一种喂镁线脱硫装置及方法与流程

本发明属于钢铁冶炼技术领域，尤其涉及一种喂镁线脱硫装置及方法。

背景技术：

铁水预脱硫是指铁水兑入炼钢炉之前，脱除其中硫的铁水预处理工艺。铁水预脱硫可以降低连铸坯表面裂纹和内部偏析、提高钢的冲击韧性和塑性、提高钢的焊接性能和耐蚀性能等。

目前国内外冶金行业铁水脱硫常用的方法有kr法、喷吹镁粉法和喂镁线脱硫法。kr法通过机械搅拌将脱硫剂卷入铁水，脱硫反应动力学条件好，深脱硫效果好，脱硫渣干稠易扒除、不易返硫；主要缺点是设备复杂、需二次扒渣、铁水温降大等。喷吹镁粉法是用喷枪以惰性气体为载体，将镁粉与气体混合吹入铁水深部，以搅动铁水与镁粉充分混合的脱硫方法，该法可以在鱼雷罐车或铁水包内处理铁水；主要缺点是镁的活性很高，极易氧化，需表面钝化处理后才能安全运输、储存和使用，设备复杂、造价高，铁水温降大。喂镁线脱硫法是通过喂丝机将镁线从铁水上方插入到铁水中，镁在高温下发生液化、气化并溶于铁水中，与硫发生反应，形成固态的硫化镁聚集成渣。这种方法设备简单、造价低，但是镁线在未到达钢水深部就开始气化上浮，导致脱硫反应不充分，并且脱硫过程铁水喷溅严重。

为了解决喂镁线脱硫法存在的问题，一些技术人员对现有喂线机进行了改进，主要是在末端增加了喂线枪，并在喂线过程中对钢液吹入保护气体。中国专利(公开号：cn1851003a，公开日期：2006年10月25日)公开了一种高吸收率喂镁线脱硫的方法及其专用装置，通过移置入铁水中护镁线管道将镁线喂入到铁水深处，同时在护镁线管道中吹入一定压力的氮气，护镁线管道的末端是喷枪管，其外层附加有耐火材料层。该装置使得镁线在受保护的情况下进入铁水深处，镁的收得率高，同时氮气能够促进脱硫反应均匀进行的作用。但其缺点是在高温铁水中喷枪管外层的耐火材料层烧损严重，降低喷枪管使用寿命，生产成本高；同时插入铁水深处的喷枪管会导致铁水温降大；同时喷入的氮气还会与镁反应消耗掉一部分镁。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种喂镁线脱硫装置及方法，喂丝装置和搅动装置将镁线按自定义的角度和旋转角速度喂入到铁水包进行预脱硫处理，具有增加镁在铁水中的传输及均匀性、提高镁的收得率、减少铁水喷溅的优点。

一种喂镁线脱硫装置，包括喂线装置、可旋转的搅动装置，搅动装置设置在喂线装置和铁水包之间，喂线装置的导管出口对准搅动装置的入口，搅动装置的出口对准铁水包的入口；所述搅动装置包括筒体、相对设置在筒体外壁的左运动副和右运动副，所述筒体包括内筒和外筒，内筒通过支撑架固定，内筒上安装有滚珠，外筒通过滚珠与内筒相联，外筒与驱动电机传动连接，在内筒外部旋转；所述左运动副和右运动副包括设置在筒体外壁的支座和转动连接在支座上的转动杆，左运动副的转动杆末端设置有摩擦离合器，右运动副的转动杆末端设置有圆环，镁线穿过圆环进入铁水包中。

上述的一种喂镁线脱硫装置的脱硫方法，具体包括以下步骤：

步骤一：启动镁线喂线装置，开始喂镁线，镁线经过喂线装置的滚轮矫直后，进入搅动装置，向铁水包中喂线；

步骤二：启动搅动装置的驱动电机转动，驱动电机带动外筒及其外壁的左运动副、右运动副转动，摩擦离合器和圆环与镁线接触，在摩擦离合器和圆环的共同作用下，使镁线改变喂入方向并跟随外筒旋转，从圆环穿出的镁线喂入铁水包的方向与镁线穿进圆环的方向形成夹角α，喂入铁水包中进行预脱硫处理；

步骤三：达到目标喂线量后，停止搅动装置、停止镁线喂线装置，停止喂线。

所述驱动电机的转速范围为100-2000转/分，夹角α的范围是0°＜α＜90°。

本发明的有益效果是：本发明由于携入量小，铁水温降小，降低了后续铁水升温成本；同时装置简单易操作。本发明采用自动控制的方法，通过摩擦离合器和圆环将镁线与竖直方向形成一定角度并以一定角速度旋转，从而平稳均匀喂入，增加镁在铁水中的传输及均匀性，提高镁的收得率，减少钢水喷溅，从而达到理想的铁水预脱硫的效果。

附图说明

图1为本发明的装置连接结构示意图；

图2为本发明中的搅动装置的示意图；

其中，

1-镁线，2-喂丝机，3-搅动装置，4-内筒，5-滚珠，6-外筒，7-左运动副，8-右运动副，9-摩擦离合器，10-圆环，11-支撑架，12-铁水包，13-驱动电机。

具体实施方式

为了更好地解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明的技术方案和效果作详细描述。

如图1-2所示，一种喂镁线脱硫装置，包括喂线装置、可旋转的搅动装置3，所述喂线装置为喂丝机2，搅动装置3设置在喂线装置和铁水包12之间，可以改变镁线1进入铁水包12的方向，喂线装置的导管出口对准搅动装置3的入口，搅动装置3的出口对准铁水包12的入口，镁线1经过喂线装置后经过搅动装置3改变方向后进入铁水包12中；所述搅动装置3包括筒体、相对设置在筒体外壁的左运动副7和右运动副8，所述筒体包括内筒4和外筒6，内筒4通过支撑架11固定，内筒4上安装有滚珠5，外筒6通过滚珠5与内筒4相联，外筒6与驱动电机13传动连接，在内筒4外部旋转；本实施例中，外筒6通过齿轮与驱动电机13通过齿轮啮合传动方式连接，外筒6端部套设有齿轮，与驱动电机13输出端的齿轮啮合。所述左运动副7和右运动副8包括设置在筒体外壁的支座和转动连接在支座上的转动杆，左运动副7的转动杆末端设置有摩擦离合器9，外筒6转动时，转动杆在外筒6带动下产生力f1使摩擦离合器9贴紧镁线1，保证外筒6和镁线1同步转动；所述右运动副8的转动杆末端设置有圆环10，镁线1穿过圆环10进入铁水包12中，外筒6转动时，转动杆在外筒6带动下产生力f2，使圆环10对镁线1产生压力，继而产生摩擦离合，带动镁线1旋转搅动。左运动副7和右运动副8保证镁线1与外筒6同步转动且不偏移。

上述一种喂镁线脱硫装置的脱硫方法，具体包括以下步骤：

步骤一：启动镁线1喂线装置，开始喂镁线1，镁线1经过喂丝机2的滚轮矫直后，进入搅动装置3，向铁水包中12喂线；

步骤二：启动搅动装置3的驱动电机13转动，本实施例中驱动电机的转速为200转/分，驱动电机带动外筒及其外壁的左运动副、右运动副转动，摩擦离合器9和圆环10与镁线1接触，在摩擦离合器9和圆环10的共同作用下产生摩擦离合，使镁线1改变喂入方向并跟随外筒以角速度ω旋转，外筒的转速、镁线的转速与驱动电机的转速相同；从圆环穿出的镁线喂入铁水包的方向与镁线穿进圆环的方向形成夹角α，本事实例中α为30°，喂入铁水包中进行预脱硫处理；

步骤三：达到目标喂线量后，停止搅动装置3、停止镁线喂线装置，停止喂线。

在炼钢过程中，镁线1会从喂线装置中连续不断地被送出，通过本发明的搅动装置3后喂入到铁水包12，在喂线过程中，镁线1具有一定的张开角度α，保证镁线1均匀平稳地加入，减少钢液喷溅。

技术特征：

1.一种喂镁线脱硫装置，其特征在于：包括喂线装置、可旋转的搅动装置，搅动装置设置在喂线装置和铁水包之间，喂线装置的导管出口对准搅动装置的入口，搅动装置的出口对准铁水包的入口；所述搅动装置包括筒体、相对设置在筒体外壁的左运动副和右运动副，所述筒体包括内筒和外筒，内筒通过支撑架固定，内筒上安装有滚珠，外筒通过滚珠与内筒相联，外筒与驱动电机传动连接，在内筒外部旋转；所述左运动副和右运动副包括设置在筒体外壁的支座和转动连接在支座上的转动杆，左运动副的转动杆末端设置有摩擦离合器，右运动副的转动杆末端设置有圆环，镁线穿过圆环进入铁水包中。

2.权利要求1所述的一种喂镁线脱硫装置的脱硫方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤一：启动镁线喂线装置，开始喂镁线，镁线经过喂线装置的滚轮矫直后，进入搅动装置，向铁水包中喂线；

步骤二：启动搅动装置的驱动电机转动，驱动电机带动外筒及其外壁的左运动副、右运动副转动，摩擦离合器和圆环与镁线接触，在摩擦离合器和圆环的共同作用下，使镁线改变喂入方向并跟随外筒旋转，从圆环穿出的镁线喂入铁水包的方向与镁线穿进圆环的方向形成夹角α，喂入铁水包中进行预脱硫处理；

步骤三：达到目标喂线量后，停止搅动装置、停止镁线喂线装置，停止喂线。

3.根据权利要求2所述的一种喂镁线脱硫装置的脱硫方法，其特征在于：所述驱动电机的转速范围为100-2000转/分，夹角α的范围是0°＜α＜90°。

技术总结
本发明涉及一种喂镁线脱硫装置及方法，装置包括喂线装置、可旋转的搅动装置，搅动装置设置在喂线装置和铁水包之间，包括筒体、相对设置在筒体外壁的左运动副和右运动副，所述筒体包括内筒和外筒，内筒通过支撑架固定，内筒上安装有滚珠，外筒通过滚珠与内筒相联，外筒与驱动电机传动连接，在内筒外部旋转；所述左运动副和右运动副包括设置在筒体外壁的支座和转动连接在支座上的转动杆，左运动副的转动杆末端设置有摩擦离合器，右运动副的转动杆末端设置有圆环，镁线穿过圆环进入铁水包中。本发明能够增加镁在铁水中的传输及均匀性，提高镁的收得率，减少钢水喷溅，从而达到理想的铁水预脱硫的效果。

技术研发人员：战东平;张慧书
受保护的技术使用者：沈阳慧通远达冶金技术研发有限公司;战东平;张慧书
技术研发日：2021.02.03
技术公布日：2021.06.15