[發明專利]用于鐵水機械攪拌脫硫的組合式攪拌器及其制備方法

有效

• 申請號: 201610404834.8
• 申請日: 2016-06-08
• 公開（公告）號: CN105907913B
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發明（設計）人: 歐陽德剛;胡清明;李明暉;羅安智
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵有限公司
• 主分類號: C21C1/02
• 分類號: C21C1/02
• 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,馮超

技術領域

本發明涉及鐵水預處理領域，具體地指一種用于鐵水機械攪拌脫硫的組合式攪拌器及其制備方法。

背景技術

文獻“鐵水的爐外脫硫，山西冶金，2007年，No1”報道，鐵水作為鋼水冶煉的基本原料，其化學成分和物理性質在某種程度上決定著鋼鐵產品的質量和企業的效益，因此，從20世紀70年代開始，人們開始重視鐵水預處理技術的發展，并不斷改進其工藝和方法，脫除鐵水中有害元素。除含硫鋼種外，硫是鋼種中主要有害元素之一，但在高爐煉鐵過程中脫除，就必須提高渣的堿度和爐溫，而這將使高爐技術經濟指標下降，同時，由于轉爐冶煉過程的熱力學條件制約，轉爐脫硫率僅40％左右。大量的研究表明，鐵水預處理脫硫已公認是高爐轉爐—連鑄流程降低鋼中硫質量分數的最經濟工藝，是改善高爐和轉爐操作的重要手段之一，在煉鋼中起著重要的作用，并向全面鐵水預處理的方向發展。

根據資料報道，現代鋼鐵冶金流程中，實際推廣應用的鐵水機械攪拌脫硫工藝為KR機械攪拌脫硫方法。這種脫硫方法是以一個外襯耐火材料的單層布置十字形葉片結構攪拌器浸入鐵水罐內進行旋轉攪動鐵水，使鐵水液面產生旋渦，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，達到鐵水脫硫的目的。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。由此可見，在鐵水罐與攪拌器組成的脫硫反應系統中，攪拌器是鐵水與脫硫劑攪拌混合反應的唯一攪拌動力來源和旋轉運動部件，不僅需承受鐵水的高溫加熱、鐵水滲透、熔渣侵蝕、高低溫頻繁交替變化等作用，而且還需承受高溫鐵水的沖刷，工作條件及其惡劣，因而攪拌器易破損、使用壽命短，屬鐵水機械攪拌脫硫系統中的消耗性器件。

根據鐵水KR機械攪拌脫硫工藝過程與攪拌器的結構特征可見，在攪拌器旋轉過程中，隨著攪拌葉片的徑向向外擴展距離的增大，攪拌葉片的旋轉線速度增大，攪拌葉片承受的鐵水沖刷速度及其鐵水的表面作用力不斷增大，鐵水沖刷磨損與鐵水滲透壓力也增大，因鐵水沖刷與滲透導致的破損進程不斷加劇；同時，攪拌葉片間強烈的鐵水紊流與渦流，加劇了攪拌葉片間流場的湍動，增大了攪拌葉片的沖擊破損；因而，鐵水KR脫硫攪拌器的破損主要集中在攪拌葉片的徑向外側部位，往往攪拌器服役時間的終結均是攪拌葉片耐火材料襯嚴重剝落、甚至攪拌葉片金屬芯燒蝕，而攪拌軸部位均為完整。為了延長攪拌器使用壽命，國內外學者在攪拌器材料與結構、制備工藝以及攪拌器金屬芯與耐火材料襯復合體結構、攪拌器在線維護等方面開展了大量的研究，并在實際生產中取得了攪拌器使用壽命成倍延長的優良效果，如：申請號為200910060770.4的中國發明專利公開了一種鐵水脫硫用攪拌器，其為一種攪拌葉迎鐵面與背鐵面均為前傾斜面的三葉攪拌器，通過三葉前傾結構，增強攪拌卷吸空間與卷吸循環流量，達到改善脫硫動力學條件目的，并使葉之間的夾角增大到120°，降低葉之間粘渣速度，方便了粘渣的清理，提高了攪拌強度的穩定性，并在實際生產中推廣應用，與常規攪拌器相比使用壽命延長1.5倍；但攪拌器因攪拌葉片破損而終結使用的結果未有改變，同時，由于攪拌器的一體化結構，因而終止使用的攪拌器必須返回攪拌器制備單位，經耐火材料襯的全部拆除后，僅保留攪拌軸金屬芯進行修復再利用外，其余全部廢棄，重新制備。不僅需要耗費大量的人力、物力、財力對僅有攪拌葉片破損的用后攪拌器進行拆除，而且還要耗費大量的人力、物力、財力進行攪拌軸金屬芯的修復、金屬芯其它部件與耐火材料襯的制備，占用大量的工作時間與設備作業臺時，導致攪拌器制備成本居高不下，影響了攪拌器制備單位的盈利能力，同時也加劇了鐵水脫硫的攪拌器消耗成本，影響鋼廠的盈利能力；此外，大量拆除殘余料的堆放廢棄與拆除過程粉塵飛揚、高分貝噪音、碎渣飛濺等，帶來嚴重的環境污染與安全隱患。由此可見，基于攪拌器破損集中出現在攪拌葉片的基本特征，針對常規用后攪拌器僅保留攪拌軸金屬芯的制備工藝存在的種種不足，如何降低攪拌器制備成本、提高用后攪拌器修復價值和攪拌器修復制備效率是實現攪拌器制備廠家與用戶雙方提升盈利空間的關鍵技術，然而，目前國內外均未開展相關研究，也沒有相關專利與技術文獻的資料報道。

發明內容

本發明的目的是提供了一種用于鐵水機械攪拌脫硫的組合式攪拌器及其制備方法，該攪拌器具有結構簡單、制備簡便高效、用后攪拌器再循環利用率高、成本低廉、脫硫攪拌混合特性優良等特點，其解決了拌器因攪拌葉片損毀帶來的整體式攪拌器終止使用而廢棄帶來的損失。