一种铁水脱硫搅拌头，主要由管状搅拌轴（２）和搅拌叶（３）组成，所述搅拌轴（２）的下端封闭，上端设有连接法兰，所述搅拌叶（３）设置在搅拌轴（２）下部外表面上，搅拌轴（２）内设有外径小于搅拌轴（２）内径的风冷管（１）且所述风冷管（１）的内腔与风冷管（１）外壁和搅拌轴（２）内壁之间的空隙相通，其特征在于：搅拌轴（２）由搅拌轴金属芯（４）、若干搅拌轴Ｖ形铆固件（５）和搅拌轴耐火材料工作衬（６）组成，搅拌轴耐火材料工作衬（６）覆盖在搅拌轴金属芯（４）的外表面上，搅拌轴Ｖ形铆固件（５）分别设置在搅拌轴耐火材料工作衬（６）内且尖部与搅拌轴金属芯（４）的外表面焊接；所述搅拌叶（３）由搅拌叶金属芯（９）、若干搅拌叶Ｖ形铆固件（７）、若干双Ｖ形铆固件（８）和搅拌叶耐火材料工作衬（１０）组成，搅拌叶耐火材料工作衬（１０）覆盖在搅拌叶金属芯（９）的外表面上，搅拌叶Ｖ形铆固件（７）和双Ｖ形铆固件（８）分别间隔设置在搅拌叶耐火材料工作衬（１０）内且该搅拌叶Ｖ形铆固件（７）和双Ｖ形铆固件（８）的尖部分别与搅拌轴金属芯（４）的外表面焊接。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及转炉炼钢前铁水炉外搅拌脱硫的搅拌头，具体地说是-种用于铁水罐KR搅拌脱硫预处理的搅拌头。技术背景KR (Kambara Reactor)搅拌脱硫法是日本新日铁广田制铁所于1963年开 始研究，1965年应用于工业生产的一种铁水炉外脱硫技术，这种脱硫方法是以 一个外衬耐火材料的搅拌头浸入铁水罐内进行旋转搅动铁水，使铁水产生旋 涡，经过称量的脱硫剂由给料器加入到铁水表面，并被旋涡巻入铁水中，与高 温铁水混合、反应，达到脱硫的目的。该脱硫方法具有脱硫效率高，脱硫剂消 耗少，作业时间短，金属耗损低以及耐火材料消耗低等特点。根据KR搅拌脱 硫工艺可见，搅拌头是KR脱硫装置中的重要部件，主要由旋转轴与搅拌叶组 成，常用的搅拌头有四片搅拌叶，并沿旋转轴周向均匀布置。旋转轴和搅拌叶 由金属内芯和耐火材料衬体构成。常用搅拌头的搅拌叶迎铁面为倾斜面，由下 向上外倾；背铁面为铅直面；侧面也为倾斜面，也是由下向上外倾。由于搅拌 头的高温间歇式工作状态以及对铁水的强烈搅拌，搅拌头铁水冲刷剧烈，冷热 状态交替频繁，导致搅拌头使用寿命短；在搅拌头的搅拌脱硫过程与待用冷却 过程中，由于搅拌叶单位体积换热面积大以及衬体耐火材料与金属芯材质热膨 胀性能的差异，导致搅拌叶耐火材料工作衬热震龟裂，并在金属芯和衬体结合 面间形成间隙，铁水通过裂纹沿结合面间隙不断渗透，最终导致工作衬剥落和 金属芯烧失，因而，破损主要集中出现在搅拌叶上。此外，由于搅拌叶的旋转 线速度高，加剧了铁水对搅拌叶的冲刷磨损，尤其是搅拌叶的边棱部位，由于 边棱的突出以及铁水接触比表面积大，磨损最为严重，并随着搅拌头的不断使 用，搅拌叶边棱不断磨损而形成圆弧过渡面，等搅拌力矩下搅拌头的旋转速度 不断提高，进一步加剧了搅拌叶的磨损速度，从而影响了搅拌头不同使用阶段 下的搅拌脱硫效果与实际生产操作控制，导致脱硫生产效率的下降与消耗的上升；同时，搅拌叶的不均匀磨损与搅拌头旋转速度的提高，影响了搅拌头的动 平衡与静平衡，加剧了搅拌机械传动设备的损伤，给设备的安全稳定运行带来 危害。为此，专利《新型KR脱硫搅拌器》ZL200620095492.8公开了一种搅拌 叶金属芯棱角边为圆弧过渡面的搅拌头，并在实际生产应用中获得了降低搅拌 叶局部热应力集中与延缓搅拌叶裂纹破损的效果。专利《铁水脱硫搅拌头》专 利公开号CN101037714A公开了一种搅拌叶金属芯带风冷的搅拌头，降低了使 用时搅拌叶金属芯的综合温度，缓解了搅拌叶的热应力破损。其不足之处在于 搅拌叶磨损严重，不利于铁水KR (Kambara Reactor)搅拌脱硫效果、生产操 作控制以及搅拌脱硫设备的安全稳定运行状态的改善。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是解决铁水脱硫搅拌头磨损快，使用寿命低的 问题。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是提供一种铁水脱硫搅 拌头，主要由管状搅拌轴和搅拌叶组成，所述搅拌轴的下端封闭，上端设有连 接法兰，所述搅拌叶设置在搅拌轴下部外表面上，搅拌轴内设有外径小于搅拌 轴内径的风冷管且所述风冷管的内腔与风冷管外壁和搅拌轴内壁之间的空隙 相通，搅拌轴由搅拌轴金属芯、若干搅拌轴V形铆固件和搅拌轴耐火材料工作 衬组成，搅拌轴耐火材料工作衬覆盖在搅拌轴金属芯的外表面上，搅拌轴v形 铆固件分别设置在搅拌轴耐火材料工作衬内且尖部与搅拌轴金属芯的外表面 焊接；所述搅拌叶由搅拌叶金属芯、若干搅拌叶V形铆固件、若干双V形铆固 件和搅拌叶耐火材料工作衬组成，搅拌叶耐火材料工作衬覆盖在搅拌叶金属芯 的外表面上，搅拌叶V形铆固件和双V形铆固件分别间隔设置在搅拌叶耐火 材料工作衬内且该搅拌叶V形铆固件和双V形铆固件的尖部分别与搅拌轴金属 芯的外表面焊接。上述方案中，所述搅拌轴V形铆固件的材质为普通盘条钢，直径为6 8mm。 所述搅拌叶V形铆固件的材质为带肋钢筋，直径为8 12mm。 所述双V形铆固件的材质为普通盘条钢或耐热金属丝，盘条钢的直径为 6 8mm，耐热金属丝的为直径4 8mm，双V形铆固件由位于相互成一定夹角的两个平面内的V字形铆固件的V字顶点相互焊接而成。所述搅拌轴V形铆固件高度为搅拌轴耐火材料工作衬厚度的1/2 2/3，搅 拌叶V形铆固件和双V形铆固件的高度分别为搅拌叶耐火材料工作衬厚度的 1/2 2/3。所述搅拌叶V形铆固件和双V形铆固件间隔布置，布置间距为70 120mm。 所述搅拌叶耐火材料工作衬的边棱与相邻表面圆弧过渡。 所述搅拌叶金属芯采用普碳钢厚板制作，边棱为圆弧过渡面，表面涂覆一 层缓冲涂层。所述缓冲涂层为硅溶胶结合缓冲隔热涂层，其原材料的重量百分比组成包 括硅溶胶15 25%，粒度《0.088咖的烧结合成莫来石粉30 60%，纤维长 度《6皿n的耐火纤维10 30%，粒度《0. 088mm的软质粘土粉5 25%，上述各 禾申原材料混合均匀后，与重量百分比为0. 2 0. 5%的三聚氰胺和25 35%的水 搅拌而成。本专利技术中V形铆固件、V形铆固件和双V形铆固件两种结构的设计、部分 外肋钢筋V形铆固件的设置、两种铆固件的间隔布置以及铆固件合适高度、布 置间距、材料与直径的选择，强化了搅拌叶金属芯与耐火材料衬体的结合强度， 改善了铆固件扭矩力传递的和衬体受力的均匀性，提高了搅拌器的整体抗冲刷 能力，遏止了铆固件烧失的进程；搅拌叶金属芯棱角部位的圆弧过渡面设计， 降低了搅拌叶金属芯边棱部位的应力集中程度，改善了耐火材料衬体的受力均 匀性，延缓了搅拌器局部破损的进程，降低了搅拌器局部破损导致搅拌器整体 终止使用的可能性；搅拌叶耐火材料工作衬边棱的圆弧过渡面结构，提高了搅 拌叶耐火材料工作衬边棱的抗冲刷磨损能力，延缓了搅拌叶外形的磨损变形速 度，遏止了磨损引起的等搅拌力矩下搅拌头旋转速度的增大，提高了搅拌强度 的稳定性和操作控制的可靠性。搅拌叶与搅拌叶金属芯的长度适量延长，弥补 了搅拌叶耐火材料工作衬边棱的圆弧过渡面结构带来的旋转阻力降低，保证了 等搅拌力矩下搅拌头合适的旋转速度，提高了脱硫设备的运行稳定性。搅拌叶 金属芯表面的硅酸盐结合缓冲隔热涂层缓解了耐火材料与金属材料之间的不 同步热膨胀，同时，涂层的隔热效果提高了耐火材料衬体与搅拌叶金属芯之间的导热热阻，降低了使用条件下搅拌叶金属芯的温度水平与热膨胀量，达到提 高搅拌叶金属芯强度、刚度与缓解耐火材料衬体结合面热应力及裂纹破损进 程。本专利技术通过上述各项措施的综合应用，最终达到延长搅拌头使用寿命和改善铁水KR (Kambara Reactor)搅拌脱硫效果、生产操作控制以及搅拌脱硫设备的安全稳定运行状态的目的。附图说明图l为本专利技术结构示意图；图2为图1的A—A剖面图；图3为本专利技术双V形铆固件的立体结构示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作出详细的说明。实施例一、如图1所示，图l为本专利技术结构示意图，本专利技术由管状搅拌轴2和搅拌叶 3组成，所述搅拌轴2的下端封闭，上端设有连接法兰，搅拌头法兰连接构件 与常规搅拌头相同，所述搅拌叶3设置在搅拌轴2下部外表面上，搅拌轴2内 设有外径小于搅拌轴2内径的风冷管1，风冷管1用15号无缝钢管制作，其外 壁和搅拌轴2内壁之间设有空隙，风冷管1的下端与搅拌轴2底部内表面之间 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种铁水脱硫搅拌头，主要由管状搅拌轴（２）和搅拌叶（３）组成，所述搅拌轴（２）的下端封闭，上端设有连接法兰，所述搅拌叶（３）设置在搅拌轴（２）下部外表面上，搅拌轴（２）内设有外径小于搅拌轴（２）内径的风冷管（１）且所述风冷管（１）的内腔与风冷管（１）外壁和搅拌轴（２）内壁之间的空隙相通，其特征在于：搅拌轴（２）由搅拌轴金属芯（４）、若干搅拌轴Ｖ形铆固件（５）和搅拌轴耐火材料工作衬（６）组成，搅拌轴耐火材料工作衬（６）覆盖在搅拌轴金属芯（４）的外表面上，搅拌轴Ｖ形铆固件（５）分别设置在搅拌轴耐火材料工作衬（６）内且尖部与搅拌轴金属芯（４）的外表面焊接；所述搅拌叶（３）由搅拌叶金属芯（９）、若干搅拌叶Ｖ形铆固件（７）、若干双Ｖ形铆固件（８）和搅拌叶耐火材料工作衬（１０）组成，搅拌叶耐火材料工作衬（１０）覆盖在搅拌叶金属芯（９）的外表面上，搅拌叶Ｖ形铆固件（７）和双Ｖ形铆固件（８）分别间隔设置在搅拌叶耐火材料工作衬（１０）内且该搅拌叶Ｖ形铆固件（７）和双Ｖ形铆固件（８）的尖部分别与搅拌轴金属芯（４）的外表面焊接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳德刚，李具中，蒋扬虎，罗安智，吴杰，刘守堂，李明晖，王海清，朱善合，袁凡成，
申请(专利权)人：武汉钢铁集团公司，
类型：发明
国别省市：83
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