[发明专利]一种铁水包自转喷枪脱磷装置

说明书

一种铁水包自转喷枪脱磷装置，属于铁水预处理技术领域。包括旋转接头、内壁耐磨钢管、推力轴承、密封盖、烟罩、喷粉枪、混合气体喷枪。喷粉枪和混合气体喷枪的喷孔轴线与喷枪轴线相交并分别呈夹角α和β。喷粉枪侵入式喷吹预熔脱磷剂，二氧化碳为载气；混合气体喷枪喷吹氧气和二氧化碳的混合气。在流体的反作用力下喷粉枪和混合气体喷枪可绕轨道中心自由转动。优点在于：不需要外力驱动，仅靠喷吹流体的反作用力实现喷枪的自由转动；可形成移动的脱磷点和火点，增加渣‑铁间反应面积，造渣快，提高了界面间反应速率，脱磷效果好；喷粉枪和吹气枪反复交换位置，脱磷渣利用率高，处理时间短，温降小，渣耗少，喷溅大大减弱。

技术领域

本发明属于铁水包脱磷预处理技术领域，提供了一种铁水包自转喷枪脱磷装置，适用于铁水脱磷预处理生产工艺。

背景技术

我国粗钢产量连续多年位居世界产量第一，但铁矿石的自给率仅50％，对进口矿的依存度高达52％。而我国鄂西、河北和四川等地储有大量的中高磷铁矿，因不能满足炼钢脱磷的技术要求尚未大量使用。为了降低钢铁生产成本，需要进一步扩大铁资源，研究开发中高磷铁水冶炼新工艺可以大量使用廉价的中高磷矿，具有明显的经济效益和战略意义。

随着钢铁企业对降低生产成本的意愿日趋强烈，在炼铁工序配加低价高磷铁矿石是降低成本的最佳选择。在高炉中配加高磷的铁矿石，转炉入炉铁水磷含量达到0.2％左右，甚至更高。对于转炉常规冶炼来说，目前转炉吹炼更适合于冶炼磷含量小于0.15％的铁水，对于冶炼磷含量大于0.2％的铁水。因此，研究开发新的预处理脱磷工艺，提高铁水的脱磷效率意义重大。常规预处理脱磷工艺处理时间长，搅拌强度小，温降大，渣量大，喷溅现象严重。《铁水脱硫/脱磷旋转喷枪》(2011104447114)及《一种带搅拌器的旋转喷枪》(2005200056003)等专利先后公开了如下类似技术：提供一种可提高铁水与喷吹介质的混合搅拌效果，改变载气上浮轨迹，提高脱硫或脱磷效率并使喷溅降低的铁水预处理旋转喷枪。但是这些喷枪都需要外力驱动，增加了驱动设备设计和维修费用，工业实践较难。因此，开发了新的铁水包脱磷喷枪装置，该装置具有无需外力可自由转动，而且转动速度随反应的剧烈程度变化，喷溅大大减弱；渣-铁反应效果好，处理时间短；处理温降小；吨铁渣耗少，脱磷率高等优点。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种铁水包自转喷枪脱磷装置，使铁水包脱磷预处理脱磷能力优化，可提高脱磷效率，还能起到减弱喷溅、降低处理温降和渣量的效果。

本发明的铁水包自转喷枪脱磷装置主要包括旋转接头1、内壁耐磨钢管2、推力轴承3、密封盖4、烟罩5、喷粉枪6、混合气体喷枪7。旋转接头1上端两路分别连接喷粉罐系统和混合气气源，下端两路分别连接与喷粉枪6和混合气体喷枪7等内径的内壁耐磨钢管；两支钢管的另一端分别连接喷粉枪6和混合气体喷枪7；喷粉枪6和混合气体喷枪7的上端侧面固定在推力轴承3上圈内侧，且固定位置相对于轴承圈圆心对称；推力轴承3的上圈上方按有密封盖4，防止烟尘外泄；推力轴承4的下圈固定在烟罩5平台上，并支撑着整个装置的重量；烟罩平台是固定的，且强度足够大，铁水包从烟罩平台的下方运送；喷粉枪和混合气体喷枪都为单孔喷枪，喷孔轴线与喷枪轴线相交并分别呈夹角α和β，其值分别为45～60度和14～24度。喷孔轴线与喷枪轴线组成的平面与喷枪的转动轨道圆相切且夹角α和β分别在喷粉枪和混合气体喷枪轴线组成平面的两侧。

喷吹时，喷粉枪和混合气体喷枪的喷头都受到喷吹流体的反作用力，作用力方向为沿转动轨道切线方向向上。此力可分解为水平沿转动轨道的切向力和沿枪体轴向向上的推力，且喷粉枪和喷气枪枪体所受的切向力都是顺(逆)时针。沿轴向向上的力可以克服部分枪体的重力，沿轨道切线方向的切向力可以克服推力轴承和旋转接头的摩擦力，使枪体在不受外力驱动的情况下沿转动轨道自由转动。