一种粒料喷吹装置及方法与流程

本发明涉及铁水的冶炼技术领域，具体来说，是指一种粒料喷吹装置及方法。

背景技术：

为生产出高品质具有竞争力的钢铁产品，要求铁(钢)水成分中杂质含量越低越好。但在冶炼铁水过程中，往往受到原料条件及其他因素的限制，导致铁水中杂质含量过高。比如，高炉冶炼过程中高温及环流的铁水会对高炉炉缸造成侵蚀。为防止炉缸烧穿、确保高炉安全生产，在炉缸水温差或热电偶温度升高后通常会采用加钛护炉的方式进行冶炼。这必然导致铁水中钛含量的升高，铁水中钛含量过高，在后道炼钢工序中不仅会造成喷溅，而且铁水中的钛与碳、氧或者氮等元素具有很强的亲和力，很容易相互结合生成细小的二氧化钛、氮化钛或者碳化钛等夹杂物。这些细小的夹杂物会显著地降低钢材的洁净度，对生产高品质的钢材造成较大影响。

因此，如何有效的脱除铁水中的钛元素，使铁水中的钛含量降低到需求的范围，避免后道炼钢工序中铁水的喷溅，提高钢材的洁净度，是本技术领域的技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，第一方面，提供一种粒料喷吹装置，以解决如何有效脱除现有技术中冶炼铁水含有的杂质元素的技术问题。

本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：

一种粒料喷吹装置，包括料仓、送料器以及喷吹通道，其中：

所述料仓内装填有粒料，所述料仓的出口与送料器的入口连通；

所述喷吹通道的入口连通有进气通道，所述喷吹通道的出口朝向铁水，所述送料器的出口连通于喷吹通道的入口与出口之间；

所述送料器将料仓内的粒料输送至喷吹通道，所述进气通道内输入气体将粒料沿喷吹通道喷吹至铁水内。

在上述技术方案的基础上，该粒料喷吹装置还可以做如下的改进。

可选的，所述料仓上设置有密封盖，所述密封盖与料仓形成的整体式封闭箱体上分别设置有通气口与出料口，所述通气口内输入气体将粒料从出料口输送至送料器内。

可选的，所述送料器包括相连接的驱动电机与螺旋叶片，所述料仓通过法兰连通有送料管，所述驱动电机设置于送料管上，所述螺旋叶片设置于送料管内，所述粒料从料仓输送至螺旋叶片上，所述送料管与喷吹通道连通。

可选的，所述送料管的出口连通有弯管，所述螺旋叶片出料端延伸至弯管的入口，所述弯管的出口连通于喷吹通道的入口与出口之间，所述弯管的出口沿喷吹通道内气体的喷吹方向倾斜于喷吹通道。

可选的，所述喷吹通道呈l形结构，所述喷吹通道在拐点位置呈圆弧形状，所述喷吹通道的出口垂直于铁水的流动方向。

可选的，所述喷吹通道出口的管壁上设置有除尘罩，所述除尘罩上连通有除尘管，所述除尘管连通有除尘设备。

可选的，所述除尘罩呈喇叭形结构，所述喇叭形结构的开口面积不小于喷吹通道出口面积的10倍。

可选的，所述料仓、送料器以及喷吹通道的材质均为不锈钢，所述喷吹通道的直径不小于30mm。

第二方面，本发明还提供一种粒料喷吹方法，使用上述的粒料喷吹装置，包括以下步骤：

s1、将粒料喷吹装置的喷吹通道设置于铁水的上方；

s2、将粒料装填于料仓内；

s3、启动送料器将粒料从料仓输送至喷吹通道；

s4、通过进气通道内的气体将粒料沿喷吹通道喷吹至铁水内。

在上述技术方案的基础上，该粒料喷吹方法还可以做如下的改进。

可选的，所述进气通道内的气体采用压缩空气，所述进气通道内的气体压力不小于1.5公斤。

与现有技术相比，本发明提供的粒料喷吹装置具有的有益效果是：

本发明通过粒料喷吹装置能够向铁水中喷吹粒料，使粒料与铁水中的杂质元素进行氧化或者还原反应，从而达到脱除铁水中杂质元素的目的。由于粒料的堆比重很大，本发明通过料仓、送料器以及喷吹通道将粒料以喷吹的方式输送进铁水中，不仅能够提高粒料喷吹的工作效率，同时还使得粒料能够深入到铁水内，使粒料与杂质元素进行充分的氧化或者还原反应，保证了杂质元素脱除的有效性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明粒料喷吹装置的结构示意图；

图2是本发明粒料喷吹方法的流程图。

图中：

1—通气口；2—密封盖；3—料仓；4—法兰；5—出料口；6—驱动电机；7—螺旋叶片；8—送料管；81—弯管；9—进气通道；10—喷吹通道；11—除尘管；12—除尘罩。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全面的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

实施例1：

一种粒料喷吹装置，如图1所示，包括料仓3、送料器以及喷吹通道10。料仓3的顶部设置有密封盖2，使密封盖2与料仓3形成整体式封闭箱体结构。密封盖2与料仓3之间可以通过若干法兰盘相连接，同时在密封盖2与料仓3之间设置密封圈实现密封功能。在密封盖2上设置有通气口1，在料仓3的底部设置有出料口5。料仓3内装填有粒料，在通气口1内通过输入气体能够将粒料从出料口5输送至送料器内。当然，根据实际生产需要，通气口1与出料口5还可以设置于整体式封闭箱体结构的其它部位。例如，通气口1与出料口5还可以均设置于料仓3的侧壁上。

如图1所示，送料器包括驱动电机6与螺旋叶片7，驱动电机6可以选用步进电机、伺服电机或者减速电机等，螺旋叶片7可以选用有轴螺旋叶片或者无轴螺旋叶片。出料口5通过法兰4连通有送料管8，驱动电机6安装于送料管8的一端，螺旋叶片7安装于送料管8内，驱动电机6的输出轴与螺旋叶片7相连接。送料管8的另一端与喷吹通道10连通。当粒料从出料口5输出时，直接掉落在螺旋叶片7上，驱动电机6驱动螺旋叶片7转动将粒料输送至喷吹通道10内。

特别地，如图1所示，送料管8的出口连通有弯管81，螺旋叶片7的出料端延伸至弯管81的入口，使粒料能够快速的从弯管81内滑入喷吹通道10内，防止粒料堵塞送料管8。弯管81的出口连通于喷吹通道10的入口与出口之间，弯管81的出口沿喷吹通道10内气体的喷吹方向倾斜于喷吹通道10，能够防止喷吹通道10内的气体倒灌进入弯管81中。

可以理解的是，送料器并不局限于上述结构形式，根据实际生产的需要，送料器还可以设计为传送带的结构形式。即在料仓3与喷吹通道10之间设置皮带、传送辊或者传送槽等传送机构，同样能够使粒料输送至喷吹通道10内，并且适用于料仓3与喷吹通道10之间的远距离传送功能。根据实际的生产，料仓3也可以不必设置为密封盖2与通气口1的结构形式，料仓3还可以设计为敞开式料斗的结构形式，在料仓3的出料口5位置设置通过电机驱动转动的叶片，同样能够使粒料输送至送料管8内。同时，为了便于控制粒料的出料量，本发明还可以在出料口5内设置相应的电磁阀，用于控制粒料是否出料或者控制粒料出料量的大小。当然，料仓3还可以连接斜坡传送带，使粒料能够沿斜坡传送带自动输送至料仓3内，从而实现料仓3自动装填粒料的功能。

如图1所示，喷吹通道10整体呈l形结构，在喷吹通道10的入口连通有进气通道9，喷吹通道10的出口朝向铁水。喷吹通道10在l形结构的拐点位置呈圆弧形状，以便于吹出粒料。喷吹通道10的出口垂直于铁水的流动方向。当然，喷吹通道10整体也可以呈c形或者u形结构，使喷吹通道10的出口倾斜于铁水的流动方向。

特别地，料仓3、送料管8以及喷吹通道10的材质均为不锈钢。当然，料仓3、送料管8以及喷吹通道10也可以采用耐火材料砌筑而成，或者在不锈钢的内外涂覆耐火涂料，均能有效提高料仓3、送料管8以及喷吹通道10的耐热性、耐磨性，提高使用寿命。送料管8与喷吹通道10的直径不小于30mm，以避免粒料堵塞送料管8与喷吹通道10。

使用时，向料仓3内装填粒料，通过通气口1向料仓3内注入气体。粒料在重力作用下从出料口5输送至螺旋叶片7上，同时气体将粒料压送至螺旋叶片7上。驱动电机6带动螺旋叶片7转动将粒料输送至喷吹通道10，进气通道9内通过输入气体将粒料沿喷吹通道10喷吹至铁水内。螺旋叶片7能够将密实状态的粒料搅拌为松散状态的粒料，使气体更容易对粒料进行喷吹，解决了气力喷吹困难的问题，使粒料不会卡阻在送料管8中。本发明能够使粒料在进气通道9内气体的喷吹作用下吹入铁水内部，而不至于粒料浮在铁水上，从而使粒料与铁水中的杂质元素进行充分的氧化或者还原反应，达到脱除铁水中杂质元素的目的。同时，通过调节驱动电机6的转速能够调节粒料输送的速率，通过调节进气通道9内气压的大小能够保持气体稳定的流速，从而使粒料以稳定的速度喷向铁水。

以铁水脱钛为例，可以选用钢铁厂内含有氧化铁的物料作为粒料进行氧化脱除，如氧化铁皮、烧结返矿等不能直接输入高炉冶炼的筛下物或者固废。但是这些筛下物或者固废堆比重范围一般在1.5-3.0t/m³，而粒度范围在0-20mm，还存在粒度小于1mm的粉质，粉质的比例不大于20％。如果通过人工将这些筛下物或者固废铲入铁水中，不但不符合操作规程，而且工作效率极低。本发明提供的喷吹装置不仅能够将堆比重很大的粒料通过喷吹的方式以稳定的气力输送至铁水中，而且通过螺旋叶片7搅散筛下物或者固废。既利用了钢铁厂内的废气物料，避免了增加额外的成本，达到了铁水脱钛的目的，同时也避免了喷吹装置容易堵塞的问题。当然，根据需要脱除铁水中杂质元素的不同，还可以利用本发明的粒料喷吹装置喷吹其余粒料，用于脱除铁水中其它的杂质元素。

如图1所示，由于粒料中还含有不少的粉尘，即比例不大于20％但粒度小于1mm的粉质。为了防止粒料在喷吹过程中粉尘扩散而污染环境，本实施例在喷吹通道10出口的管壁上设置有除尘罩12。除尘罩12呈喇叭形结构，喇叭形结构的开口面积不小于喷吹通道10出口面积的10倍，使除尘罩12能够收集粒料喷吹后所形成的粉尘扬尘。在除尘罩12上连通有除尘管11，除尘管11连通有除尘设备，使除尘设备能够清理掉除尘罩12内的粉尘扬尘。当然，除尘罩12的形成还可以设计为长方形或者圆弧形等结构形式。除尘设备可以选用布袋除尘器、水膜除尘器或者电除尘器等除尘设备。

实施例2：

本发明还提供一种粒料喷吹方法，如图1与图2所示，使用上述的粒料喷吹装置。首先，将粒料喷吹装置的喷吹通道10设置于铁水的上方。然后打开密封盖2，将粒料装填进入料仓3内。盖上密封盖2后，打开通气口1、进气通道9以及除尘管11，启动驱动电机6带动螺旋叶片7转动。粒料由料仓3内经出料口5、螺旋叶片7、送料管8、喷吹通道10后，被喷吹至铁水内。喷吹时产生的粉尘扬尘由除尘罩12收集后由除尘管11排入除尘设备中。

特别地，通气口1与进气通道9内的气体采用压缩空气。进气通道9内的气体压力不小于1.5公斤。

本发明的粒料喷吹方法提供了一种铁水脱除杂质元素的方法，通过将粒料喷吹装置设置于炼铁铁沟或者铁水运输过程中的铁水上方，能够使粒料喷吹装置将粒料喷吹至铁水内，避免了如铁水中钛含量引起的后道炼钢工序中铁水喷溅等，提高了钢材的洁净度。同时，本发明的粒料喷吹装置使得粒料稳定连续的喷吹，粒料与铁水的反应均匀，同时还能减少环境的污染，适于工业推广运用。

实施例3：

如图1与图2所示，向料仓3内装入10t的烧结矿返矿，烧结矿返矿的粒度小于5mm，较均匀，堆比重大约1.9t/m³，进气通道9中气体的压力设定为3.5公斤，螺旋叶片7输送粒料的速度设定为20kg/s。从喷吹开始到喷吹结束，总计用时大约10分钟，实现了粒料稳定连续的气力输送，且无粉尘扬尘的污染。

实施例4：

如图1与图2所示，向料仓3内装入20t的烧结矿返矿，烧结矿返矿的粒度小于5mm，较均匀，堆比重大约1.9t/m³，进气通道9中气体的压力设定为3公斤，螺旋叶片7输送粒料的速度设定为10kg/s，从开始喷吹到喷吹结束，总计用时大约30分钟，实现了粒料稳定连续的气力输送，且无粉尘扬尘的污染。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。