[实用新型]一种粉剂喷射式搅拌脱硫装置

说明书

技术领域

本发明属于铁水预处理领域，具体涉及一种粉剂喷射式搅拌脱硫装置。

背景技术

硫元素能够引起钢材的热脆现象，对于绝大多数钢种来说，硫为有害元素。在现代钢铁冶炼过程中，主要通过铁水脱硫预处理去除钢水中大部分的硫元素。石灰因价格低廉，资源丰富成为铁水脱硫使用最广泛的脱硫剂种类。目前使用石灰基脱硫剂的脱硫工艺以喷吹法和搅拌法铁水脱硫处理工艺应用最为广泛。

喷吹法脱硫工艺是将一根喷枪插入铁水中，并以惰性气体(N₂或Ar)为载体将粉状石灰基脱硫剂喷入铁水中，与铁水中的硫发生反应，达到脱硫目的，喷吹气体同时起到搅拌作用。其优点是粉状脱硫剂比表面积较大，石灰利用率较高；缺点是动力学条件较差，脱硫时间长，脱硫效果不稳定。

搅拌法脱硫工艺是将一根十字形搅拌头插入钢水中，旋转搅拌产生漩涡，并利用溜槽将石灰基脱硫剂投入铁水表面。脱硫剂通过涡流卷入铁水中参与循环和脱硫反应。该方法的优点是动力学条件优越，脱硫时间短，脱硫效果稳定；缺点是脱硫剂颗粒较大，比表面积较小，而且在铁水表面容易结团，导致石灰利用率较低，石灰消耗量大，扒渣铁损较高。

针对以上两种脱硫方法存在的不足之处，该领域也陆续提出了一些改进型的设计方案。专利CN102719590A公开了一种倒T型喷枪旋转脱硫装置及其脱硫方法，该发明能够一定程度上改善喷吹法脱硫工艺的动力学条件，提高脱硫均匀性和脱硫效果。但与搅拌法脱硫工艺相比，动力学条件仍显不足，脱硫效果难以保证。专利CN102676741A公开了KR喷粉搅拌脱硫装置及方法，提供了一种带有加料通孔的搅拌器，能够在搅拌过程中，从搅拌头底部喷吹脱硫剂，有效地提高了脱硫剂利用率。但该设计对搅拌头设计要求较高，铁水内部喷吹和搅拌头自旋对搅拌头和喷吹口耐材的冲刷侵蚀加剧，极易造成通孔堵塞和搅拌头钢芯溶蚀，降低搅拌头使用寿命，增加成本。

实用新型内容

本实用新型提供了一种粉剂喷射式搅拌脱硫装置。本实用新型是在搅拌法脱硫装置的基础上，改进原有依靠重力加入脱硫剂的溜槽式投料方式，在铁水上方设计一套依靠高压氮气输送粉状脱硫剂的垂直喷枪，将粉状脱硫剂直接高速射入铁水内部，无需通过漩涡卷入铁水。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种粉剂喷射式搅拌脱硫装置，其特征在于：包括搅拌装置，喷吹装置，除尘装置，脱硫剂存储、称量和输送装置；搅拌装置包括十字形搅拌头、搅拌电机及搅拌头升降和固定装置；喷吹装置包括喷枪和喷枪升降及横移电机；除尘装置包括除尘罩和除尘管道；脱硫剂的存储、称量和输送装置包括料仓、称量斗、氮气罐和由助吹管、底吹支管、流化支管、压送支管组成的氮气、脱硫剂输送管道；喷枪和氮气、脱硫剂输送管道之间通过伸缩软管连接；搅拌装置设置于铁水罐上方，喷枪设置于铁水罐右上方，除尘罩设置于铁水罐上侧；脱硫剂通过料仓进入称量斗；搅拌头升降和固定装置控制十字形搅拌头下降到搅拌位并固定；搅拌电机控制十字形搅拌头的转速；喷枪通过喷枪升降及横移电机下降至指定位置；开启氮气罐和助吹管上的阀门，随后开启称量斗下料阀门，并同时开启压送支管、流化支管、底吹支管的氮气输送阀门，脱硫剂下降并由高压氮气输送经过伸缩软管，由喷枪高速喷射进入铁水。

进一步，所述的粉剂喷射式搅拌脱硫装置中喷枪不插入铁水中，喷枪距铁水表面高度小于50倍喷枪内径，喷枪中心距十字形搅拌头中心大于1/3搅拌头直径。

更进一步，所述的粉剂喷射式搅拌脱硫装置中喷枪通过喷枪升降及横移电机实现喷枪的升降以及横移。

与现有技术比较，本实用新型具有以下优势：

1)本实用新型中喷射式加入脱硫剂降低了脱硫剂粒度，提高比表面积，增大脱硫反应界面。常规搅拌法脱硫采用的脱硫剂粒度较大，一般粒径达到1.0～3.0mm，本实用新型采用高压氮气将脱硫剂高速喷入铁水内部，可将脱硫剂粒径减小至0.5mm以下，极大提高了脱硫剂比表面积。

2)本实用新型采用高速喷枪将脱硫直接喷入铁水内部循环脱硫，避免脱硫剂在铁水表面汇聚结团，提高脱硫剂利用率。

3)本实用新型优化脱硫剂在铁水中的循环路径，缩短脱硫反应时间，提高 脱硫反应效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，以下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，以下描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图所示实施例得到其它的实施例及其附图。