入铁水中，该装置增加了脱硫率，也减少了铁水温降。虽然该装置具有机械搅拌工艺和喷粉工艺的优点，但是整体拆卸不方便，若一部分出问题，则整个喷粉搅拌器都需换掉，成本相对较高。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种带机械搅拌的浸入式脱硫装置，可使粉剂的利用率得到极大的提高，并可以根据钢种在较短的处理时间内实现深度脱硫。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种带机械搅拌的浸入式脱硫装置，其包括浸入式喷枪和机械搅拌器，所述浸入式喷枪插入所述机械搅拌器中心的镂空处，其中，所述浸入式喷枪包括喷枪法兰连接件和与之连接的喷枪枪体，喷枪法兰连接件设于喷枪腔体的上端，喷枪法兰连接件的中央设有粉剂入口，喷枪腔体的中央为空腔，喷枪腔体的下端设有喷剂出口，粉剂入口与喷枪腔体的空腔及喷剂出口连通设置，所述喷剂出口位于所述机械搅拌器的下端，所述喷枪法兰连接件用于连接输料设备；

所述机械搅拌器包括搅拌器法兰连接件、搅拌轴和搅拌叶片，所述搅拌器法兰连接件与搅拌轴固定相接，所述搅拌轴的下端固定连接搅拌叶片，所述搅拌器法兰连接件用于连接搅拌设备。

如上所述的脱硫装置，优选地，所述喷枪法兰连接件与喷枪腔体设为一体形成，或采用内螺纹和外螺纹连接在一起。

如上所述的脱硫装置，优选地，所述喷剂出口设有多个，并喷枪腔体末端的圆周方向均匀分布。

如上所述的脱硫装置，优选地，所述喷剂出口设有2～12个。

如上所述的脱硫装置，优选地，所述搅拌叶片包括多个在搅拌轴的圆周方向均匀分布的叶片。

如上所述的脱硫装置，优选地，所述叶片设有2～12个。

如上所述的脱硫装置，优选地，所述叶片的形状可设为方形、波浪形或v型，所述叶片与搅拌轴固定连接时，叶片与搅拌轴呈45°～90°设置。

如上所述的脱硫装置，优选地，所述搅拌轴和搅拌叶片的外层设有耐火材料层。

如上所述的脱硫装置，优选地，所述喷枪枪体的外侧壁与搅拌器中心镂空内壁距离设在2cm～50cm之间。

如上所述的脱硫装置，优选地，所述搅拌器法兰连接件的上端内侧壁设有一凹槽，所述凹槽直径大于喷枪法兰连接件的直径5cm～10cm，高度高于喷枪法兰连接件的高度3cm～8cm，以保证搅拌器法兰与搅拌设备对接。

在铁水预处理过程中，粉剂利用率与粉剂上浮时间密切相关，而粉剂上浮时间和粉剂的上浮路径相关，对于喷吹法粉剂上浮路径可看作从喷枪出口到铁水包表面，这造成粉剂在铁水中停留时间较短，而且粉剂只被使用一次。本发明的带机械搅拌的浸入式脱硫装置，冲喷枪末端喷出的脱硫剂向下，由机械搅拌产生的搅拌能量使铁水能够向下流动，正好由搅拌带动脱硫剂进入到铁水的深处，使得粉剂在铁水中的上浮时间增加。因此在喷粉的同时进行机械搅拌，可使粉剂的利用率得到极大的提高，并可以根据钢种在较短的处理时间内实现深度脱硫。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：

本发明的带机械搅拌的浸入式脱硫装置，包括浸入式喷枪和机械搅拌装置，两部分相互独立，互不干扰；可保证浸入式喷吹时，熔池获得搅拌器的充分混匀搅拌、利用喷吹粉剂分散和增加停留时间，极大强化脱硫过程的动力学条件，且本发明装置制作成本低廉，脱硫剂的利用率有效提高，取得理想脱硫效果。

本发明装置拆卸安装方便，方便更换与维修，成本低。

附图说明

图1为浸入式喷枪的结构示意图；

图2为机械搅拌器的结构示意图；

图3为本发明一优选联合机械搅拌的浸入式喷粉脱硫装置的结构示意图。

【附图标记说明】

1：粉剂入口；

2：喷枪法兰连接件；

3：搅拌器法兰连接件；

4：搅拌轴；

5：耐火材料层；

6：搅拌叶片；

7：粉剂出口；

8：喷枪抢体。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

实施例1

一种带机械搅拌的浸入式脱硫装置，包括有浸入式喷枪和机械搅拌器，浸入式喷枪插入机械搅拌器中心的镂空处，如图1所示浸入式喷枪包括喷枪法兰连接件2和喷枪枪体8，喷枪法兰连接件2设于喷枪腔体8的上端，喷枪法兰连接件2与喷枪腔体8可一体形成，也可采用内螺纹和外螺纹连接在一起，喷枪法兰连接件2的中央设有粉剂入口1，粉剂入口1连通喷枪枪体8，喷枪腔体8的中央为空腔，在喷枪枪体8的末端设有粉剂出口7，且喷剂出口7位于机械搅拌器的下端，即粉剂入口1与喷枪枪体8及粉剂出口7连通，喷枪法兰连接件2可与通喷枪枪体8一体合成。粉剂出口7可设有多个，一般可设有2-12个。多个粉剂出口7在喷枪枪体8的末端在圆周方向均匀分布。均匀设置可使粉剂喷出时，均匀喷出，均匀混料。喷剂出口7位于机械搅拌器的下端，使粉剂容易喷出。

如图2所示，机械搅拌器包括搅拌器法兰连接件3、搅拌轴4和搅拌叶片6，搅拌器法兰连接件3与搅拌轴4固定相接，搅拌轴4的下端固定连接搅拌叶片6，搅拌叶片6由2-12个在搅拌轴的圆周方向均匀分布的叶片组成。搅拌器法兰连接件3和搅拌轴4的中央设为镂空的，用于将喷枪枪体8穿过，

在搅拌轴和搅拌叶片的外层设有耐火材料层5。耐火材料层5能有效保护搅拌轴和搅拌叶片，使设备的使用寿命延长，且不会改变铁水的材料的配料比。

叶片的形状可设为方形、波浪形或v型，叶片与搅拌轴固定连接时，叶片与搅拌轴呈45°～90°设置。

如图3所示，浸入式喷枪可以从搅拌器中心的镂空处抽出或插入，喷枪枪体的外侧壁与搅拌器中心镂空内壁距离在2cm-50cm之间，保证搅拌器转动时对喷枪无影响，保持喷枪固定状态。

本发明装置可保证浸入式喷吹时，熔池获得搅拌器的充分混匀搅拌，极大强化过程的动力学条件，本喷枪制作成本低廉，可取得脱硫理想效果。

喷枪法兰连接件2设置在浸入式喷枪的顶部，用于将浸入式喷枪与输料设备对接。

搅拌器法兰连接件3设置在机械搅拌器的顶端，搅拌器法兰连接件3的上端内侧壁设有一凹槽，凹槽直径大于喷枪法兰连接件2的直径5cm～10cm，高度高于喷枪法兰连接件2的高度3cm～8cm，以保证搅拌器法兰3与搅拌设备对接。搅拌器法兰连接搅拌设备，由搅拌设备带动使搅拌轴旋转，连带搅拌叶片旋转，使得液体处于搅拌状态。

本发明装置在使用中的处理过程：

高炉铁水用铁水罐运输车运输到炼钢车间。然后铁水罐放置在脱硫工位倾翻台车上并运送到铁水脱硫处理位，铁水包进入扒渣处理工位后，倾倒一定角度，进行扒渣，扒完前渣后将铁水罐移动至脱硫处理工位。

开启升降装置，在plc和二级系统控制下，将搅拌器和喷枪下降到距离铁水液面上方2～10cm处，开启高压气源，喷入惰性气体。

开启加料开关，使粉剂在载气的带动下，通过浸入式喷枪进入铁液中。

开启搅拌装置，将机械搅拌器和浸入式喷枪下降到工作位置，并逐渐增加搅拌器转速和粉剂喷入速度，直到达到工作所需数值，搅拌的过程中机械搅拌器可上下升降，脱硫过程中浸入式喷枪的浸入深度可上升或下降，喷枪出口最高应低于搅拌器下沿。历时2～6分钟完成脱硫处理。

当脱硫结束，进行测温取样，若硫含量没达到目标值，则进行二次脱硫操作，若达到目标值，则喷枪应与搅拌器一同从钢液中抽出，并转动搅拌器，避免喷枪和搅拌器中心镂空内壁之间产生有渣的固结并进行搅拌头的清洁。在离开铁水后，停止转动搅拌器并停止吹气，

扒后渣，吊铁水包，向转炉兑铁水炼钢。

整个处理周期20～40分钟，完成铁水脱硫工序工作。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明做其它形式的限制，任何本领域技术人员可以利用上述公开的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。