[發明專利]鐵水機械攪拌脫硫用渦輪式攪拌器

有效

• 申請號: 201010196917.5
• 申請日: 2010-05-28
• 公開（公告）號: CN101857912A
• 公開（公告）日: 2010-10-13
• 發明（設計）人: 歐陽德剛;羅安智
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵(集團)公司
• 主分類號: C21C7/064
• 分類號: C21C7/064
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 胡鎮西

技術領域

本發明涉及轉爐煉鋼前鐵水爐外攪拌脫硫裝置，具體地說是一種鐵水機械攪拌脫硫用渦輪式攪拌器。

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十字形葉片結構的攪拌器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，它主要由旋轉軸與四片攪拌葉組成，旋轉軸和攪拌葉均由金屬芯和耐火材料工作襯構成。四片攪拌葉沿旋轉軸周向成十字形均勻布置，且攪拌葉金屬芯的厚度對稱面與旋轉軸中心線處于同一平面；攪拌葉的迎鐵水面為豎直面或者由下向上順時針方向前傾2°左右的斜面；背鐵水面為豎直面；側面為由下向上徑向外傾2°左右的斜面。該結構致使攪拌葉攪拌阻力大、動力消耗高、卷吸循環量少。此外，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，攪拌器與鐵水之間沖刷劇烈，冷熱狀態交替頻繁，導致攪拌器的使用壽命短；在攪拌器的攪拌脫硫過程與待用冷卻過程中，由于攪拌葉單位體積換熱面積大，會導致攪拌葉的耐火材料工作襯熱震龜裂嚴重；由于工作襯的耐火材料與金屬芯材質的熱膨脹性能的差異以及攪拌葉的金屬芯未進行冷卻，會導致攪拌葉的金屬芯和耐火材料工作襯的熱脹冷縮量不一致，進而導致其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還會沿結合面內損縫隙不斷擴展，最終導致耐火材料工作襯的剝落和金屬芯的燒失；攪拌線速度隨著旋轉直徑的增大而提高，由于攪拌葉的徑向外伸結構，使攪拌葉的鐵水沖刷磨損劇烈，尤其是攪拌葉的邊棱凸出部位，磨損尤為嚴重，并隨著攪拌器的不斷使用，攪拌葉邊棱不斷磨損而形成圓弧過渡面，在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，導致脫硫效率下降和脫硫劑消耗上升的后果；同時，攪拌葉的不均勻磨損與攪拌器旋轉速度的提高，會影響攪拌器的動平衡與靜平衡，加劇了攪拌機械傳動設備的振動與損傷，給設備的安全穩定運行帶來危害。此外，在實際攪拌脫硫過程中，由于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，由于該區域空間狹小，導致清渣難度大，進而減少了攪拌葉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部位，最終因攪拌葉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。