一种冶金用机械搅拌喷吹脱硫搅拌器制造技术

本发明专利技术涉及一种冶金用机械搅拌喷吹脱硫搅拌器，包括搅拌轴和连接在搅拌轴下面的搅拌头；在搅拌头的外侧，沿周向设置有多个搅拌叶片，相邻搅拌叶片之间的夹角相同；在搅拌轴上设置有直通吹气通道，在部分或全部搅拌叶片内设置有斜向下的分流管道，每个分流管道与直通吹气通道连通，形成喷吹气体通道；每个分流管道的末尾形成喷吹口。本发明专利技术将脱硫剂喷吹孔设置在对称搅拌桨叶的最外沿壁面，气泡产生位置与中心漩涡区域有一定的距离，可以减少脱硫剂气泡聚集，降低气泡长大的概率，以增大气液反应面积，延长气液反应时间，增加脱硫反应的效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种冶金用机械搅拌喷吹脱硫搅拌器


[0001]本专利技术涉及钢铁冶炼工艺
，具体涉及一种冶金用机械搅拌喷吹脱硫搅拌器，尤其是用于镁基搅拌复合喷吹铁水脱硫的搅拌桨。

技术介绍

[0002]硫在大多数情况下对钢的质量是不利的，会引起“热脆”问题，因此必须进行脱硫工序，而由于铁水脱硫具有脱硫的热力学优势，所以钢铁生产的脱硫任务在现代钢铁生产流程中多位于铁水预处理环节。铁水预处理脱硫主要分为KR法和喷吹法，其中，KR法通过搅拌形成漩涡把脱硫剂代入铁水反应，但存在铁损大以及温降高的问题；喷吹法以石灰加镁的复合喷吹为主流，其存在脱硫剂中的金属镁在高温铁水中汽化产生的镁蒸汽气泡易聚集、上浮排除，镁利用率低，同时因缺少环向流，在反应器熔池的底部及边缘存在脱硫剂达不到及流速很低的弱流区（流动速度<0.01m/s，镁蒸汽气体体积分数<10
‑6），从而影响深脱硫（铁水[S]<0.005%）的稳定性两个问题。有学者就这些问题提出了一种新的思路：机械搅拌和喷吹结合。利用搅拌桨增加熔池的环流，减少熔池的死区，同时击碎气泡，实现气泡的弥散化和细微化，增加脱硫反应面积与反应时间，并且由于镁脱硫是放热反应，可以避免温降过大，因此可以通过搅拌喷吹的方式解决利用率低、深脱硫不稳定以及温降高等问题。目前这种搅拌喷吹方法是将吹气孔放置在搅拌桨下方，气泡在上浮的过程中被搅拌桨打碎、甩出，例如申请号CN201911052470.1公开的一种铁水脱硫用喷吹式螺旋搅拌桨以及申请号201821570143.6公开的一种旋转喷吹复合式铁水脱硫搅拌器就是采用这种方法，但是通过刘燕等人机械搅拌喷吹的物理水模拟实验发现，单向搅拌模式下，无论是一孔竖直喷吹、L型水平喷吹还是四孔水平喷吹，气泡都会很快聚集在中心漩涡处，降低气泡的弥散化与细微化程度，说明这种搅拌喷吹方法吹出的脱硫剂在底部吹出形成气泡后，会被吸引至搅拌形成的中心漩涡，导致大量气泡无法被击碎甩出，而是相互碰撞长大，加速上升离开熔池，使得气液脱硫反应的接触面积和反应时间都处于较低的水平。因此，为了能进一步提高脱硫效率，降低成本，解决上述气泡聚集长大问题及降低弱流区（流动速度<0.01m/s，镁蒸汽气体体积分数<10
‑6），必须开发一种新的搅拌喷吹脱硫设备。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的所述不足，本专利技术的目的在于提供一种冶金用机械搅拌喷吹脱硫搅拌器。本专利技术搅拌器通过远离中心漩涡的分散喷吹，减少气泡聚集长大；还可以延长气泡上升时间，减少通道堵塞的概率；还能延长反应时间，提高脱硫气液反应的强度。
[0004]为了解决所述技术问题，本专利技术采用了如下的技术方案：一种冶金用机械搅拌喷吹脱硫搅拌器，包括搅拌轴和连接在搅拌轴下面的搅拌头；其特征在于：在搅拌头的外侧，沿周向设置有多个搅拌叶片，相邻搅拌叶片之间的夹角相同；在搅拌轴上设置有直通吹气通道，在部分或全部搅拌叶片内设置有斜向下的分流管道，每个分流管道与直通吹气通道连通，形成喷吹气体通道；每个分流管道的末尾形成喷吹
口。
[0005]本专利技术这样的结构，将脱硫剂喷吹孔设置在对称搅拌桨叶的最外沿壁面，气泡产生位置与中心漩涡区域有一定的距离，可以减少脱硫剂气泡聚集，降低气泡长大的概率，以增大气液反应面积，延长气液反应时间，增加脱硫反应的效率。
[0006]进一步地：所述的搅拌叶片是4片，相互之间夹角为90
°
。搅拌叶片在圆周方向均匀设置，转动平稳、提高搅拌效率。
[0007]进一步地，所述的分流管道4为两条，分别与直通吹气通道下端连接后形成倒Y型结构。Y型结构的喷吹通道设计为向下倾斜的方向，既可以减少T型喷吹的堵塞问题，又可以使脱硫剂气泡具有向下的初速度。
[0008]进一步地，分流管道4与水平方向的夹角α的范围为10—45
°
。形成向下倾斜的喷吹通道能进一步增加气泡的上升时间，延长气液反应时间，增加脱硫反应的效率。
[0009]进一步地，喷吹口的位置靠近下端，低于搅拌叶片高度的一半的位置。形成向下倾斜的喷吹通道能进一步增加气泡的上升时间，延长气液反应时间，增加脱硫反应的效率。
[0010]进一步地，喷吹口位于对应的搅拌叶片的竖直面的最外侧面上。喷吹口设置在搅拌器最远端，处于搅拌的最大直径的位置，气泡产生位置与中心漩涡区域有一定的距离，气泡的作用区域更大。
[0011]进一步地，设置了分流管道的两条搅拌叶片，其相对搅拌轴的中心线对称设置；另外两条没有设置分流管道的搅拌叶片，相对搅拌轴的中心线对称设置，其与中心线的距离小于设置了分流管道的搅拌叶片与中心线的距离。这样，搅拌器形成两条长边、两条短边的结构，在搅拌时长边更容易搅动钢液，在转动过程中长边与短边之间的区域更容易形成较大的涡流，搅拌效果更优。
[0012]进一步地，喷吹孔所在的搅拌叶片的宽度，小于没有设置分流管道的搅拌叶片的宽度。这样，更有利于在转动过程中长边与短边之间的区域形成更大的涡流，搅拌效果更优，也更有利于从喷吹孔向下倾斜进入熔池的含脱硫剂的气体分散、均匀扩散，增大气液反应面积，延长气液反应时间，增加脱硫反应的效率。
[0013]进一步地，搅拌叶片的插入深度大于3/4的熔池内的液面高度。
[0014]与现有技术相比，本专利技术得到的喷吹脱硫搅拌器，具有如下有益效果：1、本专利技术将脱硫剂喷吹孔设置在对称搅拌桨叶的最外沿壁面，气泡产生位置与中心漩涡区域有一定的距离，可以减少脱硫剂气泡聚集，降低气泡长大的概率，以增大气液反应面积，延长气液反应时间，增加脱硫反应的效率。
[0015]2、本专利技术将搅拌桨内的喷吹通道设计为向下倾斜的方向，既可以减少T型喷吹90度夹角阻力大的堵塞问题，又可以使脱硫剂气泡具有向下的初速度，增加气泡的上升路径，可以进一步增加气泡的上升时间，延长气液反应时间，同时向下的速度还将脱硫剂带入反应器熔池底部，减小喷吹孔下部的弱反应区，增加脱硫反应的效率及脱硫的稳定性。
[0016]3、脱硫剂喷吹孔所在的对称的两条边，其与中心线的距离大于另外两条对称边与中心线的距离，可在搅拌功率一定的条件下，使从喷吹孔吹出的脱硫剂形成的镁气泡产生位置与中心漩涡区域的距离更远，更可以减少脱硫剂气泡聚集，降低气泡长大的概率，以增大气液反应面积；而且，喷吹孔所在的两条长边，与另外两条短边形成的结构，在搅拌时更容易搅动钢液、形成涡流，搅拌效果更优。还能够使含脱硫剂的气体分散、均匀扩散，增大气
液反应面积，延长气液反应时间，增加脱硫反应的效率。
附图说明
[0017]图1是冶金用机械搅拌喷吹脱硫搅拌器结构示意图；图2是本专利技术第二种实施例结构示意图。
[0018]其中：1—搅拌轴，2—搅拌头，3—直通吹气通道，4—分流管道，5—喷吹口，21—搅拌叶片。
具体实施方式
[0019]下面结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种冶金用机械搅拌喷吹脱硫搅拌器，包括搅拌轴（1）和连接在搅拌轴（1）下面的搅拌头（2）；其特征在于：在搅拌头（2）的外侧，沿周向设置有多个搅拌叶片（21），相邻搅拌叶片（21）之间的夹角相同；在搅拌轴（1）上设置有直通吹气通道（3），在部分或全部搅拌叶片（21）内设置有斜向下的分流管道（4），每个分流管道（4）与直通吹气通道（3）连通，形成喷吹气体通道；每个分流管道（4）的末尾形成喷吹口（5）。2.根据权利要求1所述的冶金用机械搅拌喷吹脱硫搅拌器，其特征在于：所述的搅拌叶片（21）是4片，相互之间夹角为90
°
。3.根据权利要求2所述的冶金用机械搅拌喷吹脱硫搅拌器，其特征在于，所述的分流管道（4）为两条，分别与直通吹气通道（3）下端连接后形成倒Y型结构。4.根据权利要求1—3任一所述的冶金用机械搅拌喷吹脱硫搅拌器，其特征在于，分流管道（4）与水平方向的夹角α的范围为10—45
°
...

【专利技术属性】
技术研发人员：周遵传，唐萍，何鹏，张彦恒，梁新腾，和秀山，付灈，文光华，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：