一种铁水包自转喷枪脱磷装置制造方法及图纸

一种铁水包自转喷枪脱磷装置，属于铁水预处理技术领域。包括旋转接头、内壁耐磨钢管、推力轴承、密封盖、烟罩、喷粉枪、混合气体喷枪。喷粉枪和混合气体喷枪的喷孔轴线与喷枪轴线相交并分别呈夹角α和β。喷粉枪侵入式喷吹预熔脱磷剂，二氧化碳为载气；混合气体喷枪喷吹氧气和二氧化碳的混合气。在流体的反作用力下喷粉枪和混合气体喷枪可绕轨道中心自由转动。优点在于：不需要外力驱动，仅靠喷吹流体的反作用力实现喷枪的自由转动；可形成移动的脱磷点和火点，增加渣‑铁间反应面积，造渣快，提高了界面间反应速率，脱磷效果好；喷粉枪和吹气枪反复交换位置，脱磷渣利用率高，处理时间短，温降小，渣耗少，喷溅大大减弱。

【技术实现步骤摘要】
一种铁水包自转喷枪脱磷装置
本专利技术属于铁水包脱磷预处理
，提供了一种铁水包自转喷枪脱磷装置，适用于铁水脱磷预处理生产工艺。
技术介绍
我国粗钢产量连续多年位居世界产量第一，但铁矿石的自给率仅50％，对进口矿的依存度高达52％。而我国鄂西、河北和四川等地储有大量的中高磷铁矿，因不能满足炼钢脱磷的技术要求尚未大量使用。为了降低钢铁生产成本，需要进一步扩大铁资源，研究开发中高磷铁水冶炼新工艺可以大量使用廉价的中高磷矿，具有明显的经济效益和战略意义。随着钢铁企业对降低生产成本的意愿日趋强烈，在炼铁工序配加低价高磷铁矿石是降低成本的最佳选择。在高炉中配加高磷的铁矿石，转炉入炉铁水磷含量达到0.2％左右，甚至更高。对于转炉常规冶炼来说，目前转炉吹炼更适合于冶炼磷含量小于0.15％的铁水，对于冶炼磷含量大于0.2％的铁水。因此，研究开发新的预处理脱磷工艺，提高铁水的脱磷效率意义重大。常规预处理脱磷工艺处理时间长，搅拌强度小，温降大，渣量大，喷溅现象严重。《铁水脱硫/脱磷旋转喷枪》(2011104447114)及《一种带搅拌器的旋转喷枪》(2005200056003)等专利先后公开了如下类似技术：提供一种可提高铁水与喷吹介质的混合搅拌效果，改变载气上浮轨迹，提高脱硫或脱磷效率并使喷溅降低的铁水预处理旋转喷枪。但是这些喷枪都需要外力驱动，增加了驱动设备设计和维修费用，工业实践较难。因此，开发了新的铁水包脱磷喷枪装置，该装置具有无需外力可自由转动，而且转动速度随反应的剧烈程度变化，喷溅大大减弱；渣-铁反应效果好，处理时间短；处理温降小；吨铁渣耗少，脱磷率高等优点。专利
技术实现思路
本专利技术的目的在于：提供一种铁水包自转喷枪脱磷装置，使铁水包脱磷预处理脱磷能力优化，可提高脱磷效率，还能起到减弱喷溅、降低处理温降和渣量的效果。本专利技术的铁水包自转喷枪脱磷装置主要包括旋转接头1、内壁耐磨钢管2、推力轴承3、密封盖4、烟罩5、喷粉枪6、混合气体喷枪7。旋转接头1上端两路分别连接喷粉罐系统和混合气气源，下端两路分别连接与喷粉枪6和混合气体喷枪7等内径的内壁耐磨钢管；两支钢管的另一端分别连接喷粉枪6和混合气体喷枪7；喷粉枪6和混合气体喷枪7的上端侧面固定在推力轴承3上圈内侧，且固定位置相对于轴承圈圆心对称；推力轴承3的上圈上方按有密封盖4，防止烟尘外泄；推力轴承4的下圈固定在烟罩5平台上，并支撑着整个装置的重量；烟罩平台是固定的，且强度足够大，铁水包从烟罩平台的下方运送；喷粉枪和混合气体喷枪都为单孔喷枪，喷孔轴线与喷枪轴线相交并分别呈夹角α和β，其值分别为45～60度和14～24度。喷孔轴线与喷枪轴线组成的平面与喷枪的转动轨道圆相切且夹角α和β分别在喷粉枪和混合气体喷枪轴线组成平面的两侧。喷吹时，喷粉枪和混合气体喷枪的喷头都受到喷吹流体的反作用力，作用力方向为沿转动轨道切线方向向上。此力可分解为水平沿转动轨道的切向力和沿枪体轴向向上的推力，且喷粉枪和喷气枪枪体所受的切向力都是顺(逆)时针。沿轴向向上的力可以克服部分枪体的重力，沿轨道切线方向的切向力可以克服推力轴承和旋转接头的摩擦力，使枪体在不受外力驱动的情况下沿转动轨道自由转动。旋转接头2为双通路，一路通以二氧化碳为载气的脱磷剂，一路通氧气与二氧化碳的混合气体，在保证温降适宜的情况下尽量增大喷吹强度，特别是喷粉强度。因为喷吹强度增加，喷粉载气和喷吹混合气体自身的搅拌能变大，而且枪体所受的沿自转轨迹的切向力增大，枪体自转速度增加，喷粉枪对熔池的搅拌强度增加，整个熔池的动力学条件大大改善，脱磷率增高。旋转接头的密封为石墨-石墨密封，与常规的陶瓷-石墨密封相比摩擦阻力减小，枪体自转速度增加。为了提高喷粉系统的流畅度，脱磷剂的粒度要求小且均匀，粉气比要适当。整套装置的重量都集中在推力轴承(3)上，其内径侧带有密封圈，可防止烟尘进入轴承；并且此轴承为滚子推力轴承，摩擦系数为0.001～0.0015之间。轴承内径近似认为是枪体自转半径，轴承内径与铁水包底径的比为d，d为0.2～0.3，此时喷枪系统的喷吹搅拌效果较好，熔池的动力学条件较优，并且熔体对铁水包耐火材料的侵蚀较弱。喷粉枪6为耐火浇注料浇注成的一体结构，内部为不锈钢钢管，喷孔为拉瓦尔喷管，马赫数为1.2～1.6，喷孔出口处粉剂具有较大速度，脱磷剂在铁水内部停留时间较长，渣金反应效果好；混合气体喷枪7枪身为包裹耐火材料的不锈钢钢管，枪头为可拆卸的钼制喷头，喷孔为先收缩后扩张型的拉瓦尔喷管，马赫数为1.5～2.1。喷粉枪和混合气体喷枪均喷吹二氧化碳气体，二氧化碳起到搅拌熔池和冷却枪头的作用，因此该喷吹系统的喷粉枪和混合气体喷枪无需冷却系统。本专利技术的优点在于：1、本专利技术中喷吹枪体的转动是自由转动，不依靠任何外力，不需要任何驱动设备，仅靠喷吹流体的反作用力实现喷枪的自由转动，可形成移动的脱磷点和火点；这与其他旋转喷枪有本质区别。2、喷枪在喷吹流体的同时在流体的反作用力的作用下自由转动，渣-金反应界面面积增大，熔池搅拌能增加，脱磷效率大大提高；处理时间短，温降小，渣耗少；由于喷粉枪和吹气枪的自由转动速度与反应剧烈程度正相关，而枪体的搅动减弱了能量在某一点的积聚，喷溅大大减弱。3、喷粉枪与吹气枪反复交换位置，渣-金界面更新快，脱磷渣利用率高，渣耗减少，处理时间短，温降小。4、喷枪的自由转动速度和熔池反应剧烈程度是呈正相关的，而喷枪的自转动反过来又减弱了能量在某一点的积聚，在很大程度上抑制了喷溅的发生，这与其他旋转喷枪有本质区别。附图说明图1为本专利技术装置的示意图。其中，旋转接头1、内壁耐磨钢管2、推力轴承3、密封盖4、烟罩5、喷粉枪6、混合气体喷枪7。具体实施方式本专利技术的铁水包自转喷枪脱磷装置主要包括旋转接头1、内壁耐磨钢管2、推力轴承3、密封盖4、烟罩5、喷粉枪6、混合气体喷枪7。旋转接头1上端两路分别连接喷粉罐系统和混合气气源，下端两路分别连接与喷粉枪6和混合气体喷枪7等内径的内壁耐磨钢管；两支钢管的另一端分别连接喷粉枪6和混合气体喷枪7；喷粉枪6和混合气体喷枪7的上端侧面固定在推力轴承3上圈内侧，且固定位置相对于轴承圈圆心对称；推力轴承3的上圈上方按有密封盖4，防止烟尘外泄；推力轴承4的下圈固定在烟罩5平台上，并支撑着整个装置的重量；烟罩平台是固定的，且强度足够大，铁水包从烟罩平台的下方运送；喷粉枪和混合气体喷枪都为单孔喷枪，喷孔轴线与喷枪轴线相交并分别呈夹角α和β，其值分别为45～60度和14～24度。喷孔轴线与喷枪轴线组成的平面与喷枪的转动轨道圆相切且夹角α和β分别在喷粉枪和混合气体喷枪轴线组成平面的两侧。下面结合实施方式对本专利技术作进一步描述，并非对其保护范围的限制。为避免重复，先将本具体实施方式所涉及到的脱磷剂统一描述如下，实施例中不再赘述：石灰25～35wt％，轧钢皮32～42wt％，烧结尘24～34wt％，萤石3～5wt％，预熔后球磨机破碎至粒度80目。实施例1：100吨铁水包进行高磷铁水脱磷，铁水包内底径为2254mm，内顶径为2782mm，熔池液面深度为3095mm，净空850mm。喷枪自转轨迹半径为300mm，喷粉枪侵入深度为200～300mm，混合气体喷枪枪位600～800mm。喷粉枪喷吹强度为35～45kg/min本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁水包用自转喷枪脱磷装置，其特征在于：包括旋转接头(1)、内壁耐磨钢管(2)、推力轴承(3)、密封盖(4)、烟罩(5)、喷粉枪(6)、混合气体喷枪(7)；旋转接头(1)上端两路分别连接喷粉罐系统和混合气气源，下端两路分别连接与喷粉枪(6)和混合气体喷枪(7)等内径的内壁耐磨钢管；两支钢管的另一端分别连接喷粉枪(6)和混合气体喷枪(7)；喷粉枪(6)和混合气体喷枪(7)的上端侧面固定在推力轴承(3)上圈内侧，且固定位置相对于轴承圈圆心对称；推力轴承(3)的上圈上方按有密封盖(4)，防止烟尘外泄；推力轴承(4)的下圈固定在烟罩(5)平台上，并支撑着整个装置的重量；烟罩平台是固定的，且强度足够大，铁水包从烟罩平台的下方运送；喷粉枪(6)和混合气体喷枪(7)都为单孔喷枪，喷孔轴线与喷枪轴线相交并分别呈夹角α和β，其值分别为45～60度和14～24度；喷孔轴线与喷枪轴线组成的平面与喷枪的自转轨道圆相切且夹角α和β分别在喷粉枪(6)和混合气体喷枪(7)轴线组成平面的两侧。

【技术特征摘要】
1.一种铁水包用自转喷枪脱磷装置，其特征在于：包括旋转接头(1)、内壁耐磨钢管(2)、推力轴承(3)、密封盖(4)、烟罩(5)、喷粉枪(6)、混合气体喷枪(7)；旋转接头(1)上端两路分别连接喷粉罐系统和混合气气源，下端两路分别连接与喷粉枪(6)和混合气体喷枪(7)等内径的内壁耐磨钢管；两支钢管的另一端分别连接喷粉枪(6)和混合气体喷枪(7)；喷粉枪(6)和混合气体喷枪(7)的上端侧面固定在推力轴承(3)上圈内侧，且固定位置相对于轴承圈圆心对称；推力轴承(3)的上圈上方按有密封盖(4)，防止烟尘外泄；推力轴承(4)的下圈固定在烟罩(5)平台上，并支撑着整个装置的重量；烟罩平台是固定的，且强度足够大，铁水包从烟罩平台的下方运送；喷粉枪(6)和混合气体喷枪(7)都为单孔喷枪，喷孔轴线与喷枪轴线相交并分别呈夹角α和β，其值分别为45～60度和14～24度；喷孔轴线与喷枪轴线组成的平面与喷枪的自转轨道圆相切且夹角α和β分别在喷粉枪(6)和混合气体喷枪(7)轴线组成平面的两侧。2.按照权利要求1所述的自转喷枪脱磷装置，其特征在于：喷吹时，喷粉枪和混合气体喷枪的喷头都受到喷吹流体的反作用力，作用力方向为沿转动轨道切线方向向上；此力可分解为水平沿转动轨道的切...

【专利技术属性】
技术研发人员：张波，吴伟，吴巍，王鹏，马登，赵斌，蔡俊，
申请(专利权)人：钢铁研究总院，
类型：发明
国别省市：北京,11