[實用新型]鐵水脫硫攪拌器

無效

• 申請號: 200920085794.0
• 申請日: 2009-05-15
• 公開（公告）號: CN201406443Y
• 公開（公告）日: 2010-02-17
• 發明（設計）人: 歐陽德剛;李具中;羅安智;蔣揚虎;吳杰;劉守堂;王海清;李明暉;羅巍;朱善合;胡清明
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵(集團)公司;武漢紅地節能材料有限公司
• 主分類號: C21C1/02
• 分類號: C21C1/02;C21C7/064
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司
• 代理人: 胡鎮西

技術領域

本實用新型涉及轉爐煉鋼前鐵水爐外攪拌脫硫裝置，具體地說是一種用于鐵水罐KR攪拌脫硫預處理的鐵水脫硫攪拌器。

背景技術

KR(Kambara?Reactor)攪拌脫硫法是日本新日鐵于1963年開始研究，1965年應用于工業生產的一種鐵水爐外脫硫技術。這種脫硫方法是以一個外襯耐火材料的攪拌頭浸入鐵水罐內進行旋轉攪動鐵水，使鐵水產生旋渦，經過稱量的脫硫劑由給料器加入到鐵水表面，并被旋渦卷入鐵水中，與高溫鐵水混合、反應，達到脫硫的目的。該脫硫方法具有脫硫效率高、脫硫劑消耗少、作業時間短、金屬耗損低以及耐火材料消耗低等特點。

攪拌器是KR脫硫裝置中的重要部件，主要是由旋轉軸與攪拌葉片組成，四片攪拌葉片沿旋轉軸周向成十字形均勻布置。旋轉軸和攪拌葉片由金屬芯和耐火材料工作襯構成。常用攪拌器的攪拌葉片迎鐵水面為傾斜面，由下向上前傾2～4°，背鐵水面為豎直面，側面也為傾斜面，也是由下向上外傾2～4°。由于攪拌器的高溫間歇式工作狀態以及對鐵水的強烈攪拌，攪拌器鐵水沖刷劇烈，冷熱狀態交替頻繁，導致攪拌器使用壽命短；在攪拌器的攪拌脫硫過程與待用冷卻過程中，由于攪拌葉片單位體積換熱面積大，導致攪拌葉片耐火材料工作襯熱震龜裂嚴重；由于工作襯耐火材料與金屬芯材質熱膨脹性能的差異以及攪拌葉金屬芯未進行風冷，導致金屬芯和工作襯熱脹冷縮量不一致，致使結合面間形成熱脹內應力和冷縮間隙，引起耐火材料工作襯內應力破損，通過裂紋滲入的鐵水沿結合面內損縫隙不斷擴展，最終導致工作襯剝落和金屬芯燒失；攪拌時，旋轉線速度隨著攪拌直徑的增大而提高，由于攪拌葉片的外伸結構，加劇了鐵水對攪拌葉片的沖刷磨損，尤其是攪拌葉片的邊棱凸出部位，磨損尤為嚴重，并隨著攪拌器的不斷使用，攪拌葉片邊棱不斷磨損而形成圓弧過渡面，等攪拌力矩下攪拌器的旋轉速度不斷提高，進一步加劇了攪拌葉片的磨損速度，從而影響了攪拌器不同使用階段下的攪拌脫硫效果與實際生產操作控制，導致脫硫效率下降與脫硫劑消耗上升；同時，攪拌葉片的不均勻磨損與攪拌器旋轉速度的提高，影響了攪拌器的動平衡與靜平衡，加劇了攪拌機械傳動設備的損傷，給設備的安全穩定運行帶來危害。此外，實際攪拌脫硫過程中，由于攪拌葉片夾角部位的滯流作用，致使大量的脫硫渣與鐵水混合物在該區域聚集停留，并在高溫條件下通過對耐火材料工作襯的侵蝕、滲透引起粘渣，且由于該區域空間狹小，導致清渣難度大，進而減少了攪拌葉片的有效作用面積和攪拌強度，惡化了鐵水攪拌脫硫的動力學條件。因而，攪拌器的破損主要集中在攪拌葉片部位，最終因攪拌葉片結構完整性的嚴重破損、攪拌強度的大幅度下降以及動平衡的失穩而終止攪拌器的使用。為此，從減緩攪拌器耐火材料工作襯的破損進程角度考慮，公告號為CN?2923725Y的中國專利《新型KR脫硫攪拌器》公開了一種攪拌葉金屬芯棱角邊為圓弧過渡面的攪拌頭，降低由于工作襯耐火材料與金屬芯材質熱膨脹性能差異引起的內應力以及攪拌葉邊棱部位的應力集中引起的破損。公告號為CN?201046975Y的中國專利《鐵水脫硫攪拌頭》公開了一種攪拌葉金屬芯帶風冷的攪拌器，降低了使用時攪拌葉金屬芯的綜合溫度，緩解了攪拌葉金屬芯與耐火材料工作襯的熱膨脹，提高攪拌葉的綜合抗破損能力。此外，針對常規攪拌器小角度傾斜迎鐵水面攪拌卷吸強度低的不足，從強化攪拌器攪拌強度的角度考慮，公告號為CN?201031236Y的中國專利《一種鐵水脫硫攪拌頭》公開了一種攪拌葉片迎鐵水面為前凹弧形面、背鐵水面為上凹下凸多段弧形面、側面為由下而上外傾斜面的鐵水脫硫攪拌器，通過異形結構攪拌葉片，達到提高攪拌頭對脫硫劑的攪拌卷吸強度、改善脫硫動力學條件的目的。日本《住友金屬》1993年3期報道了鹿島制鐵所提出的攪拌葉片迎鐵水面為前凸弧形面、背鐵水面為上凹下凸兩段弧形面的鐵水KR脫硫用四葉攪拌器，并在工業性試驗中取得了改善鐵水KR脫硫動力學條件的效果，但出于對技術的保密，只字未提攪拌葉片的相關結構參數。此外，上述專利、文獻報道和常規使用的攪拌器均為四葉十字形布置方式，攪拌葉片之間夾角為90°，垂直攪拌軸的矩形葉片結構，為攪拌葉片之間的粘渣提供了便利，同時，受下一攪拌葉片對流場的干擾影響，導致攪拌葉片背鐵水面下部渦流強度大，不利于卷入脫硫劑的分散混合，限制了攪拌的卷吸強度以及葉片間鐵水與脫硫劑的排出，惡化了攪拌脫硫的動力學條件，影響了攪拌器的使用壽命。

發明內容

本實用新型的目的在于克服上述常規技術、專利及文獻報道的不足，提供一種在攪拌葉片間夾角大、粘渣少、攪拌脫硫的動力學條件優、使用壽命長、結構簡單、制作方便的鐵水脫硫攪拌器。