[实用新型]鱼雷罐喷吹脱硫喷枪

说明书

本实用新型涉及铁水预处理技术领域，具体地指一种鱼雷罐喷吹脱硫喷枪。

硫是绝大多数钢种中的有害元素，它以硫化物的形式存在于钢中，对钢的质量有相当大的影响。目前，铁水炉外脱硫已经成为低硫钢(S≤0.010%)或极低硫钢(S≤0.005%)生产中不可缺少的技术手段。在众多脱硫方式中，鱼雷罐TDS顶吹脱硫技术是日本新日铁于1971年针对鱼雷罐混铁车的具体机构状况而研制的一种铁水炉外喷吹脱硫技术，其主要技术特征是利用垂直插入鱼雷罐中铁水深处的双孔脱硫喷枪将脱硫粉剂喷入铁水深处进行铁水脱硫。该脱硫方式工艺布置紧凑顺畅，机械设备简单，铁水温降低，且能较好地适应各种不同的脱硫剂，因而特别适用于大批量的铁水预处理，虽然采用TDS顶吹脱硫可以很好地配合大型转炉的生产需求，但在实际生产中也存在着一些较为严重的问题。

众所周知，对于铁水喷吹脱硫来说，在一定的热力学和动力学(脱硫粉剂和温度等)条件下，铁水脱硫效率由喷粉预处理脱硫传输动力学条件决定，由于鱼雷罐内腔形状十分狭长，而喷枪喷口位于熔池中央，导致喷吹气体流股距离鱼雷罐两端距离较远，影响了对端部区域的搅拌效果，引起脱硫剂消耗高、铁水回硫比例大等问题。而国内外目前均未报到鱼雷罐喷吹脱硫过程中载气与预处理剂在铁水中上浮的流动状态。通过鱼雷罐喷吹脱硫水模实验，细致地观察在鱼雷罐内铁水预处理过程中载气与预处理剂的上浮轨迹与流动状态，观察发现：喷吹脱硫过程中，气体从喷枪两侧喷口喷出后，形成类似“蝶形”的两支水平方向气体流股，由于液体阻碍作用，其动量沿水平方向递减；同时，气体受到液体的浮力作用而向上流动，上浮过程中，随着液位深度的减小，气体受到的压力减小，流动范围增大；气泡的运动带动了喷枪附近液体的运动，形成强烈的向上流股；随着两支流股的不断上浮，其水平方向动量持续降低；两支流股在上浮一定距离后，在喷枪附近互相冲撞、融合并形成一支主流股，此过程会消耗部分能量，不利于搅拌动能的充分发挥，同时也会造成喷口上方1‑1.5m处枪衬的磨损；当气液两相区形成的主流股到达液面后，气体溢出液面，而到达液面的液体被驱动向鱼雷罐两侧流动，最后被中心上升流抽吸，从而在鱼雷罐罐内形成了循环流动。由以上实验可知，由于鱼雷罐狭长的内腔形状限制，鱼雷罐喷吹脱硫实际使用中普遍存在脱硫动力学条件差等问题，阻碍了脱硫生产效率的提高，限制了高附加值产品的生产。

针对上述问题，公开号为CN1595042A的中国专利，公开了一种鱼雷罐用顶喷脱硫喷枪，其特征在于在鱼雷罐用顶喷喷枪的喷粉孔至溶体表面处的不同高度上设置一层或几层压制孔，压制孔通过管道与中性搅拌气源连接。增加的压制孔可以在喷吹脱硫过程中起到压制粉剂和将粉剂带得更远的作用，同时将喷粉孔出来的气流冲散，通过压制孔喷吹中性的搅拌气体，从而向远端的熔体提供较强的搅拌能，以期达到提高脱硫剂停留时间，改善鱼雷罐喷吹脱硫的反应效果。公开号为CN101445859A的中国专利，公开了一种鱼雷罐喷吹辅助脱硫装置和工艺。具体技术方案为：利用顶部喷吹设备的基础上，在鱼雷罐的底部或底侧部对称设置2个透气转，每个透气转通过管道与缓冲气罐相通，缓冲气罐的头部或底部通过阀门与氮气或氩气气源相通。喷吹脱硫时，在采用顶喷的同时，还采用氮气或氩气通过设置的透气转进行喷吹，从而对铁水造成强烈搅动，减小死区，缩短混匀时间，改善鱼雷罐内冶金反应的动力学条件，减少回硫和提高脱硫反应效率。公开号为CN1461812A的中国专利，为了改善TDS法中鱼雷罐内铁水流场、缩短混匀时间、减少两端死区对脱硫效果的影响，提出了利用供气砖向鱼雷罐内喷吹惰性气体从而加强铁水搅拌的技术措施。具体为：在鱼雷罐底部和侧部安装透气耐火砖，在喷枪喷吹脱硫的同时，通过上述透气砖向铁水内部喷入惰性气体。该技术通过多方位地补吹气体，增加了鱼雷罐死区的搅拌动能，从而优化了鱼雷罐内部的铁水流场，使铁水内部形成一个良好的循环，扩大了脱硫剂与铁水的反应界面，促进了脱硫剂与铁水的充分反应。上述专利技术虽然在一定程度上可以起到改善鱼雷罐两端死区动力学条件的效果，但是由于技术方案实施复杂特别是吹气元件凝铁、堵塞与安全隐患等未能大规模应用于实际生产。

本实用新型的目的就是要提供一种实施简便、可改善鱼雷罐喷吹脱硫动力学条件、提高鱼雷罐喷吹脱硫技术经济指标的鱼雷罐喷吹脱硫喷枪。

为实现上述目的，本实用新型所设计的一种鱼雷罐喷吹脱硫喷枪，包括表面包覆有纵向耐火枪衬的倒T形喷枪本体，所述倒T形喷枪本体的底部对称设置有水平喷吹管，所述水平喷吹管包括与倒T形喷枪本体喷口相连通的水平金属管，所述水平金属管外周包覆有水平耐火枪衬，所述水平耐火枪衬与纵向耐火枪衬为一体成形结构。