[實用新型]一種煉鋼轉爐頂吹用氣體混合裝置

有效

• 申請號: 201720511595.6
• 申請日: 2017-05-09
• 公開（公告）號: CN206730895U
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發明（設計）人: 朱榮;王雪亮;呂明;武文合;朱益強;朱國森;張丙龍;邊吉明
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: B01F5/00
• 分類號: B01F5/00;B01F3/02;C21C5/46;C21C5/32
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司11237
• 代理人: 張仲波

技術領域

本實用新型屬于冶金工藝的煉鋼領域，具體的是一種煉鋼轉爐頂吹用氣體混合裝置。

背景技術

現有煉鋼過程大量用到氣體射流噴射冶金技術，比如煉鋼轉爐頂吹氣、煉鋼轉爐底吹氣、鋼包底吹氣、電弧爐底吹氣等等，常用的氣體有氧氣、氮氣、氬氣、二氧化碳、空氣等。在煉鋼冶煉工藝中，需要用到幾種氣體的混合氣體，為保證熔池各處反應和攪拌的一致性，減少最終產品的成分偏析，提高產品質量，要求將幾種氣體完全混合均勻，本實用新型提供了一種應用于煉鋼轉爐頂吹用氣體混合裝置。

實用新型內容

為了將幾種氣體完全混合均勻，本實用新型提供了一種煉鋼轉爐頂吹用氣體混合裝置，可以將煉鋼常用氣體的2～4種混合在一起，作為混合氣用于煉鋼轉爐冶煉生產，保證熔池各處反應和攪拌的一致性，減少最終產品的成分偏析，提高產品質量。

一種煉鋼轉爐頂吹用氣體混合裝置，由進氣口一、引射裝置、混氣葉輪、混氣管、混合氣體出口組成，可以實現煉鋼常用氣體的均勻混合。引射裝置包括氣口二、進氣口三、進氣口四；先利用引射裝置，使氣體B、C、D經由進氣口二、進氣口三、進氣口四進入氣體A的主管道中，引射裝置中進氣口二、進氣口三、進氣口四管道管徑比進氣口一處管道管徑小20～50％；然后通過第一個裝置混氣葉輪，氣流推動葉輪轉動，攪拌混合氣體，實現幾種氣體的預混勻；再經過第二個裝置混氣管，混氣管內部布置有透氣隔板，混合氣在其中碰撞打散，重新組合，實現完全混合均勻，氣體入口數量根據需混合氣體的種數設計，氣體由進氣口一、進氣口二、進氣口三、進氣口四進入，混合氣體由出氣口流出。

進一步的，進氣口一、混合氣體出口處管道通徑為20mm～500mm，引射部分管道管徑小于進氣口一處管徑的20～50％。根據文丘里效應，受限流動在通過 縮小的過流斷面時，流體出現流速增大的現象，其流速與過流斷面成反比，而由伯努利定律知流速的增大伴隨流體壓力的降低。在引射管道中，氣體B、C、D的壓力低于主管道氣體A的壓力，保證氣體B、C、D能夠進入主氣流中。引射裝置進氣口二、進氣口三、進氣口四變徑的長度均為管道通徑的0.5～1.5倍。混氣葉輪葉片為3～6片，混氣葉輪主體部分通徑與管道通徑相同，進出部分變徑的長度為管道通徑的0.2～0.5倍。混氣管主體部分通徑是管道通徑的1.05～1.5倍，混氣管兩端有變徑與主管道連接，進出部分變徑的長度為管道通徑的0.2～0.5倍。

氣體入口數量根據需混合氣體的種數設計，氣體由進氣口一、二、三、四進入，混合氣體由出口E流出。為檢測混合均勻性，混合氣流出后接氣體成分分析儀，連續檢測氣體成分的變化，確定氣體混合的效果。

氣體A、B、C、D幾種氣體的壓力為0.1～4.0MPa，流量為5～100000Nm³/h，氣體流速0～100m/s。此裝置通徑為DN20至DN500，各部分尺寸根據相關設計規范確定。該混合裝置適用于煉鋼過程氧氣、氮氣、氬氣、二氧化碳、空氣的混勻，管道采用不銹鋼材質，按照氧氣管線設計規范進行設計，焊接處采用氬弧焊。

混合氣中占體積比例較小的氣體，由進氣口二、三、四進入混氣裝置，占體積比例最大的氣體(主氣體A)由進氣口一進入，入口壓力應等于或略低于其余氣體0.1～0.5MPa。

本實用新型的有益效果如下：采用該氣體混合裝置，可以將煉鋼常用氣體的2～4種進行均勻混合，最終得到煉鋼轉爐頂吹用的混合氣體用于噴吹，均勻混合后的混合氣可以保證熔池各處反應和攪拌的一致性，減少最終產品的成分偏析，提高產品質量。

附圖說明

下面結合附圖對本實用新型所述的煉鋼用氣體混合裝置作進一步詳細的描述。

圖1為該煉鋼轉爐頂吹用氣體混合裝置的正視圖。

其中1為進氣口一(體積占比最大的主氣體入口)，2為進氣口二，3為進氣口三，4為進氣口四。5為混氣葉輪，6為混氣管，7為混合氣體出口。右下側混氣葉輪5和混氣管6的橫截面圖。

圖2為該煉鋼轉爐頂吹用氣體混合裝置的俯視圖。

具體實施方式

結合附圖所示，本裝置的使用方法如下：