喷吹注剂搅拌装置的制作方法

本实用新型涉及一种用于铁水预处理，完成铁水单脱硫或者脱硫、脱硅和脱磷工艺的搅拌装置，具体涉及一种喷吹注剂搅拌装置。属于冶金行业，金属冶炼、炉外精炼领域。

背景技术：

在钢铁厂为了提高钢的品质，需要将钢(铁)水中的硫、硅、磷等杂质去掉。根据炼钢工艺的不同流程和产品对成分的不同要求，在铁水进入转炉的冶炼前，进行铁水预处理。在预处理阶段进行单脱硫或脱硫、脱硅、脱磷的预处理。然后在下一个工序进一步降低硫磷含量。铁水预处理已经成为冶炼低硫、低磷钢种必不可少的一个工艺步骤。仅以脱硫为例：目前国内炼钢生产流程中有的KR法——机械搅拌脱硫法和喷吹脱硫法两种工艺。

喷吹法脱硫是将喷枪插入铁水，通过喷枪上的喷口将脱硫剂注入铁水进行脱硫。由于此法动力不足，为了在有限的时间内完成脱硫率，并控制渣量，往往使用金属镁(镁粉或镁粒)做脱硫剂，Mg存储、运输需防爆，成本高且安全性较差。

机械搅拌法以石灰粉为脱硫剂，脱硫时将石灰粉加到铁水表面上，靠搅拌产生的涡流将脱硫剂卷入铁水内部进行脱硫反应。这种设计原理使得脱硫效率取决于搅拌强度，因而提高搅拌转速来加强搅拌强度就成了生产中提高脱硫效率的唯一手段。机械搅拌法的重要作用是改善了脱硫过程的动力学条件，使其相对喷吹法而言提高了脱硫效率，基本实现了用相对价格低廉的脱硫剂达到高效脱硫的目标。因而被越来越多的用户所采用。

机械搅拌法和喷吹法相比一个重要弱点就是温降比较大，脱除剂利用率相对较低。机械搅拌过程中的温降程度和搅拌速度密切相关，搅拌速度越快，铁水散热也就越快。脱硫剂从溜管撒入铁水液面，在下落过程中，一部分极细颗粒被除尘系统抽走，使得脱硫剂加料过程中除尘系统需要减少风量以减少脱硫剂细颗粒被抽走的数量，这就影响了除尘效果；脱硫剂撒在铁水液面，总有脱硫剂无法进入铁水参与反应。被抽走、未进入铁水的脱硫剂是脱硫剂利用率相对较低的主要原因。

综上所述，喷吹与搅拌两种方式都有各自的缺限与不足。寻求一种新的铁水预处理工艺，来达到高效率、低消耗以及节能环保的脱硫、脱硅和脱磷目的，一直是业界努力的目标。

技术实现要素：

鉴于现有技术中存在的上述问题，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种脱除效率高、低能耗且环保的喷吹注剂搅拌装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下技术方案：

喷吹注剂搅拌装置，包括搅拌轴、用于驱动所述搅拌轴转动的驱动机构以及连接在所述搅拌轴下端的搅拌桨，其特征在于：

所述搅拌轴沿其轴向形成有从内到外依次套设的多个介质通道；

所述搅拌桨的轴杆上沿其轴向形成有从内到外依次套设的多个搅介质通道；

其中，所述搅拌轴上的介质通道与所述搅拌桨上的介质通道数量相同并一一对应连通，且位于中心的介质通道在所述搅拌桨的末端形成喷吹口，以用于使脱除剂由经位于中心的介质通道后经所述喷吹口喷出。

优选地，所述搅拌轴上的介质通道为三个并同心设置。

优选地，所述搅拌桨上的介质通道为三个并同心设置。

优选地，所述驱动机构包括电机和减速器，所述电机通过减速器与所述搅拌轴传动连接；所述减速器为输出轴为空心轴的平行轴减速器，以使所述电机的输出轴与所述搅拌轴平行且不同心；并保证搅拌轴的轴端可以通过旋转接头与注剂管连接。

优选地，所述搅拌桨的外面包裹有耐火材料。

优选地，所述喷吹注剂搅拌装置还包括升降轿厢和呈矩阵布置的四根立柱导轨，所述升降轿厢设置于四根所述立柱导轨内并能沿所述立柱导轨上下移动；所述驱动机构和搅拌轴均装设于所述升降轿厢上，并能够在所述升降轿厢的带动下上下移动。

优选地，所述喷吹注剂搅拌装置还包括旋转接头，所述旋转接头的输出端具有与所述搅拌轴的输入端上的介质通道一一对应的介质道。

优选地，所述喷吹注剂搅拌装置还包括连接在所述旋转接头上的注剂软管，所述注剂软管与所述旋转接头的中心的介质通道连通，以通过所述旋转接头向所述搅拌轴的中心的介质通道内注入脱除剂。

优选地，所述注剂软管的两端设置有减磨抗磨弯头。

与现有技术相比，本实用新型的喷吹注剂搅拌装置的有益效果在于：

1、本实用新型融合现今铁水预处理通常采用的机械搅拌与喷吹两种常规技术，将喷吹技术的喷枪以通道的形式植入机械搅拌装置的搅拌轴与搅拌桨内，免去了喷吹技术中的喷枪的升降操作与升降设备，让喷吹和搅拌两种技术无缝结合，优势互补且操作简捷，形成一种全新的喷吹与搅拌相结合的铁水预处理方式。

2、本实用新型的喷吹注剂搅拌装置充分发挥了传统喷吹和机械搅拌方法的优点，克服传统方法各自的不足。为解决现有铁水脱硅脱磷工艺处理周期长、污染和铁水温降大的问题，提供了可行的、有利的技术支撑。

3、由于本实用新型可以在传统机械搅拌装置上进行改造，因此，可以以较小的投资实现对现有铁水预处理装置的改造。也就是说本实用新型具有广泛的产业利用价值。

附图说明

图1为本实用新型实施例的喷吹注剂搅拌装置的结构示意图。

图2为图1中A部分的放大图。

图3为图1中B部分的放大图。

图4为本实用新型实施例的喷吹注剂搅拌装置用于单脱硫系统的示意图。

图5为本实用新型实施例的喷吹注剂搅拌装置用于脱硫、脱硅、脱磷三脱系统的示意图。

附图标记说明

1-搅拌轴；2-搅拌桨；3-喷吹注剂通道；4-冷却剂进入通道；5-冷却剂排出通道；6-喷吹口；7-电机；8-空心输出轴；9-减速器；10-耐火材料；11-升降轿厢；12-立柱导轨；13-旋转接头；14-冷却剂进入口；15-冷却剂排出口；16-注剂软管；17-减磨抗磨弯头；18-铁水罐；19-喷吹罐；20-脱除剂仓。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细描述，但不作为对本实用新型的限定。

本实用新型实施例公开的一种喷吹注剂搅拌装置，可应用于铁水预处理，例如铁水的脱硫、脱硅、脱磷等预处理，下面的实施例将以应用于铁水预处理为例进行说明。

如图1至图3所示，本实用新型实施例的喷吹注剂搅拌装置，其包括搅拌轴1、用于驱动搅拌轴1转动的驱动机构以及连接在搅拌轴1下端的搅拌桨2，搅拌轴1沿其轴向形成有从内到外依次套设的多个介质通道；搅拌桨2的轴杆上沿其轴向形成有从内到外依次套设的多个介质通道；其中，搅拌轴1上的介质通道与搅拌桨2上的介质通道数量相同并一一对应连通，且位于中心的介质通道在搅拌桨2的末端形成喷吹口6，以用于使脱除剂(例如脱硫剂、脱硅剂和/或脱磷剂)由两个位于中心的介质通道并经喷吹口6喷出。

本实用新型实施例的喷吹注剂搅拌装置通过在搅拌轴1和搅拌桨2内分别植入多个通道，即，把喷注技术植入搅拌技术的核心部件搅拌轴1的中心，给搅拌桨2赋予了搅拌与注料双重功能，最大限度的保持了装置结构的简单可靠和操作便捷。从而实现喷吹注剂与机械搅拌相结合形成用于铁水预处理的新工艺。本实用新型实施例将喷注技术引入搅拌装置，使搅拌装置大幅度降低脱除剂的损耗；脱除剂直接注入铁水罐18底部并利用搅拌桨2搅拌，脱除剂与铁水接触与交流时间增加，充分有效的提高了脱除剂的脱除效率，缩短铁水预处理时间，减少铁水温度损失。

在一个实施例中，如图1和图2所示，搅拌轴1上端面共设置三个介质通道入口，且该三个介质通道同心设置，从内到外依次为喷吹注剂通道3、冷却介质进入通道4和冷却介质排出通道5，冷却介质可以根据实际需要选用，本实施例中的冷却介质采用压缩空气，冷却介质进入通道4和冷却介质排出通道5又可以分别称为冷却气进入通道和冷却气排出通道。

在一个实施例中，搅拌桨2上也设有三个介质通道，且该三个介质通道呈同心设置，从内到外依次为喷吹注剂通道3、冷却介质进入通道4和冷却介质排出通道5。

上述的冷却介质进入通道4用于通入冷却介质，以对搅拌轴1和搅拌桨2进行冷却，冷却后的冷却介质从冷却介质排出通道5排出。本实施例中，为了简化结合，以方便操作，搅拌轴1上的三个介质通道和搅拌桨2上的三个介质通道从内到外分别一一对应设置并连通。此时，只需要共同设置一个冷却介质进入口14和一个冷却介质排出口15即可。

在一个实施例中，如图1和图3所示，驱动机构包括电机7和减速器9，电机7通过减速器9与搅拌轴1传动连接；本实施例的减速器9为平行轴减速器9，即，减速器9的空心输出轴8和输入轴平行，以使电机7与搅拌轴1平行且不同心，参见图3，从而使电机7偏离搅拌轴1，让出搅拌轴1上方的空间，方便从搅拌轴1的上端将脱除剂注入喷吹注剂通道3，以使脱除剂能顺畅的流经喷吹注剂通道3并经喷吹口6喷入至铁水中，即喷吹注剂通道3的上端贯通至搅拌轴1的上端。

为了提高搅拌桨2的使用寿命，防止高温铁水对搅拌桨2造成损坏，本实施例的搅拌桨2的外面包裹有耐火材料10。同时在搅拌桨2的末端(底部)用耐火材料10将喷吹口6保护起来，以防止喷吹口6被高温熔蚀。

在本实用新型的一个实施例中，如图1所示，喷吹注剂搅拌装置还包括升降轿厢11和呈矩阵布置的四根立柱导轨12，升降轿厢11设置于四根立柱导轨12内并能沿立柱导轨12上下移动；驱动机构和搅拌轴1均装设于升降轿厢11上，并能够在升降轿厢11的带动下上下移动，以使搅拌轴1能够带动搅拌桨2上下移动，而插入至铁水中，以及从铁水中提出。

在本实用新型的一个实施例中，如图1和图3所示，喷吹注剂搅拌装置还包括旋转接头13，旋转接头13内具有从内到外依次套设且与搅拌轴1上的三个介质通道一一对应连通的三个介质通道。位于中心的介质通道为直通式通道，用于通入脱除剂，位于外侧的两个介质通道采用径向进入的方式，其中一个用于通入冷却介质，另一个用于排出冷却介质，并在径向上分别形成冷却介质进入口14和冷却介质排出口15。

需要说明的是：搅拌轴1上的三个介质通道可全部从轴端，沿轴向进入搅拌轴1；也可以两个介质通道从轴端沿轴向进入搅拌轴1，另外一个介质通道从轴端附近，径向进入搅拌轴1；还可以仅一个位于中心的介质通道从轴端沿轴向进入搅拌轴1，而另外两个介质(冷却)通道从轴端附近沿径向进入搅拌轴。上述各介质通道均贯穿搅拌轴的下端。以上三种情况的搅拌轴上的进出冷却气的介质通道均是不通的，需要通过搅拌桨(连通)形成冷却回路。

另外，旋转接头13除了可以具有三个介质通道的情况外，还可以仅具有一个介质通道或两个介质通道；当搅拌轴的三个介质通道都从轴端沿轴向进入搅拌轴1时，可以选用具有三个介质通道的旋转接头13；当搅拌轴1的两个介质通道从轴端沿轴向进入搅拌轴1，而另外一个介质通道从轴端附近沿径向进入搅拌轴1时，可以选用具有二个介质通道的旋转接头13；当搅拌轴1的一个介质通道从轴端沿轴向进入搅拌轴1，而另外两个介质通道从轴端附近沿径向进入搅拌轴1时，可以选用具有一个介质通道的旋转接头13。

继续结合图1，在一个实施例中，喷吹注剂搅拌装置还包括连接在旋转接头13上的注剂软管16，注剂软管16与旋转接头13的位于中心的介质通道连通，以通过旋转接头13向喷吹注剂通道3内通入脱除剂。为了方便软管根据需要转换方向，注剂软管16两端以及喷吹罐19输出端至旋转接头13注剂入口物料输送管各拐弯处均设置有减磨抗磨弯头17。

本实用新型实施例的喷吹注剂搅拌装置将喷吹技术的喷枪以通道的形式植入搅拌轴1与搅拌桨2内，免去了喷吹技术中的喷枪的升降操作与升降设备，让喷吹和搅拌两种技术无缝结合，优势互补且操作简捷，形成一种全新的喷吹与搅拌相结合的铁水预处理方式。其利用喷吹技术将脱除剂直接喷注入铁水内，具有全程无泄漏，对环境污染少的优势；机械搅拌技术可为铁水预处理创造良好的动力学条件，可使用价格低廉的脱除剂，实现理想的脱除效果。因此，其具有可降低搅拌力度、减少搅拌时的振动、减少铁水温度损失、减少脱除剂的损耗、减少废渣量、降低生产成本等众多的技术优势。

另外，本实用新型实施例的喷吹注剂搅拌装置诠释了对传统的铁水预处理工艺的促进与完善。为解决现有铁水脱硅、脱磷工艺处理周期长、污染和铁水温降大的问题，提供了可行的、必要的技术支撑。

本实用新型实施例的喷吹注剂搅拌装置既可以应用于单脱系统，即仅脱除一种杂质，也可以应用于多脱系统，即可同时或分别脱除多种杂质(如分别或同时脱除硫、硅或磷等)。

如图4所示，其示出了本实用新型实施例的喷吹注剂搅拌装置用于单脱硫系统的情况，在该单脱系统中，除了包括本实用新型实施例的喷吹注剂搅拌装置外，还包括脱除剂供料系统，脱除剂供料系统包括一个喷吹罐19和一个脱除剂仓20，喷吹罐19与注剂软管16连接，用于向注剂软管16内输送高压脱除剂，脱除剂仓20与喷吹罐19连接用于为喷吹罐19提供脱除剂。

如图5所示，其示出了本实用新型实施例的喷吹注剂搅拌装置用于脱硫、脱硅、脱磷三脱系统的情况，在该三脱系统中，示出了三个喷吹罐19和与三个喷吹罐19一一对应连接的三个脱除剂仓20，以分别向三个不同的喷吹罐19内提供三种不同的脱除剂，三个喷吹罐19分别与注剂软管16连接，可以将三个喷吹罐19内的三种脱除剂同时输送至注剂软管16，并通过注剂软管16集中到一起再经喷吹注剂通道3注入铁水中，以实现铁水的三脱除预处理。当然，也可以根据需要，选择性的开启其中一个或两个喷吹罐19的阀门，向注剂软管16内输送一种或两种脱除剂，而实现铁水单脱或双脱的预处理。

本实用新型实施例在进行脱除操作时，参见图1、图4和图5，先使升降轿厢11下降，升降轿厢11带动搅拌轴1和搅拌桨2一起下降，将搅拌浆插入铁水罐18的铁水中，搅拌桨2进入铁水前开始喷吹，搅拌桨2进入铁水后开始注剂与搅拌。当搅拌桨2插入到指定深度后，升降轿厢11停止下降。喷吹注剂完成后搅拌停止，升降轿厢11上升将搅拌桨2提出铁水后喷吹停止，即完成一次铁水的脱除预处理。

本实用新型的代表性实施例得到了详细的描述。这些详细的描述不用于对本实用新型的范围进行限制。本领域技术人员可以在本实用新型的实质和保护范围内，对本实用新型做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本实用新型的保护范围内。因此，在前述详细描述中的特征的结合不是必要的用于在最宽广的范围内实施本实用新型，并且可替换地仅对本实用新型的特别详细描述的代表性实施例给出教导。此外，为了获得本实用新型的附加有用实施例，在说明书中给出教导的各种不同的特征可通过多种方式结合，然而这些方式没有特别地被例举出来。