專利名稱：紊流式機(jī)械攪拌脫硫鐵水罐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及轉(zhuǎn)爐煉鋼前鐵水爐外機(jī)械攪拌脫硫的鐵水容器，具體地指一種適用于鐵水KR攪拌脫硫的紊流式機(jī)械攪拌脫硫鐵水罐。
背景技術(shù)：
KR (Kambara Reactor)攪拌脫硫法是日本新日鐵于1963年開始研究，1965年應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的一種鐵水爐外脫硫技術(shù)。這種脫硫方法是以一個(gè)外襯耐火材料的十字形葉片結(jié)構(gòu)攪拌器浸入鐵水罐內(nèi)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，攪動(dòng)鐵水使其產(chǎn)生旋渦，同時(shí)經(jīng)過稱量的脫硫劑由給料器加入到鐵水表面，脫硫劑被旋渦卷入鐵水中，與高溫鐵水混合、反應(yīng)，達(dá)到脫硫的目的。 該脫硫方法通過漂浮于鐵水液面上脫硫劑的卷吸循環(huán)混合，實(shí)現(xiàn)脫硫劑與鐵水的循環(huán)接觸脫硫冶金反應(yīng)，具有脫硫劑接觸反應(yīng)時(shí)間充分，脫硫效率高，脫硫劑消耗少，作業(yè)時(shí)間短，金屬耗損低等優(yōu)點(diǎn)，在國內(nèi)得到了廣泛的推廣應(yīng)用。KR攪拌脫硫過程中鐵水的流動(dòng)狀態(tài)分為攪拌中心強(qiáng)制渦流區(qū)和該區(qū)以外的自由渦流區(qū)。其中，強(qiáng)制渦流區(qū)由于沒有液體微元之間的相對運(yùn)動(dòng)，為不良混合區(qū)；自由渦流區(qū)由于循環(huán)運(yùn)動(dòng)引起了液體微元之間的相對運(yùn)動(dòng)，起到了混合分散的作用，為充分混合區(qū)。擴(kuò)展攪拌自由渦流區(qū)、縮小強(qiáng)制渦流區(qū)是提高脫硫效果的有效途徑。在實(shí)際生產(chǎn)中，強(qiáng)制渦流區(qū)半徑與攪拌器葉輪半徑之比近似為0. 7，攪拌葉片有效攪拌面積僅為30%，因而，鐵水KR 攪拌脫硫傳輸動(dòng)力學(xué)機(jī)制是局域卷吸混合、徑向剪切分散?，F(xiàn)有的技術(shù)研究主要為改進(jìn)攪拌器結(jié)構(gòu)、攪拌葉片形狀以及攪拌工藝方面，并有多項(xiàng)專利產(chǎn)生。然而，對于自浮顆粒脫硫劑在鐵水中的攪拌卷吸循環(huán)混合的鐵水機(jī)械攪拌脫硫，其攪拌混合空間由攪拌器與鐵水罐共同組成，攪拌脫硫鐵水罐的結(jié)構(gòu)形狀同樣顯著地影響著攪拌過程中鐵水和脫硫劑的混合流動(dòng)狀態(tài)。目前通常采用的鐵水罐為普通圓形截面鐵水罐，盡管改進(jìn)攪拌器結(jié)構(gòu)以及攪拌葉片形狀能夠起到改善攪拌脫硫動(dòng)力學(xué)條件的一定作用，但強(qiáng)制渦流區(qū)的存在，一定程度上制約了機(jī)械攪拌脫硫效果的進(jìn)一步提升。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是要提供一種紊流式機(jī)械攪拌脫硫鐵水罐，改善鐵水機(jī)械攪拌脫硫動(dòng)力學(xué)條件，提高鐵水機(jī)械攪拌脫硫技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的紊流式機(jī)械攪拌脫硫鐵水罐包括金屬罐殼，所述金屬罐殼的內(nèi)壁上復(fù)合有耐火材料罐襯，所述耐火材料罐襯上沿周向間隔設(shè)置有若干條內(nèi)凸緣。進(jìn)一步地，為了提高內(nèi)凸緣的抗鐵水沖刷磨損能力，延長鐵水罐使用壽命，所述內(nèi)凸緣的外表面為圓弧面、中間圓弧面與兩邊平面的組合面或橢圓弧面。再進(jìn)一步地，所述內(nèi)凸緣的凸起高度為耐火材料罐襯內(nèi)壁圓柱面半徑的10 30% ；所述內(nèi)凸緣沿耐火材料罐襯的周向均勻分布，其數(shù)量為2 4條。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于所設(shè)計(jì)的紊流式機(jī)械攪拌脫硫鐵水罐通過在耐火材料罐襯內(nèi)側(cè)設(shè)置向罐內(nèi)凸起的內(nèi)凸緣，對鐵水罐攪拌流場產(chǎn)生周期性干擾，遏制攪拌流場的周向流動(dòng)，增強(qiáng)攪拌流場的軸向流動(dòng)，顯著縮小強(qiáng)制渦流區(qū)或遏制強(qiáng)制渦流區(qū)的形成，使鐵水機(jī)械攪拌脫硫動(dòng)力學(xué)條件得到顯著改善。內(nèi)凸緣采用圓弧面、弧線與直線的組合面或橢圓弧面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，增強(qiáng)了內(nèi)凸緣的抗鐵水沖刷磨損能力，延長了鐵水罐的使用壽命。

圖1為一種紊流式機(jī)械攪拌脫硫鐵水罐的主視結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1所示鐵水罐的內(nèi)凸緣為圓弧面的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖1所示鐵水罐的內(nèi)凸緣為圓弧與直線的組合面的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為圖1所示鐵水罐的內(nèi)凸緣為橢圓弧面的截面結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為圖1所示鐵水罐的內(nèi)凸緣為2個(gè)的布置方位示意圖。圖6為圖1所示鐵水罐的內(nèi)凸緣為4個(gè)的布置方位示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。如圖1所示，本實(shí)用新型的紊流式機(jī)械攪拌脫硫鐵水罐包括金屬罐殼1，金屬罐殼 1的內(nèi)壁上復(fù)合有耐火材料罐襯2，耐火材料罐襯2內(nèi)側(cè)沿其周向均勻分布有若干條內(nèi)凸緣 3，內(nèi)凸緣3的凸起高度為耐火材料罐襯2內(nèi)壁圓柱面半徑的10 30%。內(nèi)凸緣3的外表面形狀可以有多種，其數(shù)量為2 4條。如圖2所示，內(nèi)凸緣3的外表面為圓弧面3. 1，其數(shù)量為3條。如圖3所示，內(nèi)凸緣3的外表面為中間圓弧面與兩邊平面的組合面3. 2，其數(shù)量為 3 ^^ ο如圖4所示，內(nèi)凸緣3的外表面為橢圓弧面3. 3，其數(shù)量為3條。如圖5、6所示，內(nèi)凸緣3的數(shù)量分別為2條和4條，在耐火材料罐襯2內(nèi)側(cè)沿其周向?qū)ΨQ分布。帶有內(nèi)凸緣3的耐火材料罐襯2可以是在常規(guī)的圓形管狀金屬罐殼1上砌筑或澆注耐火材料制成。這樣，可以在不改變鐵水罐外形結(jié)構(gòu)尺寸的條件下對其進(jìn)行改造，具有實(shí)施方便、鐵水機(jī)械攪拌脫硫動(dòng)力學(xué)條件改善顯著、使用壽命長的優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求1.一種紊流式機(jī)械攪拌脫硫鐵水罐，包括金屬罐殼(1)，所述金屬罐殼(1)的內(nèi)壁上復(fù)合有耐火材料罐襯O)，其特征在于所述耐火材料罐襯( 上沿周向間隔設(shè)置有若干條內(nèi)凸緣⑶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紊流式機(jī)械攪拌脫硫鐵水罐，其特征在于所述內(nèi)凸緣(3) 的外表面為圓弧面(3. 1)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紊流式機(jī)械攪拌脫硫鐵水罐，其特征在于所述內(nèi)凸緣(3) 的外表面為中間圓弧面與兩邊平面的組合面(3. 2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紊流式機(jī)械攪拌脫硫鐵水罐，其特征在于所述內(nèi)凸緣(3) 的橫截面為橢圓弧面(3. 3)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的紊流式機(jī)械攪拌脫硫鐵水罐，其特征在于 所述內(nèi)凸緣(3)的凸起高度為耐火材料罐襯O)內(nèi)壁圓柱面半徑的10 30%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的紊流式機(jī)械攪拌脫硫鐵水罐，其特征在于 所述內(nèi)凸緣(3)沿耐火材料罐襯O)的周向均勻分布，其數(shù)量為2 4條。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的紊流式機(jī)械攪拌脫硫鐵水罐，其特征在于所述內(nèi)凸緣(3) 沿耐火材料罐襯O)的周向均勻分布，其數(shù)量為2 4條。
專利摘要一種紊流式機(jī)械攪拌脫硫鐵水罐包括金屬罐殼，金屬罐殼的內(nèi)壁上復(fù)合有耐火材料罐襯，耐火材料罐襯上沿周向間隔設(shè)置有若干條內(nèi)凸緣。內(nèi)凸緣的外表面為圓弧面、弧線與直線的組合面或橢圓弧面。當(dāng)內(nèi)凸緣為圓弧面時(shí)，圓弧面的凸起高度為該圓弧面半徑的10～30％。所設(shè)計(jì)的紊流式機(jī)械攪拌脫硫鐵水罐通過在耐火材料罐襯內(nèi)側(cè)設(shè)置向罐內(nèi)凸起的內(nèi)凸緣，使鐵水機(jī)械攪拌脫硫動(dòng)力學(xué)條件得到顯著改善，內(nèi)凸緣采用圓弧面、弧線與直線的組合面或橢圓弧面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，增強(qiáng)了內(nèi)凸緣的抗鐵水沖刷磨損能力，延長了鐵水罐的使用壽命。
文檔編號C21C1/02GK202054854SQ20112012556
公開日2011年11月30日 申請日期2011年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月25日
發(fā)明者余明紅, 劉小卿, 吳杰, 張先貴, 朱善合, 李具中, 李明暉, 歐陽德剛, 王海青, 田義勝, 田大鵬, 羅安智, 羅巍, 蔣揚(yáng)虎, 鄧品團(tuán) 申請人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司